DE102017124133A1 - Ultraschallsensorvorrichtung und Erfassungsverfahren einer Ultraschallsensorvorrichtung - Google Patents

Ultraschallsensorvorrichtung und Erfassungsverfahren einer Ultraschallsensorvorrichtung Download PDF

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Abstract

Vorgesehen sind eine Ultraschallsensorvorrichtung und ein Erfassungsverfahren dieser Vorrichtung. Die Vorrichtung weist eine Treibereinheit für die Bereitstellung eines Übertragungsimpulses für einen Wandler, der eine Ultraschallwelle überträgt und ein Echo der Ultraschallwelle empfängt, einen Verstärker für die Verstärkung eines elektrischen Signals für das Echo, einen Analog-Digital-Umsetzer für die Umsetzung des verstärkten elektrischen Signals in ein digitales Originalsignal, einen Signalprozessor für die Durchführung einer Hüllkurvenextraktionsverarbeitung an dem digitalen Originalsignal zur Erzeugung eines extrahierten Signals und eine Steuereinheit für die Ausgabe eines Abstandssignals bezogen auf ein externes Objekt auf der Basis des digitalen Originalsignals und des extrahierten Signals auf, wobei die Steuereinheit Folgendes aufweist: einen Prüffrequenzgenerator für das Anlegen eines Prüffrequenzsignals an den Wandler und eine Anregungsfrequenzmesseinheit für die Messung der in dem Wandler erzeugten Anregungsfrequenz.

Description

  • QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2016-0135338 , die am 18. Oktober 2016 beim koreanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
  • HINTERGRUND
  • GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor und insbesondere eine Ultraschallsensorvorrichtung und ein Erfassungsverfahren einer Ultraschallsensorvorrichtung.
  • STAND DER TECHNIK
  • In jüngster Zeit haben Fahrzeughersteller Techniken hinsichtlich der Fahrzeugsicherheit entwickelt und weiterentwickelte Sicherheitstechniken auf den Markt eingeführt. Ein typisches Beispiel dafür ist das moderne Fahrerassistenzsystem (engl. Advanced Driver Assistance Systems - ADAS), das hauptsächlich in Verbindung mit dem Einparken genutzt wird. Insbesondere ein Parkassistenzsystem und ein automatisches Parkassistenzsystem sind weitverbreitet, um den Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt beim Einparken anzuzeigen. Bei diesem System umfassen die wesentlichen Techniken eine Technik zur Messung der Position von Objekten um das Fahrzeug herum oder des Abstands zwischen den Objekten und dem Fahrzeug mit einem Ultraschallsensor.
  • Der Ultraschallsensor ist ein Sensor, der eine Ultraschallwelle mit einer Frequenz von 20 KHz oder mehr in einem nicht hörbaren Bereich sendet und dann ein Ultraschallecho erfasst, das von einem externen Objekt reflektiert wird, um einen Abstand zu dem externen Objekt zu messen. Bei Kraftfahrzeugen wird das von dem Ultraschallsensor erfasste Ultraschallecho dazu verwendet, den Abstand zu einem Objekt um das Fahrzeug herum zu messen und den Fahrer in vielfältiger Weise zu informieren, wie etwa mit einem Warngeräusch, einer Anzeige auf dem Fahrzeugdisplay und dergleichen.
  • Die Abstandsmessvorrichtung, bei der der herkömmliche Ultraschallsensor verwendet wird, hat jedoch Beschränkungen hinsichtlich des Abstandbereichs oder der Genauigkeit. Da der Bedarf für verschiedene Anwendungsbereiche, die die Grenzen des Erfassungsbereichs und der Genauigkeit des herkömmlichen Ultraschallsensors überschreiten, allmählich zunimmt, ist insbesondere eine Verbesserung bestehender Systeme zur Abstandsmessung unter Verwendung des Ultraschallsensors dringend geworden. Es ist zum Beispiel aus vielen Gründen erforderlich geworden, den Erfassungsbereich bestehender Ultraschallsensoren zu erweitern und deren Genauigkeit zu verbessern, um einen kleineren Abstand für ein effizienteres Einparken in einer engen Parklücke erfassen zu können.
  • Eine derartige herkömmliche Ultraschallsensorvorrichtung arbeitet bei konstanten Übertragungs-/Empfangsfrequenzen, unabhängig von Änderungen der Position der Anordnung des Ultraschallsensors und der umgebenden Umwelt, in der die Ultraschallsensorvorrichtung angeordnet ist. Die Ultraschallsensorvorrichtung hat somit eine begrenzte Fähigkeit, Objekte zu erfassen.
  • Ein Dokument aus dem Stand der Technik ist das US-Patent Nr. US 7,046,015 (erteilt am 16. Mai 2006).
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist in dem Bemühen gemacht worden, verschiedene Probleme einschließlich der oben genannten Probleme zu lösen oder zu verringern. Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Ultraschallsensorvorrichtung und ein Erfassungsverfahren dieser Vorrichtung bereitzustellen, bei dem die Frequenz im Resonanzfrequenzband des Wandlers angelegt wird, um die Frequenz des Nachhallsignals des Wandlers festzustellen, und bei dem anschließend die Amplituden an den entsprechenden Frequenzen miteinander verglichen werden, um die optimalen Übertragungs- und Empfangsfrequenzen des Wandlers zu bestimmen, so dass eine optimale Übertragungs- und Empfangsfrequenz entsprechend der geometrischen Form und Größe des Wandlers festgestellt wird und eine optimale Übertragungs- und Empfangsfrequenz des Wandlers auch in verschiedenen Umgebungen (Temperatur, Feuchte, schlechter Zustand usw.) festgestellt wird. Ein Verbesserungseffekt des Objekterfassungsvermögens wird somit erreicht. Diese Probleme dienen jedoch lediglich der Veranschaulichung, und der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Ultraschallsensorvorrichtung bereitgestellt. Die Ultraschallsensorvorrichtung weist Folgendes auf: eine Treibereinheit für die Bereitstellung eines Übertragungsimpulses für einen Wandler, der eine Ultraschallwelle überträgt und ein Echo der Ultraschallwelle empfängt, einen Verstärker für die Verstärkung eines elektrischen Signals für das Echo, einen Analog-Digital-Umsetzer für die Umsetzung des verstärkten elektrischen Signals in ein digitales Originalsignal, einen Signalprozessor für die Durchführung einer Hüllkurvenextraktionsverarbeitung an dem digitalen Originalsignal zur Erzeugung eines extrahierten Signals und eine Steuereinheit für die Ausgabe eines Abstandssignals bezogen auf ein externes Objekt auf der Basis des digitalen Originalsignals und des extrahierten Signals, wobei die Steuereinheit Folgendes aufweisen kann: einen Prüffrequenzgenerator für das Anlegen eines Prüffrequenzsignals an den Wandler und eine Anregungsfrequenzmesseinheit für die Messung der in dem Wandler erzeugten Anregungsfrequenz.
  • Bei der Ultraschallsensorvorrichtung kann es sich bei der in dem Wandler erzeugten Anregungsfrequenz um eine Resonanzfrequenz des Wandlers handeln.
  • Bei der Ultraschallsensorvorrichtung kann die Anregungsfrequenz die Frequenz einer Anregung sein, die in einem Anregungsmodusbereich zwischen einem Übertragungsmodus und einem Empfangsmodus des Wandlers frei schwingt.
  • Bei der Ultraschallsensorvorrichtung kann die Steuereinheit ferner Folgendes aufweisen: einen Optimalfrequenzrechner für die Berechnung einer optimalen Frequenz unter Verwendung der Anregungsfrequenz und eine Übertragungsimpulskalibriereinrichtung für das Kalibrieren der Übertragungsimpulsfrequenz unter Berücksichtigung der optimalen Frequenz.
  • Bei der Ultraschallsensorvorrichtung kann die optimale Frequenz ein Zwischenwert zwischen der Anregungsfrequenz und einer Anti-Resonanzfrequenz sein.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Erfassungsverfahren einer Ultraschallsensorvorrichtung bereitgestellt, die eine Treibereinheit für die Bereitstellung eines Übertragungsimpulses für einen Wandler, der eine Ultraschallwelle überträgt und das Echo der Ultraschallwelle empfängt, einen Verstärker für die Verstärkung eines elektrischen Signals für das Echo, einen Analog-Digital-Umsetzer für die Umsetzung des verstärkten elektrischen Signals in ein digitales Originalsignal, einen Signalprozessor für die Durchführung einer Hüllkurvenextraktionsverarbeitung an dem digitalen Originalsignal zur Erzeugung eines extrahierten Signals und eine Steuereinheit für die Ausgabe eines Abstandssignals bezogen auf ein externes Objekt auf der Basis des digitalen Originalsignals und des extrahierten Signals aufweist. Das Verfahren umfasst Folgendes: einen Prüffrequenzanwendungsschritt zum Anlegen eines Prüffrequenzsignals an den Wandler, einen Anregungsfrequenzmessschritt zum Messen einer Anregungsfrequenz, die entsprechend dem Prüffrequenzsignal in dem Wandler erzeugt wird, einen Optimalfrequenzberechnungsschritt zum Berechnen einer optimalen Frequenz unter Verwendung der Anregungsfrequenz und einen Übertragungsimpulsfrequenzkalibierschritt zum Kalibrieren einer Übertragungsimpulsfrequenz unter Berücksichtigung der optimalen Frequenz.
  • Bei dem Erfassungsverfahren kann es sich in dem Anregungsfrequenzmessschritt bei der in dem Wandler erzeugten Anregungsfrequenz um eine Resonanzfrequenz des Wandlers handeln.
  • Bei dem Erfassungsverfahren kann in dem Anregungsfrequenzmessschritt die Anregungsfrequenz die Frequenz einer Anregung sein, die in einem Anregungsmodusbereich zwischen einem Übertragungsmodus und einem Empfangsmodus des Wandlers frei schwingt.
  • Bei dem Erfassungsverfahren kann es sich bei dem Optimalfrequenzberechnungsschritt um einen Schritt zum Berechnen eines Zwischenwerts zwischen der Anregungsfrequenz und einer Anti-Resonanzfrequenz handeln.
  • VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben ist, wird die Frequenz im Resonanzfrequenzband des Wandlers angelegt, um die Frequenz des Nachhallsignals des Wandlers festzustellen, und werden anschließend die Amplituden an den entsprechenden Frequenzen miteinander verglichen, um die optimalen Übertragungs- und Empfangsfrequenzen des Wandlers zu bestimmen, so dass eine optimale Übertragungs- und Empfangsfrequenz entsprechend der geometrischen Form und Größe des Wandlers festgestellt wird und eine optimale Übertragungs- und Empfangsfrequenz des Wandlers auch in verschiedenen Umgebungen (Temperatur, Feuchte, hohes Alter usw.) festgestellt wird. Ein Verbesserungseffekt des Objekterfassungsvermögens wird somit erreicht. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird selbstverständlich durch diese Auswirkungen nicht beschränkt.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 2 ist ein Graph, der die Übertragung- und Empfangsfrequenzen zeigt, die von einem Wandler der Ultraschallsensorvorrichtung aus 1 erzeugt werden.
    • 3 ist ein Graph, der die in dem Wandler der Ultraschallsensorvorrichtung aus 1 erzeugte Anregungsfrequenz zeigt.
    • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Erfassungsverfahren einer Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Bezugszeichenliste
    • 10:
    Treibereinheit
    20:
    Verstärker
    30:
    Analog-Digital-Umsetzer
    40:
    Signalprozessor
    50:
    Steuereinheit
    51:
    Prüffrequenzgenerator
    52:
    Anregungsfrequenzmesseinheit
    53:
    Optimalfrequenzrechner
    54:
    Übertragungsimpulskalibriereinrichtung
    T:
    Wandler
    RF:
    Anregungsfrequenz
    OF:
    optimale Frequenz
    AF:
    Anti-Resonanzfrequenz
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
  • Diese Ausführungsformen werden bereitgestellt, damit die vorliegende Offenbarung umfassend und vollständig ist und dem Fachmann den Umfang der Erfindung vollständig vermittelt. Es ist jedoch zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die unten beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern in verschiedenen weiteren Formen umgesetzt werden kann. Diese Ausführungsformen werden vielmehr bereitgestellt, damit die vorliegende Offenbarung umfassender und vollständiger ist und dem Fachmann den Umfang der Erfindung vollständig vermittelt. Die Dicke oder Größe jeder Schicht in den Zeichnungen ist aus Gründen der Einfachheit und der Klarheit der Erläuterung übertrieben gezeigt.
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist ein Graph, der die Übertragungs-und Empfangsfrequenzen zeigt, die von einem Wandler der Ultraschallsensorvorrichtung aus 1 erzeugt werden, und 3 ist ein Graph, der die Anregungsfrequenz zeigt, die von dem Wandler der Ultraschallsensorvorrichtung aus 1 erzeugt wird.
  • Wie in 1 gezeigt, kann eine Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Treibereinheit 10, einen Verstärker 20, einen Analog-Digital-Umsetzer 30, einen Signalprozessor 40 und eine Steuereinheit 50 aufweisen.
  • Wie in 1 gezeigt, kann die Treibereinheit 10 einen Übertragungsimpuls für einen Wandler T bereitstellen, der eine Ultraschallwelle überträgt und das Echo der Ultraschallwelle empfängt. Die Treibereinheit 10 kann insbesondere den Übertragungsimpuls für den Wandler T so bereitstellen, dass der Wandler T schwingt und die Ultraschallwelle überträgt. Der Wandler T kann das Echo der übertragenen Ultraschallwelle empfangen und das Echo in ein elektrisches Signal umwandeln.
  • Der Verstärker 20 kann das elektrische Signal für das Echo verstärken. Der Verstärker 20 kann insbesondere das elektrische Signal für das Echo der von dem Wandler T empfangenen Ultraschallwelle verstärken und betrieben werden, indem der Verstärkungsfaktor entsprechend einem Abstand zu einem externen Objekt dynamisch verändert wird.
  • Der Analog-Digital-Umsetzer 30 kann das verstärkte elektrische Signal in ein digitales Originalsignal umwandeln. Der Analog-Digital-Umsetzer 30 kann insbesondere das von dem Verstärker 20 verstärkte elektrische Signal in ein digitales Signal umwandeln und das digitale Signal zum Signalprozessor 40 übertragen.
  • Darüber hinaus kann der Signalprozessor 40 eine Hüllkurvenextraktionsverarbeitung an dem digitalen Originalsignal vornehmen, um eine extrahiertes Signal zu erzeugen. Bei dem Signalprozessor 40 kann es sich insbesondere um ein Modul für die Umwandlung/Verarbeitung zu einem Signal handeln, das von der Steuereinheit 50 analysiert werden kann, wie etwa das Entfernen von Rauschen aus dem digitalen Originalsignal für das Ultraschallecho und das Extrahieren einer Hüllkurve. Der Signalprozessor kann beispielsweise ein Bandpassfilter, das einen bestimmten Frequenzbereich um eine Übertragungsfrequenz mit verschiedenen digitalen Filtern filtert, eine Hüllkurvenextraktionseinrichtung, die eine Hüllkurve aus einem durch das Bandpassfilter geleiteten Signal extrahiert, und ein Tiefpassfilter aufweisen, das das Rauschen aus dem extrahierten Signal extrahiert, und dergleichen.
  • Die Steuereinheit 50 kann auf der Grundlage des digitalen Originalsignals und des extrahierten Signals ein Abstandsignal zu einem externen Objekt ausgeben. Die Steuereinheit 50 kann einen Prüffrequenzgenerator 51 für das Anlegen eines Prüffrequenzsignals an den Wandler T, eine Anregungsfrequenzmesseinheit 51 für die Messung der von dem Wandler T erzeugten Anregungsfrequenz RF, einen Optimalfrequenzrechner 53 für die Berechnung einer optimalen Frequenz OF unter Verwendung der Anregungsfrequenz RF und eine Übertragungsimpulskalibriereinrichtung 54 für das Kalibrieren der Übertragungsimpulsfrequenz unter Berücksichtigung der optimalen Frequenz OF aufweisen. Bei der Anregungsfrequenz RF, die in dem Wandler T erzeugt wird, kann es sich hier um die Resonanzfrequenz des Wandlers T handeln.
  • Wie in 2 gezeigt, kann es sich bei der Anregungsfrequenz RF z.B. um eine Frequenz der Anregung handeln, die im Anregungsmodusbereich zwischen dem Übertragungsmodus und dem Empfangsmodus des Wandlers T frei schwingt. Wie in 3 gezeigt, kann es sich außerdem bei der optimalen Frequenz OF um einen Zwischenwert zwischen der Anregungsfrequenz RF und der Anti-Resonanzfrequenz AF handeln.
  • Wie in den 1 bis 3 gezeigt, kann dementsprechend die Steuereinheit 50 der Ultraschallsensorvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Treibereinheit 10 so steuern, dass der Wandler T unter Berücksichtigung der übertragenen Prüffrequenz und der Empfangsempfindlichkeit der Anregungsfrequenz RF entsprechend dem empfangenen Echo der Prüffrequenz bei einem Wert zwischen der Anregungsfrequenz RF und der Anti-Resonanzfrequenz AF des Wandlers T schwingt, wodurch ein Übertragungsimpuls ausgegeben wird.
  • Wann auch immer die an einem Fahrzeug angebrachte Ultraschallsensorvorrichtung betrieben wird, kann die Steuereinheit 50 der Ultraschallsensorvorrichtung z.B. die Treibereinheit 10 so steuern, dass der Wandler T unter Berücksichtigung der übertragenen Prüffrequenz und der Empfangsempfindlichkeit der Anregungsfrequenz RF entsprechend dem empfangenen Echo der Prüffrequenz bei einem Wert zwischen der Anregungsfrequenz RF und der Anti-Resonanzfrequenz AF des Wandlers T schwingt, wodurch ein Übertragungsimpuls ausgegeben wird. Die Ultraschallsensorvorrichtung kann somit in Reaktion auf verschiedene Umgebungen um das Fahrzeug herum eine optimale Frequenz übertragen und empfangen.
  • Somit wird die Frequenz in dem Resonanzfrequenzband des Wandlers T angelegt, um die Frequenz des Signals des Wandlers T festzustellen, und anschließend werden die Amplituden an den entsprechenden Frequenzen miteinander verglichen, um die optimalen Übertragungs- und Empfangsfrequenzen des Wandlers T zu bestimmen, so dass optimale Übertragungs- und Empfangsfrequenzen entsprechend der geometrischen Form und Größe des Wandlers T festgestellt werden und optimale Übertragungs- und Empfangsfrequenzen des Wandlers T auch in verschiedenen Umgebungen (Temperatur, Feuchte, hohes Alter usw.) festgestellt werden. Ein Verbesserungseffekt des Objekterfassungsvermögens wird somit erreicht.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Erfassungsverfahren einer Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Wie in 4 gezeigt, umfasst das Erfassungsverfahren der Ultraschallsensorvorrichtung, die eine Treibereinheit 10 für die Bereitstellung eines Übertragungsimpulses für einen WandlerT, der eine Ultraschallwelle überträgt und das Echo der Ultraschallwelle empfängt, einen Verstärker 20 für die Verstärkung des elektrischen Signals für das Echo, einen Analog-Digital-Umsetzer 30 für die Umsetzung des verstärkten elektrischen Signals in ein digitales Originalsignal, einen Signalprozessor 40 für die Durchführung einer Hüllkurvenextraktionsverarbeitung an dem digitalen Originalsignal zur Erzeugung eines extrahierten Signals und eine Steuereinheit 50 für die Ausgabe eines Abstandssignals bezogen auf ein externes Objekt auf der Basis des digitalen Originalsignals und des extrahierten Signals aufweist, Folgendes: einen Prüffrequenzanwendungsschritt S10 zum Anlegen eines Prüffrequenzsignals an den Wandler T, einen Anregungsfrequenzmessschritt S20 zum Messen einer Anregungsfrequenz RF, die entsprechend dem Prüffrequenzsignal in dem Wandler T erzeugt wird, einen Optimalfrequenzberechnungsschritt S30 zum Berechnen einer optimalen Frequenz OF unter Verwendung der Anregungsfrequenz RF und einen Übertragungsimpulsfrequenzkalibierschritt S40 zum Kalibrieren einer Übertragungsimpulsfrequenz unter Berücksichtigung der optimalen Frequenz OF.
  • In dem Anregungsfrequenzmessschritt S20 kann es sich bei der in dem Wandler T erzeugten Anregungsfrequenz RF insbesondere um die Resonanzfrequenz des Wandlers T handeln. In dem Anregungsfrequenzmessschritt S20 kann z.B. die Anregungsfrequenz RF die Frequenz einer Anregung sein, die in dem Anregungsmodusbereich zwischen dem Übertragungsmodus und dem Empfangsmodus des Wandlers T frei schwingt. Bei dem Optimalfrequenzberechnungsschritt S30 kann es sich außerdem um einen Schritt zum Berechnen eines Zwischenwerts zwischen der Anregungsfrequenz RF und der Anti-Resonanzfrequenz AF handeln.
  • Wie in FIG: 4 gezeigt, kann gemäß dem Erfassungsverfahren einer Ultraschallsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Steuereinheit 50 der Ultraschallsensorvorrichtung die Treibereinheit 10 so steuern, dass der Wandler T unter Berücksichtigung der übertragenen Prüffrequenz und der Empfangsempfindlichkeit der Anregungsfrequenz RF entsprechend dem empfangenen Echo der Prüffrequenz bei einem Wert zwischen der Anregungsfrequenz RF und der Anti-Resonanzfrequenz AF des Wandlers T schwingt, wodurch ein Übertragungsimpuls ausgegeben wird. Die Ultraschallsensorvorrichtung kann somit in Reaktion auf verschiedene Umgebungen um das Fahrzeug herum eine optimale Frequenz übertragen und empfangen.
  • Somit wird die Frequenz in dem Resonanzfrequenzband des Wandlers T angelegt, um die Frequenz des Nachhallsignals des Wandlers T festzustellen, und anschließend werden die Amplituden an den entsprechenden Frequenzen miteinander verglichen, um die optimalen Übertragungs- und Empfangsfrequenzen des Wandlers T zu bestimmen, so dass optimale Übertragungs- und Empfangsfrequenzen entsprechend der geometrischen Form und Größe des Wandlers T festgestellt werden und optimale Übertragungs- und Empfangsfrequenzen des Wandlers T auch in verschiedenen Umgebungen (Temperatur, Feuchte, hohes Alter usw.) festgestellt werden. Ein Verbesserungseffekt des Objekterfassungsvermögens wird somit erreicht.
  • Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil verschiedene Änderungen und gleichwertige Anordnungen abdecken soll, die zum Gedanken und Umfang der beigefügten Ansprüche gehören. Somit ist der tatsächliche Umfang der vorliegenden Erfindung durch die technische Idee der beigefügten Ansprüche festzulegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020160135338 [0001]
    • US 7046015 [0007]

Claims (9)

  1. Ultraschallsensorvorrichtung, die Folgendes aufweist: eine Treibereinheit (10) für die Bereitstellung eines Übertragungsimpulses für einen Wandler, der eine Ultraschallwelle überträgt und ein Echo der Ultraschallwelle empfängt; einen Verstärker (20) für die Verstärkung eines elektrischen Signals für das Echo; einen Analog-Digital-Umsetzer (30) für die Umsetzung des verstärkten elektrischen Signals in ein digitales Originalsignal; einen Signalprozessor (40) für die Durchführung einer Hüllkurvenextraktionsverarbeitung an dem digitalen Originalsignal zur Erzeugung eines extrahierten Signals; und eine Steuereinheit (50) für die Ausgabe eines Abstandssignals bezogen auf ein externes Objekt auf der Basis des digitalen Originalsignals und des extrahierten Signals, wobei die Steuereinheit Folgendes aufweist: einen Prüffrequenzgenerator (51) für das Anlegen eines Prüffrequenzsignals an den Wandler und eine Anregungsfrequenzmesseinheit (52) für die Messung einer in dem Wandler erzeugten Anregungsfrequenz.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei es sich bei der in dem Wandler erzeugten Anregungsfrequenz um eine Resonanzfrequenz des Wandlers handelt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anregungsfrequenz die Frequenz einer Anregung ist, die in einem Anregungsmodusbereich zwischen einem Übertragungsmodus und einem Empfangsmodus des Wandlers frei schwingt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit ferner Folgendes aufweist: einen Optimalfrequenzrechner (53) für die Berechnung einer optimalen Frequenz unter Verwendung der Anregungsfrequenz und eine Übertragungsimpulskalibriereinrichtung (54) für das Kalibrieren einer Übertragungsimpulsfrequenz unter Berücksichtigung der optimalen Frequenz.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die optimale Frequenz ein Zwischenwert zwischen der Anregungsfrequenz und einer Anti-Resonanzfrequenz ist.
  6. Erfassungsverfahren einer Ultraschallsensorvorrichtung, die eine Treibereinheit (10) für die Bereitstellung eines Übertragungsimpulses für einen Wandler, der eine Ultraschallwelle überträgt und das Echo der Ultraschallwelle empfängt, einen Verstärker (20) für die Verstärkung eines elektrischen Signals für das Echo, einen Analog-Digital-Umsetzer (30) für die Umsetzung des verstärkten elektrischen Signals in ein digitales Originalsignal, einen Signalprozessor (40) für die Durchführung einer Hüllkurvenextraktionsverarbeitung an dem digitalen Originalsignal zur Erzeugung eines extrahierten Signals und eine Steuereinheit (50) für die Ausgabe eines Abstandssignals bezogen auf ein externes Objekt auf der Basis des digitalen Originalsignals und des extrahierten Signals aufweist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: einen Prüffrequenzanwendungsschritt zum Anlegen eines Prüffrequenzsignals an den Wandler; einen Anregungsfrequenzmessschritt zum Messen einer Anregungsfrequenz, die entsprechend dem Prüffrequenzsignal in dem Wandler erzeugt wird; einen Optimalfrequenzberechnungsschritt zum Berechnen einer optimalen Frequenz unter Verwendung der Anregungsfrequenz; und einen Übertragungsimpulsfrequenzkalibierschritt zum Kalibrieren einer Übertragungsimpulsfrequenz unter Berücksichtigung der optimalen Frequenz.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei es sich in dem Anregungsfrequenzmessschritt bei der in dem Wandler erzeugten Anregungsfrequenz um eine Resonanzfrequenz des Wandlers handelt.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei in dem Anregungsfrequenzmessschritt die Anregungsfrequenz die Frequenz einer Anregung ist, die in einem Anregungsmodusbereich zwischen einem Übertragungsmodus und einem Empfangsmodus des Wandlers frei schwingt.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei es sich bei dem Optimalfrequenzberechnungsschritt um einen Schritt zum Berechnen eines Zwischenwerts zwischen der Anregungsfrequenz und einer Anti-Resonanzfrequenz handelt.
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