DE102018010260A1 - Classification of signal objects within ultrasonic reception signals and compressed transmission of symbols as representatives of these signal objects to a computer unit for object recognition - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Übertragung von Sensordaten eines Ultraschallsensors von einem Sensor zu einem Rechnersystem in einem Fahrzeug vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte a) des Aussendens eines Ultraschall-Bursts und b) des Empfangens eines Ultraschallsignals und des Bildens eines Empfangssignals und c) das Bilden eines Feature-Vektor-Signals aus dem Empfangssignal und d) das Erkennen von Signalobjekten und das Klassifizieren dieser Signalobjekten in erkannte Signalobjektklassen innerhalb des Empfangssignals, wobei jedem somit erkannten und klassifizierten Signalobjekt zumindest ein zugeordneter Signalobjektparameter und ein Symbol entsprechend der diesem Signalobjekt zuerkannten Signalobjektklasse zugeordnet werden oder wobei jedem somit erkannten und klassifizierten Signalobjekt zumindest ein zugeordneter Signalobjektparameter und ein Symbol für dieses Signalobjekt bestimmt werden, und e) das Übertragen zumindest des Symbols einer erkannten Signalobjektklasse und zumindest des einen zugeordneten Signalobjektparameters dieser erkannten Signalobjektklasse an das Rechnersystem.A method is proposed for transmitting sensor data of an ultrasonic sensor from a sensor to a computer system in a vehicle. The method comprises the steps of a) transmitting an ultrasonic burst, and b) receiving an ultrasonic signal and forming a received signal, and c) forming a feature vector signal from the received signal, and d) detecting and classifying signal objects Signal objects in recognized signal object classes within the received signal, each signal object thus recognized and classified at least one associated signal object parameter and a symbol corresponding to the signal object class awarded to this signal object class or wherein each thus recognized and classified signal object at least one associated signal object parameter and a symbol for this signal object are determined , and e) transmitting at least the symbol of a recognized signal object class and at least the one associated signal object parameter of this detected signal object class to the computer system.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Daten eines Ultraschallsensorsystems für Einparkhilfen in Fahrzeugen an ein Rechnersystem und eine entsprechende Vorrichtung. Grundgedanke ist die Erkennung von potenziell relevanten Strukturen im Messsignal und die Kompression dieses Messsignals durch Übertragung nur dieser erkannten, potenziell relevanten Strukturen anstelle des Messsignals selbst. Die eigentliche Erkennung von Objekten, z.B. Hindernissen für den Einparkvorgang, findet erst nach Rekonstruktion des Messsignals als rekonstruiertes Messsignal im Rechnersystem statt, wo typischerweise mehrere solcher dekomprimierten Messsignale mehrerer Ultraschallsensorsysteme zusammenkommen. Hier wird die Kompression der Daten durch Strukturerkennung im Messsignal beansprucht.The invention is directed to a method for transmitting data from an ultrasonic sensor system for parking aids in vehicles to a computer system and a corresponding device. The basic idea is the detection of potentially relevant structures in the measurement signal and the compression of this measurement signal by transmitting only these detected, potentially relevant structures instead of the measurement signal itself. The actual detection of objects, e.g. Obstacles for the parking process, takes place only after reconstruction of the measurement signal as a reconstructed measurement signal in the computer system, where typically several such decompressed measurement signals of several ultrasonic sensor systems come together. Here, the compression of the data is claimed by structure recognition in the measurement signal.

Allgemeine EinleitungGeneral introduction

Ultraschallsensorsysteme für Einparkhilfen in Fahrzeugen erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Hierbei besteht der Wunsch immer mehr Daten des eigentlichen Messsignals des Ultraschallsensors an ein zentrales Rechnersystem zu übertragen, wo diese mit Daten anderer Ultraschallsensorsysteme und auch andersartiger Sensorsysteme, z.B. Radarsystemen, durch Sensor-Fusion zu sogenannten Umgebungs- oder Umweltkarten umgearbeitet werden. Es besteht daher der Wunsch, eine Objekterkennung nicht im Ultraschallsensorsystem selbst, sondern erst durch eben diese Sensorfusion erst im Rechnersystem vorzunehmen, um Datenverluste zu vermeiden und so die Wahrscheinlichkeit für Fehlinformationen und damit Fehlentscheidungen und somit Unfällen abzusenken. Gleichzeitig ist aber die Übertragungsbandbreite der verfügbaren Sensordatenbusse begrenzt. Deren Austausch soll vermieden werden, da sie sich im Feld bewährt haben. Es besteht daher gleichzeitig der Wunsch, die Menge der zu übertragenden Daten nicht ansteigen zu lassen. Kurzum: Der Informationsgehalt der Daten und deren Relevanz für die spätere im Rechnersystem ablaufende Hinderniserkennung (Objekterkennung) muss gesteigert werden, ohne die Datenrate zu sehr anheben zu müssen - besser: Ohne die Datenrate überhaupt vergrößern zu müssen. Ganz im Gegenteil: Bevorzugt sollte der Datenratenbedarf sogar gesenkt werden, um Datenratenkapazitäten für die Übermittlung von Statusdaten und Selbsttestinformationen des Ultraschallsensorsystems an das Rechnersystem zuzulassen, was im Rahmen der Funktionalen Sicherheit (FuSi) zwingend erforderlich ist. Diesem Problem widmet sich die hier vorgelegte Offenlegung.Ultrasonic sensor systems for parking aids in vehicles are becoming increasingly popular. In this case, there is a desire to transmit more and more data of the actual measuring signal of the ultrasonic sensor to a central computer system, where this is combined with data from other ultrasonic sensor systems and also from other types of sensor systems, e.g. Radar systems, by sensor fusion to so-called environmental or environmental maps to be reworked. Therefore, there is a desire to perform object recognition not in the ultrasound sensor system itself, but only in the computer system through just this sensor fusion in order to avoid data losses and thus to reduce the probability of misinformation and thus incorrect decisions and thus accidents. At the same time, however, the transmission bandwidth of the available sensor data buses is limited. Their replacement should be avoided because they have proven themselves in the field. At the same time, therefore, there is a desire not to increase the amount of data to be transmitted. In short: The information content of the data and its relevance to the later in the computer system running obstacle detection (object recognition) must be increased without having to raise the data rate too much - better: without having to increase the data rate at all. Quite to the contrary: Preferably, the data rate requirement should even be lowered in order to allow data rate capacities for the transmission of status data and self-test information of the ultrasound sensor system to the computer system, which is imperative in the context of Functional Safety (FuSi). This problem is addressed by the disclosure presented here.

Im Stand der Technik sind bereits verschiedene Methoden der Bearbeitung eines Ultraschallsensorsignals bekannt.Various methods of processing an ultrasonic sensor signal are already known in the prior art.

Aus der WO 2012 / 016 834 A1 ist beispielsweise solch ein Verfahren zur Auswertung eines Echosignals zur Fahrzeugumfelderfassung bekannt. Es wird dort vorgeschlagen, ein Messsignal mit einer vorgebbaren Codierung und Form auszusenden und in dem Empfangssignal mittels einer Korrelation mit dem Messsignal nach den Anteilen des Messsignals im Empfangssignal zu suchen und diese zu bestimmen. Der Pegel der Korrelation und nicht der Pegel der Hüllkurve des Echosignals wird dann mit einem Schwellwert bewertet.From the WO 2012/016 834 A1 For example, such a method for evaluating an echo signal for vehicle environment detection is known. It is proposed there to emit a measurement signal with a predefinable coding and shape and to search in the received signal by means of a correlation with the measurement signal for the proportions of the measurement signal in the received signal and to determine these. The level of the correlation and not the level of the envelope of the echo signal is then evaluated with a threshold value.

Aus der DE 4 433 957 A1 ist bekannt, zur Hinderniserkennung Ultraschallimpulse periodisch auszustrahlen und aus der Laufzeit auf die Position von Hindernissen zu schließen, wobei bei der Bewertung zeitlich über mehrere Messzyklen korreliert bleibende Echos verstärkt werden, währen unkorreliert bleibende Echos unterdrückt werden.From the DE 4 433 957 A1 It is known to radiate ultrasound pulses periodically for obstacle detection and to deduce from the transit time the position of obstacles, whereby in the evaluation over time correlated lasting echoes are amplified over several measuring cycles, while uncorrelated lasting echoes are suppressed.

Aus der DE 10 2012 015 967 A1 ist ein Verfahren zum Dekodieren eines von einem Ultraschallsensor eines Kraftfahrzeugs empfangenen Empfangssignals bekannt, bei welchem ein Sendesignal des Ultraschallsensors kodiert ausgesendet wird und zur Dekodierung das Empfangssignal mit einem Referenzsignal korreliert wird, wobei vor dem Korrelieren des Empfangssignals mit dem Referenzsignal eine Frequenzverschiebung des Empfangssignals gegenüber dem Sendesignal bestimmt wird und das Empfangssignal mit dem um die ermittelte Frequenzverschiebung in seiner Frequenz verschobenen Sendesignal als Referenzsignal korreliert wird, wobei zur Bestimmung der Frequenzverschiebung des Empfangssignals selbiges Empfangssignal einer Fourier-Transformation unterzogen wird und die Frequenzverschiebung anhand eines Ergebnisses der Fourier-Transformation bestimmt wird.From the DE 10 2012 015 967 A1 a method is known for decoding a receive signal received from an ultrasonic sensor of a motor vehicle, in which a transmit signal of the ultrasonic sensor is transmitted coded and for decoding the receive signal is correlated with a reference signal, wherein prior to correlating the receive signal with the reference signal, a frequency shift of the receive signal relative to the Transmitting signal is determined and the received signal is correlated with the shifted by the determined frequency shift in its transmission signal as a reference signal, wherein for determining the frequency shift of the received signal selbiges received signal is subjected to a Fourier transform and the frequency shift is determined based on a result of the Fourier transform.

Aus der DE 10 2011 085 286 A1 ist ein Verfahren zur Erfassung der Umgebung eines Fahrzeugs mittels Ultraschall, wobei Ultraschallpulse ausgesendet und die an Objekten reflektierten Ultraschallechos detektiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungsbereich in mindestens zwei Entfernungsbereiche unterteilt ist, wobei die für die Erfassung im jeweiligen Entfernungsbereich verwendeten Ultraschallpulse voneinander unabhängig ausgesendet werden und durch verschiedene Frequenzen kodiert sind.From the DE 10 2011 085 286 A1 is a method for detecting the environment of a vehicle by means of ultrasound, wherein ultrasound pulses are emitted and the reflected ultrasound echoes are detected on objects, characterized in that the detection area is divided into at least two distance ranges, wherein the ultrasonic pulses used for the detection in the respective distance range emitted independently and are coded by different frequencies.

Aus der WO 2014 108 300 A1 sind Vorrichtung und ein Verfahren zur Umfeldsensorik mittels eines Signalwandlers und einer Auswerteeinheit bekannt, wobei aus dem Umfeld empfangener Signale mit einer ersten Impulsantwortlänge zu einem ersten Zeitpunkt während eines Messzyklus und mit einer zweiten längeren Impulsantwortlänge zu einem zweiten späteren Zeitpunkt innerhalb desselben Messzyklus Signale laufzeitabhängig gefiltert werden.From the WO 2014 108 300 A1 Device and a method for environmental sensors by means of a signal converter and an evaluation are known, are filtered from the environment received signals with a first impulse response length at a first time during a measurement cycle and with a second longer impulse response length at a second later time within the same measurement cycle signals time-dependent ,

Aus der DE 10 2015 104 934 A1 ist ein Verfahren zum Bereitstellen von von einem in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs (erfassten Objekt abhängigen Informationen bekannt. Bei dem Verfahren der DE 10 2015 104 934 A1 wird der Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs mit einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs erfasst und eine Information an einer Kommunikationsschnittstelle im Kraftfahrzeug bereitgestellt. Dabei werden Sensor-Rohdaten als Information über einen zwischen der Sensoreinrichtung und einem im Umgebungsbereich erfassten Objekt erkannter Freiraum in einer sensoreinrichtungsseitigen Steuereinheit abgelegt. Diese Sensor-Rohdaten werden gemäß der technischen Lehre der DE 10 2015 104 934 A an einer mit der sensoreinrichtungsseitigen Steuereinheit verbundenen Kommunikationsschnittstelle zur Übertragung an und zur Weiterverarbeitung mit einer weiteren Steuereinheit einer die beiden Steuereinheiten umfassenden und zur Erstellung einer Umgebungsbereichskarte ausgebildeten Verarbeitungseinrichtung bereitgestellt. From the DE 10 2015 104 934 A1 A method is known for providing information dependent on an object detected in a surrounding area of a motor vehicle DE 10 2015 104 934 A1 the surrounding area of the motor vehicle is detected with a sensor device of the motor vehicle and information is provided at a communication interface in the motor vehicle. In this case, sensor raw data are stored in a sensor device-side control unit as information about a free space detected between the sensor device and an object detected in the surrounding area. These sensor raw data are in accordance with the technical teaching of DE 10 2015 104 934 A connected to a communication interface connected to the sensor device-side control unit for transmission to and for further processing with a further control unit of a processing device comprising the two control units and designed to create a surrounding area map.

Die technischen Lehren der obigen Schutzrechte sind allesamt von dem Gedanken geleitet, die Erkennung eines Objekts vor dem Fahrzeug mit Hilfe des Ultraschallsensors bereits im Ultraschallsensor durchzuführen und dann erst die Objektdaten nach Erkennung der Objekte zu übertragen. Hierbei gehen jedoch Synergieeffekte bei der Verwendung mehrerer Ultraschallsender verloren.The technical teachings of the above rights are all guided by the idea to perform the detection of an object in front of the vehicle with the help of the ultrasonic sensor already in the ultrasonic sensor and only then to transmit the object data after detection of the objects. However, this synergy effects are lost when using multiple ultrasonic transmitter.

Aus der DE 10 2010 041 424 A1 ist ein Verfahren zum Erfassen eines Umfelds eines Fahrzeugs mit einer Anzahl Sensoren bekannt, bei dem von mindestens einem Sensor während zumindest eines Echo-Zyklus mindestens eine Echo-Information zu dem Umfeld erfasst und mit einem Algorithmus komprimiert wird, und bei dem die mindestens eine komprimierte Echo-Information an mindestens eine Verarbeitungseinheit übertragen wird. Zwar fokussiert sich die DE 10 2010 041424 A1 auch auf die komprimierte Übertragung von erkannten Objektdaten, es wird aber bereits erkannt, dass es ganz allgemein sinnvoll ist, Daten, die aus dem empfangenen Echo-Signal extrahiert werden (Echo-Informationen) komprimiert an das Steuergerät zu übertragen, ohne dass eine Kompressionsmethode angegeben wird.From the DE 10 2010 041 424 A1 a method is known for detecting an environment of a vehicle with a number of sensors, in which at least one sensor detects at least one echo cycle during at least one echo cycle and is compressed with an algorithm, and in which the at least one compressed one Echo information is transmitted to at least one processing unit. Although the focus DE 10 2010 041424 A1 even on the compressed transmission of detected object data, but it is already recognized that it makes sense in general to transmit data extracted from the received echo signal (echo information) compressed to the controller without having to specify a compression method becomes.

Aus der DE 10 2013 226 373 A1 ist ein Verfahren zur Sensoranbindung bekannt. In Abschnitt [0006] der DE 10 2013 226 373 A1 erläutern die Autoren der DE 10 2013 226 373 A1 den Stand der Technik. In Anspruch 1 der DE 10 2013 226 373 A1 beanspruchen die Autoren der DE 10 2013 226 373 A1 diesen selbstgenannten Stand der Technik.From the DE 10 2013 226 373 A1 a method for sensor connection is known. In section [0006] of DE 10 2013 226 373 A1 explain the authors of the DE 10 2013 226 373 A1 the state of the art. In claim 1 of DE 10 2013 226 373 A1 claim the authors of DE 10 2013 226 373 A1 this self-mentioned prior art.

Aus der US 2006 / 0 250 297 A1 ist ein System zur Sensorfusion bekannt.From the US 2006/0 250 297 A1 a system for sensor fusion is known.

Aufgabetask

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen die die obige Aufgabe der Senkung des Bedarfs an Busbandbreite für die Übertragung von Messdaten vom Ultraschallsensorsystem zum Rechnersystem löst und ggf. weitere Vorteile aufweist.The invention is therefore based on the object to provide a solution which solves the above object of reducing the need for bus bandwidth for the transmission of measurement data from the ultrasonic sensor system to the computer system and optionally has further advantages.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein Sensorsystem nach Anspruch 32 gelöst.This object is achieved by a method according to claim 1 and a sensor system according to claim 32.

Lösungsolution

Wie oben erläutert sind die die technischen Lehren aus dem Stand der Technik allesamt von dem Gedanken geleitet, die Erkennung eines Objekts vor dem Fahrzeug mit Hilfe des Ultraschallsensors bereits im Ultraschallsensor durchzuführen und dann erst die Objektdaten nach Erkennung der Objekte zu übertragen. Da hierbei jedoch Synergieeffekte bei der Verwendung mehrerer Ultraschallsender verloren gehen wurde im Rahmen der Ausarbeitung der hier vorgelegten Offenlegung erkannt, dass es nicht sinnvoll ist, nur die Echo-Daten des Ultraschallsensors selbst, sondern alle Daten zu übertragen und erst in einem zentralen Rechnersystem die Daten mehrerer Sensoren auszuwerten. Hierfür muss die Kompression der Daten für die Übertragung über einen Datenbus mit geringerer Busbandbreite aber anders erfolgen als im Stand der Technik. Hierdurch können dann Synergieeffekte erschlossen werden. So ist es beispielsweise, denkbar, dass ein Fahrzeug mehr als einen Ultraschallsensor aufweist. Um die beiden Sensoren unterscheiden zu können ist es sinnvoll, wenn diese beiden Sensoren mit unterschiedlicher Codierung senden. Im Gegensatz zum Stand der Technik sollen beide Sensoren aber nun die Ultraschallechos beider Abstrahlungen beider Ultraschallsensoren erfassen und geeignet komprimiert an das zentrale Rechnersystem übertragen, wo die Ultraschallempfangssignale rekonstruiert werden. Erst nach der Rekonstruktion (Dekompression) erfolgt die Erkennung der Objekte. Dies ermöglicht zudem die Fusion der Ultraschallsensordaten mit weiteren Sensorsystemen wie Radar etc.As explained above, the technical teachings of the prior art are all guided by the idea of performing the detection of an object in front of the vehicle with the aid of the ultrasound sensor already in the ultrasound sensor and then only to transmit the object data after recognition of the objects. However, since synergy effects are lost in the use of multiple ultrasound transmitters, it was recognized during the preparation of the disclosure presented here that it is not sensible to transmit only the echo data of the ultrasound sensor itself, but all the data and only in a central computer system, the data to evaluate several sensors. For this purpose, the compression of the data for transmission over a data bus with a lower bus bandwidth but must be done differently than in the prior art. As a result, then synergy effects can be developed. For example, it is conceivable that a vehicle has more than one ultrasonic sensor. In order to be able to differentiate between the two sensors, it makes sense to send these two sensors with different coding. In contrast to the prior art, however, both sensors should now detect the ultrasound echoes of both emissions of both ultrasound sensors and transmit them suitably compressed to the central computer system, where the ultrasound reception signals are reconstructed. Only after the reconstruction (decompression) the recognition of the objects takes place. This also allows the fusion of ultrasound sensor data with other sensor systems such as radar etc.

Es wird ein Verfahren zur Übertragung von Sensordaten von einem Sensor zu einem Rechnersystem vorgeschlagen. Besonders geeignet ist das Verfahren für die Verwendung zur Übertragung von Daten eines Ultraschallempfangssignals von einem Ultraschallsensor an ein Steuergerät als Rechnersystem in einem Fahrzeug. Das Verfahren wird anhand der 1 erläutert. Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird zunächst ein Ultraschall-Burst erzeugt und in einen Freiraum, typischerweise im Umfeld des Fahrzeugs ausgesendet (Schritt α der 1). Ein Ultraschall-Burst besteht dabei aus mehreren mit Ultraschallfrequenz aufeinander folgenden Schallpulsen. Dieser Ultraschall-Burst entsteht dadurch, dass ein mechanischer Schwinger in einem Ultraschallsender oder Ultraschall-Transducer langsam anschwingt und wieder ausschwingt. Der so von dem beispielhaften Ultraschall-Transducer ausgesendete Ultraschall-Burst wird dann an Objekten im Umfeld des Fahrzeugs reflektiert und durch einen Ultraschallempfänger oder den Ultraschall-Transducer selbst als Ultraschallsignal empfangen und in ein elektrisches Empfangssignal umgewandelt (Schritt β der 1). Besonders bevorzugt ist der Ultraschallsender identisch mit dem Ultraschallempfänger und wird im Folgenden dann als Transducer bezeichnet. Das im Folgenden erläuterte Prinzip lässt sich aber auch für getrennte Empfänger und Sender anwenden. In dem vorgeschlagenen Ultraschallsensor befindet sich eine Signalverarbeitungseinheit, die nun das so empfangene elektrische Empfangssignal analysiert und komprimiert (Schritt y der 1), um die notwendige Datenübertragung zu minimieren und Freiraum für die besagten Statusmeldungen und weitere Steuerbefehle des Steuerrechners an die Signalverarbeitungseinheit bzw. das Ultraschallsensorsystem zu schaffen. Anschließend wird das komprimierte elektrische Empfangssignal an das Rechnersystem übertragen (Schritt δ der 1).A method is proposed for transmitting sensor data from a sensor to a computer system. Particularly suitable is the method for use for transmitting data of an ultrasonic signal received from an ultrasonic sensor to a control unit as a computer system in a vehicle. The procedure is based on the 1 explained. According to the proposed method, an ultrasonic burst is first generated and emitted into a free space, typically in the environment of the vehicle (step α of the 1 ). An ultrasonic burst consists of this several ultrasound frequency successive sound pulses. This ultrasonic burst arises because a mechanical oscillator in an ultrasound transmitter or ultrasound transducer slowly starts to oscillate and oscillates again. The ultrasound burst thus emitted by the exemplary ultrasound transducer is then reflected on objects in the vicinity of the vehicle and received by an ultrasound receiver or the ultrasound transducer itself as an ultrasound signal and converted into an electrical reception signal (step β of the 1 ). The ultrasound transmitter is particularly preferably identical to the ultrasound receiver and will be referred to below as a transducer. However, the principle explained below can also be applied to separate receivers and transmitters. In the proposed ultrasonic sensor is a signal processing unit, which now analyzes the received electrical received signal and compressed (step y of the 1 ) to minimize the necessary data transmission and to provide clearance for the said status messages and other control commands of the control computer to the signal processing unit or the ultrasonic sensor system. Subsequently, the compressed electrical received signal is transmitted to the computer system (step δ of the 1 ).

Das zugehörige Verfahren dient somit zur Übertragung von Sensordaten, insbesondere eines Ultraschallsensors, von einem Sensor zu einem Rechnersystem, insbesondere in einem Fahrzeug. Es beginnt mit dem Aussenden eines Ultraschall-Bursts (Schritt α der 1). Es folgt das Empfangen eines Ultraschallsignals und das Bilden eines elektrischen Empfangssignals (Schritt β der 1) sowie die Durchführen einer Datenkompression des Empfangssignals (Schritt y der 1)zur Erzeugung komprimierter Daten (Schritt y der 1) und die Erfassung mindestens zwei oder drei oder mehr vorbestimmter Eigenschaften. Bevorzugt wird das elektrische Empfangssignal durch Abtastung (Schritt ya der 2) in ein abgetastetes Empfangssignal verwandelt, das aus einem zeitdiskreten Strom von Abtastwerten besteht. Jedem Abtastwert kann dabei typischerweise ein Abtastzeitpunkt als Zeitstempel dieses Abtastwertes zugeordnet werden. Die Kompression kann beispielsweise durch eine Wavelet-Transformation (Schritt yb der 2) erfolgen. Hierfür kann das empfangene Ultraschallsignal in Form des abgetasteten Empfangssignals mit vorbestimmten Signal-Grundformen, die beispielsweise in einer Bibliothek abgelegt sind, durch Bildung eines Korrelationsintegrals (siehe auch Wikipedia zu diesem Begriff) zwischen den vorbestimmten Signal-Grundformen und dem abgetasteten Empfangssignal verglichen werden. Die vorbestimmten Signal-Grundformen werden im Folgenden auch Signalobjektklassen genannt. Durch die Bildung des Korrelationsintegrals werden für jeden dieser prototypischen Signalobjektklassen jeweils zugehörige Spektralwerte dieser prototypischen Signalobjektklasse ermittelt. Da dies fortlaufend geschieht, stellen die Spektralwerte selbst einen Strom von zeitdiskreten momentanen Spektralwerten dar, wobei jedem Spektralwert wieder ein Zeitstempel zugeordnet werden kann. Eine alternative, aber mathematisch äquivalente Methode ist die Verwendung von Optimalfiltern (englisch matched-filter) je vorbestimmter Signalobjektklasse (Signal-Grundform). Da in der Regel mehrere prototypische Signalobjektklassen verwendet werden, die zudem noch unterschiedlichen zeitlichen Spreizungen unterworfen werden können (siehe auch „Wavelet-Analyse“), ergibt sich auf diese Weise typischerweise ein zeitdiskreter Strom multidimensionaler Vektoren von Spektralwerten unterschiedlicher prototypischer Signalobjektklassen und deren unterschiedlicher jeweiligen zeitlicher Spreizungen. Wobei jedem dieser multidimensionalen Vektoren wieder ein Zeitstempel zugeordnet wird. Jeder dieser multidimensionalen Vektoren ist ein sogenannter Feature-Vektor. Es handelt sich somit um einen zeitdiskreten Strom von Feature-Vektoren. Jedem dieser Feature-Vektoren ist bevorzugt wieder ein Zeitstempel zugeordnet. (Schritt yb der 2)The associated method thus serves to transmit sensor data, in particular an ultrasonic sensor, from a sensor to a computer system, in particular in a vehicle. It starts by sending out an ultrasonic burst (step α of the 1 ). This is followed by receiving an ultrasonic signal and forming an electrical received signal (step β of the 1 ) and performing data compression of the received signal (step y of the 1 ) for generating compressed data (step y of the 1 ) and detecting at least two or three or more predetermined characteristics. Preferably, the electrical received signal is sampled (step ya of the 2 ) is converted into a sampled receive signal consisting of a time discrete stream of samples. Each sample can typically be assigned a sampling time as the time stamp of this sample. The compression can be achieved, for example, by a wavelet transformation (step yb of the 2 ) respectively. For this purpose, the received ultrasonic signal in the form of the sampled received signal with predetermined basic signal forms, which are stored for example in a library, by forming a correlation integral (see also Wikipedia for this term) between the predetermined signal fundamental forms and the sampled received signal to be compared. The predefined signal basic forms are also referred to below as signal object classes. By forming the correlation integral, respective spectral values of this prototypical signal object class are determined for each of these prototypical signal object classes. As this happens continuously, the spectral values themselves represent a stream of time-discrete instantaneous spectral values, with each spectral value again being able to be assigned a timestamp. An alternative but mathematically equivalent method is the use of matched filters in each predetermined signal object class (basic signal form). As a rule, several prototypical signal object classes are used, which can also be subjected to different time spreads (see also "wavelet analysis"), typically results in a time-discrete stream of multidimensional vectors of spectral values of different prototypical signal object classes and their different respective temporal spreads. Whereby each of these multidimensional vectors is again assigned a time stamp. Each of these multidimensional vectors is a so-called feature vector. It is thus a time discrete stream of feature vectors. Each of these feature vectors is preferably assigned a timestamp again. (Step yb of the 2 )

Durch die fortlaufende zeitliche Verschiebung ergibt sich somit auch eine zeitliche Dimension. Hierdurch kann der Feature-Vektor der Spektralwerte auch um Werte der Vergangenheit oder Werte, die von diesen abhängen, beispielsweise zeitliche Integrale oder Ableitungen oder Filterwerte von einem odere mehreren dieser Werte etc. ergänzt werden. Dies kann die Dimensionalität dieser Feature-Vektoren innerhalb des Feature-Vektor-Datenstroms weiter erhöhen. Um den Aufwand im Folgenden klein zu halten, ist daher die Beschränkung auf wenige prototypische Signalobjektklassen während der Extraktion der Feature-Vektoren aus dem abgetasteten Eingangssignal des Ultraschallsensors sinnvoll. Somit können dann beispielsweise Optimalfilter (englisch matched filter) verwendet werden, um fortlaufend das Auftreten dieser prototypischen Signalobjektklassen im Empfangssignal zu überwachen.Due to the continuous time shift thus also results in a temporal dimension. As a result, the feature vector of the spectral values can also be supplemented by values of the past or values which depend on these, for example time integrals or derivatives or filter values of one or more of these values, etc. This can further increase the dimensionality of these feature vectors within the feature vector data stream. In order to keep the effort small in the following, therefore, the restriction to a few prototypical signal object classes during the extraction of the feature vectors from the sampled input signal of the ultrasonic sensor makes sense. Thus, for example, matched filters can then be used to continuously monitor the occurrence of these prototypical signal object classes in the received signal.

Als besonders einfache prototypische Signalobjektklassen können hier beispielsweise das gleichschenklige Dreieck und die Doppelspitze besonders benannt werden. Eine prototypische Signalobjektklasse besteht dabei in der Regel aus einem vorgegebenen Spektralkoeffizientenvektor, also einem vorgegebenen prototypischen Feature-Vektor-Wert.As particularly simple prototypical signal object classes, for example, the isosceles triangle and the double point can be specially named here. As a rule, a prototypical signal object class consists of a given spectral coefficient vector, that is to say a predetermined prototype feature vector value.

Für die Bestimmung der Relevanz der Spektralkoeffizienten eines Feature-Vektors eines Ultraschall-Echo-Signals erfolgt die Bestimmung des Betrags eines Abstands dieser Eigenschaften, der Elemente des Vektors der momentanen Spektralkoeffizienten (Feature-Vektor), zu zumindest einer prototypischen Kombination dieser Eigenschaften (Prototyp) in Form einer prototypischen Signalobjektklasse, die durch einen vorgegebenen prototypischen Feature-Vektor (Prototyp oder Prototypenvektor) aus einer Bibliothek von vorgegebenen prototypischen Signalobjektklassen-Vektoren symbolisiert wird (Schritt yd der 2). Bevorzugt werden die Spektralkoeffizienten des Feature-Vektors vor der Korrelation mit den Prototypen normiert (Schritt yc der 2). Der in dieser Abstandsbestimmung ermittelte Abstand kann z.B. aus der Summe aller Differenzen zwischen jeweils einem Spektralkoeffizienten des vorgegebenen prototypischen Feature-Vektors (Prototypen oder Prototypenvektors) des jeweiligen Prototypen und dem entsprechenden normeierten Spektralkoeffizienten des aktuellen Feature-Vektors des Ultraschall-Echo-Signals bestehen. Ein euklidischer Abstand würde durch die Wurzel aus der Summe der Quadrate aller Differenzen zwischen jeweils einem Spektralkoeffizienten des vorgegebenen prototypischen Feature-Vektors (Prototypen oder Prototypenvektors) des Prototypen und dem entsprechenden normierten Spektralkoeffizienten des aktuellen Feature-Vektors des Ultraschall-Echo-Signals gebildet werden. Diese Abstandsbildung ist aber in der Regel zu aufwändig. Andere Methoden der Abstandsbildung sind denkbar. Jedem vorgegebenen prototypischen Feature-Vektor (Prototyp oder Prototypenvektor) kann dann ein Symbol und ggf. auch ein Parameter, z.B. der Abstandswert und/oder die Amplitude vor der Normierung zugeordnet werden. Unterschreitet der so ermittelte Abstand einen ersten Schwellwert und ist es der kleinste Abstand des aktuellen Feature-Verktor-Werts zu einem der vorgegebenen prototypischen Feature-Vektorwerte (Prototypen oder Werte der Prototypenvektoren), so wird dessen Symbol als erkannter Prototyp weiterverwendet. Es entsteht somit eine Paarung aus erkanntem Prototypen und Zeitstempel des aktuellen Feature-Vektors. Es erfolgt dann bevorzugt die Übertragen der Daten (Schritt δ der 2), hier des ermittleten Symbols, das den erkannten Prototypen am besten symbolisiert, und beispielsweise des Abstands sowie der Zeitpunkt des Auftretens (Zeitstempels) an das Rechnersystem nur dann, wenn der Betrag dieses Abstands unter dem ersten Schwellwert liegt und der erkannte Prototyp ein zu übertragender Prototyp ist. Es kann nämlich sein, dass auch nicht zu erkennende Prototypen beispielsweise für Rauschen, also z.B. das nicht Vorhandensein von Reflexionen etc. hinterlegt werden. Diese Daten sind für die Hinderniserkennung irrelevant und sollen daher ggf. auch nicht übertragen werden. Ein Prototyp wird also erkannt, wenn der Betrag des ermittelten Abstands zwischen aktuellem Feature-Vektor-Wert und vorgegebenen prototypischen Feature-Vektor-Wert (Prototyp oder Wert des Prototypenvektors) unter diesem ersten Schwellwert liegt (Schritt ye der 2). Es wird also nicht mehr das Ultraschallechosignal selbst übertragen, sondern nur eine Folge von Symbolen für erkannte typischen zeitliche Signalverläufe und diesen Signalverläufen zugehörige Zeitstempel in einem bestimmten Zeitabschnitt (Schritt δ der 2). Es wird dann bevorzugt jeweils je erkanntem Signalobjekt nur ein Symbol für den erkannten Signalformprototypen, dessen Parameter (z.B. Amplitude der Hüllkurve und/oder zeitliche Streckung) und ein zeitlicher Referenzpunkt des Auftretend dieses Signalformprototypen (der Zeitstempel) als erkanntest Signalobjekt übertragen. Die Übertragung der einzelnen Abtastwerte oder von Zeitpunkten, zu denen Schwellwerte durch die Hüllkurve des abgetasteten Empfangssignals überschritten werden etc. entfällt. Auf diese Weise führt diese Selektion der relevanten Prototypen zu einer massiven Datenkompression und zu einer Reduktion der benötigten Busbandbreite.For determining the relevance of the spectral coefficients of a feature vector of an ultrasound echo signal, the determination of the magnitude of a spacing of these properties, the elements of the vector of the momentary spectral coefficients (feature vector), is at least one prototypical combination of these properties ( Prototype) in the form of a prototypical signal object class which is symbolized by a given prototype feature vector (prototype or prototype vector) from a library of predetermined prototypical signal object class vectors (step yd of the 2 ). Preferably, the spectral coefficients of the feature vector are normalized before correlation with the prototypes (step yc of the 2 ). The distance determined in this distance determination can consist, for example, of the sum of all differences between in each case one spectral coefficient of the given prototype feature vector (prototype or prototype vector) of the respective prototype and the corresponding normalized spectral coefficient of the current feature vector of the ultrasound echo signal. An Euclidean distance would be formed by the root of the sum of the squares of all differences between one spectral coefficient of the given prototype feature vector (prototype or prototype vector) of the prototype and the corresponding normalized spectral coefficient of the current feature vector of the ultrasound echo signal. However, this distance formation is usually too expensive. Other methods of spacing are conceivable. Each predefined prototype feature vector (prototype or prototype vector) can then be assigned a symbol and optionally also a parameter, eg the distance value and / or the amplitude before normalization. If the distance determined in this way falls below a first threshold value and if it is the smallest distance of the current feature-vector value to one of the predetermined prototypical feature vector values (prototypes or values of the prototype vectors), then its symbol is used further as a recognized prototype. This results in a pairing of recognized prototypes and timestamps of the current feature vector. It is then preferable to transfer the data (step δ of the 2 ), here the detected symbol, which best symbolizes the recognized prototype, and for example the distance and the time of occurrence (time stamp) to the computer system only if the amount of this distance is below the first threshold and the detected prototype to be transmitted Prototype is. It may in fact be the case that unrecognizable prototypes are also stored, for example for noise, ie, for example, the absence of reflections, etc. These data are irrelevant for the obstacle detection and should therefore possibly not be transmitted. A prototype is thus recognized if the amount of the determined distance between the current feature vector value and the given prototype feature vector value (prototype or value of the prototype vector) is below this first threshold value (step ye of FIG 2 ). It is therefore no longer transmit the ultrasonic echo signal itself, but only a sequence of symbols for recognized typical temporal signal waveforms and time stamps associated with these waveforms in a certain period of time (step δ of the 2 ). It is then preferred for each detected signal object only one symbol for the detected waveform prototype whose parameters (eg amplitude of the envelope and / or temporal extension) and a temporal reference point of the occurrence of this waveform prototype (the time stamp) transmitted as recognized signal object. The transmission of the individual samples or times at which thresholds are exceeded by the envelope of the sampled received signal, etc. is eliminated. In this way, this selection of the relevant prototypes leads to massive data compression and to a reduction of the required bus bandwidth.

Es erfolgt also eine quantitative Erfassung des Vorliegens einer Kombination von Eigenschaften unter Bildung eines Schätzwertes - hier z.B. des inversen Abstands zwischen dem Repräsentanten der prototypischen Signalobjektklasse in Form des vorgegebenen prototypischen Feature-Vektors (Prototyp oder Prototypenvektor) - und das anschließende Übertragen der komprimierten Daten an das Rechnersystem, wenn der Betrag dieses Schätzwertes (z.B. inverser Abstand) über einem zweiten Schwellwert bzw. der inverse Schätzwert unter einem ersten Schwellwert liegt. Die Signalverarbeitungseinheit des Ultraschallsensors führt somit eine Datenkompression des Empfangssignals zur Erzeugung komprimierter Daten aus. Der Ultraschallsensor überträgt dann die so komprimierten Daten, bevorzugt nur die Kodierungen (Symbole) der so erkannten Prototypen, deren Amplitude und/oder zeitliche Streckung und den Auftretenszeitpunkt (Zeitstempel), an das Rechnersystem. Hierdurch wird die EMV Belastung durch die Datenübertragung über den Datenbus zwischen Ultraschallsensor und Rechnersystem minimiert und es können Statusdaten des Ultraschallsensors zur Systemfehlererkennung in den zeitlichen Zwischenräumen an das Rechnersystem über den Datenbus zwischen Ultraschallsensor und Rechnersystem übertragen werden, was die Latenzzeit verbessert. Bei der Ausarbeitung des Vorschlags wurde erkannt, dass die Übertragung der Daten über den Datenbus priorisiert erfolgen muss. Meldungen sicherheitskritischer Fehler des Sensors, also hier beispielhaft des Ultraschallsensors, an das Rechnersystem haben dabei die höchste Priorität, da diese die Gültigkeit der Messdaten des Ultraschallsensors mit hoher Wahrscheinlichkeit beeinträchtigen. Diese Daten werden vom Sensor an das Rechnersystem gesendet. Die zweit-höchste Priorität haben Anfragen des Rechnersystems zur Durchführung sicherheitsrelevanter Selbsttests. Solche Befehle werden vom Rechnersystem an den Sensor gesendet. Die dritthöchste Priorität haben die Daten des Ultraschallsensors selbst, da die Latenzzeit nicht erhöht werden darf. Alle anderen Daten haben niedrigere Priorität für die Übertragung über den Datenbus.Thus, there is a quantitative detection of the presence of a combination of properties forming an estimate - here e.g. the inverse distance between the representative of the prototypical signal object class in the form of the given prototype feature vector (prototype or prototype vector) and the subsequent transfer of the compressed data to the computer system if the amount of this estimate (eg inverse distance) is above a second threshold or the inverse estimate is below a first threshold. The signal processing unit of the ultrasonic sensor thus performs data compression of the received signal to generate compressed data. The ultrasonic sensor then transmits the data thus compressed, preferably only the codes (symbols) of the prototypes thus recognized, their amplitude and / or temporal extension and the time of occurrence (time stamp), to the computer system. As a result, the EMC burden is minimized by the data transmission via the data bus between the ultrasonic sensor and the computer system and it can be transmitted status data of the ultrasonic sensor for system error detection in the time intervals to the computer system via the data bus between the ultrasonic sensor and the computer system, which improves the latency. When working out the proposal, it was recognized that the transfer of data over the data bus must be prioritized. Messages safety-critical errors of the sensor, so here example of the ultrasonic sensor to the computer system have the highest priority, since they affect the validity of the measurement data of the ultrasonic sensor with high probability. This data is sent from the sensor to the computer system. The second-highest priority are requests from the computer system for carrying out safety-relevant self-tests. Such commands are sent from the computer system to the sensor. The third highest priority is the data of the ultrasonic sensor itself, since the latency must not be increased. All other data has lower priority for transmission over the data bus.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Verfahren zur Übertragung von Sensordaten, insbesondere eines Ultraschallsensors, von einem Sensor zu einem Rechnersystem, insbesondere in einem Fahrzeug, umfassend das Aussenden eines Ultraschall-Bursts mit einem Anfang (57) und Ende (56) des Aussendens des Ultraschall-Bursts und umfassend das Empfangen eines Ultraschallsignals und Bilden eines Empfangssignals für eine Empfangszeit (TE ) zumindest ab dem Ende (56) des Aussendens des Ultraschall-Bursts sowie umfassend das Übertragen der komprimierten Daten über einen Datenbus, insbesondere einen Eindrahtdatenbus, an das Rechnersystem so gestaltet wird, dass die Übertragung (54) der Daten vom Sensor an das Rechnersystem mit einem Startbefehl (53) von dem Rechnersystem an den Ultraschallsensor über den Datenbus und vor dem Ende (56) des Aussendens des Ultraschall-Bursts beginnt oder nach einem Startbefehl (53) von dem Rechnersystem an den Sensor über den Datenbus und vor dem Anfang (57) des Aussendens des Ultraschall-Bursts beginnt. Die Übertragung (54) erfolgt dann nach dem Startbefehl (53) periodisch fortlaufend bis zu einem Ende der Datenübertragung (58). Dieses Ende der Datenübertragung (58) liegt dann zeitlich nach dem Ende der Empfangszeit (TE ). It is particularly advantageous if the method for transmitting sensor data, in particular an ultrasonic sensor, from a sensor to a computer system, in particular in a vehicle, comprises transmitting an ultrasonic burst with a start ( 57 ) and end ( 56 ) of transmitting the ultrasonic burst and comprising receiving an ultrasonic signal and forming a received signal for a reception time ( T E ) at least from the end ( 56 ) of transmitting the ultrasonic burst and comprising transmitting the compressed data via a data bus, in particular a single-wire data bus, to the computer system in such a way that the transmission ( 54 ) of the data from the sensor to the computer system with a start command ( 53 ) from the computer system to the ultrasonic sensor via the data bus and before the end ( 56 ) of the transmission of the ultrasonic burst begins or after a start command ( 53 ) from the computer system to the sensor via the data bus and before the start ( 57 ) of transmitting the ultrasonic burst begins. The transfer ( 54 ) then takes place after the start command ( 53 ) periodically until an end of the data transmission ( 58 ). This end of the data transfer ( 58 ) is then after the end of the reception time ( T E ).

Eine weitere Variante des vorgeschlagenen Verfahrens sieht somit als ersten Schritt der Datenkompression das Bilden eines Feature-Vektor-Signals (Strom von Feature-Vektoren mit n Feature-Vektorwerten und n als Dimension des Feature-Vektors) aus dem Empfangssignal vor. Ein solches Feature-Vektor-Signal kann mehrere analoge und digitale Datensignale umfassen. Es stellt also eine zeitliche Folge von mehr oder weniger komplexen Daten/Signal-Strukturen dar. Im einfachsten Fall kann es als vektorielles Signal bestehend aus mehreren Teilsignalen aufgefasst werden.A further variant of the proposed method thus provides, as a first step of the data compression, the formation of a feature vector signal (stream of feature vectors with n feature vector values and n as dimension of the feature vector) from the received signal. Such a feature vector signal may include a plurality of analog and digital data signals. It thus represents a chronological sequence of more or less complex data / signal structures. In the simplest case, it can be understood as a vectorial signal consisting of several sub-signals.

Beispielsweise kann es sinnvoll sein, eine erste und/oder höhere zeitliche Ableitung des Empfangssignals oder das einfache oder mehrfache Integral des Empfangssignals zu bilden, die dann Teilsignale innerhalb des Feature-Vektor-Signals sind.For example, it may be useful to form a first and / or higher temporal derivative of the received signal or the single or multiple integral of the received signal, which are then sub-signals within the feature vector signal.

Es kann auch ein Hüllkurvensignal des Empfangssignals gebildet werden, das dann ein Teilsignal innerhalb des Feature-Vektor-Signals ist.An envelope signal of the received signal may also be formed, which is then a sub-signal within the feature vector signal.

Des Weiteren kann es sinnvoll sein, das Empfangssignal mit dem ausgesendeten Ultraschallsignal zu falten und so ein Korrelationssignal zu bilden, das dann ein Teilsignal innerhalb des Feature-Vektor-Signals sein kann. Dabei kann zum einen das Signal als ausgesendetes Ultraschallsignal verwendet werden, das zur Ansteuerung des Treibers für den Sender verwendet wurde oder zum anderen beispielsweise ein Signal, dass am Sender gemessen wurde und so der tatsächlich abgestrahlten Schallwelle besser entspricht.Furthermore, it may be useful to fold the received signal with the emitted ultrasonic signal and thus form a correlation signal, which may then be a partial signal within the feature vector signal. In this case, on the one hand, the signal can be used as a transmitted ultrasonic signal, which was used to drive the driver for the transmitter, or, for example, a signal that was measured at the transmitter and thus better corresponds to the actual radiated sound wave.

Schließlich kann es sinnvoll sein, durch Optimalfilter (englisch matched filter) das Auftreten vorbestimmter Signalobjekte zu detektieren und ein Optimalfiltersignal für das jeweilige Signalobjekt einiger der vorbestimmten Signalobjekte zu bilden. Unter Optimalfilter (engl. matched filter) versteht man hierbei ein Filter, welches das Signal-Rausch-Verhältnis (engl. signal to noise ratio, SNR) optimiert. In dem gestörten Ultraschallempfangssignal sollen die vordefinierten Signalobjekte erkannt werden. In der Literatur findet man auch häufig die Bezeichnungen Korrelationsfilter, Signalangepasstes Filter (SAF) oder nur angepasstes Filter. Das Optimalfilter dient zur optimalen Bestimmung des Vorhandenseins (Detektion) der Amplitude und/oder der Lage einer bekannten Signalform, des vorbestimmten Signalobjekts, in Gegenwart von Störungen (Parameterschätzung). Diese Störungen können beispielsweise Signale anderer Ultraschallsender und/oder Bodenechos sein.Finally, it may be useful to use optimally matched filters to detect the occurrence of predetermined signal objects and to form an optimum filter signal for the respective signal object of some of the predetermined signal objects. A matched filter is a filter that optimizes the signal-to-noise ratio (SNR). In the disturbed ultrasonic signal received the predefined signal objects are to be detected. In the literature one often finds the terms correlation filter, signal-matched filter (SAF) or only matched filter. The optimal filter serves to optimally determine the presence (detection) of the amplitude and / or the position of a known signal form, the predetermined signal object, in the presence of disturbances (parameter estimation). These disturbances can be, for example, signals from other ultrasound transmitters and / or ground echoes.

Die Optimalfilter-Ausgangssignale sind dann bevorzugt Teilsignale innerhalb des Feature-Vektor-Signals.The optimum filter output signals are then preferably partial signals within the feature vector signal.

Bestimmte Ereignisse können in gesonderten Teilsignalen des Feature-Vektor-Signals signalisiert werden. Diese Ereignisse sind Signalgrundobjekte im Sinne dieser Offenbarung. Signalgrundobjekte umfassen also nicht Signalformen, wie beispielsweise Recheck-Pulse oder Wavelets oder Wellenzüge, sondern markante Punkte im Verlauf des Empfangssignals und/oder im Verlauf von daraus abgeleiteten Signalen, wie beispielsweise einem Hüllkurvensignal, das beispielsweise durch Filterung aus dem Empfangssignal gewonnen werden kann.Certain events may be signaled in separate sub-signals of the feature vector signal. These events are signal primitives in the sense of this disclosure. Signal fundamental objects thus do not include signal forms, such as recheck pulses or wavelets or wave trains, but prominent points in the course of the received signal and / or in the course of signals derived therefrom, such as an envelope signal, which can be obtained, for example, by filtering from the received signal.

Ein anderes Signal, das ein Teilsignal des Feature-Vektor-Signals sein kann, kann beispielsweise detektieren, ob die Hüllkurve des Empfangssignals, das Hüllkurvensignal, einen vorgegeben dritten Schwellwert kreuzt. Es handelt sich also um ein Signal, dass das Vorliegen eines Signalgrundobjekts innerhalb des Empfangssignal und damit des Feature-Vektorsignals signalisiert.For example, another signal, which may be a sub-signal of the feature vector signal, may detect whether the envelope of the received signal, the envelope signal, crosses a predetermined third threshold. It is therefore a signal that signals the presence of a signal basic object within the received signal and thus the feature vector signal.

Ein anderes Signal, das ein Teilsignal des Feature-Vektor-Signals sein kann, kann beispielsweise detektieren, ob die Hüllkurve des Empfangssignals, das Hüllkurvensignal, einen vorgegeben vierten Schwellwert, der mit dem dritten Schwellwert identisch sein kann aufsteigend kreuzt. Es handelt sich also um ein Signal, dass das Vorliegen eines Signalgrundobjekts innerhalb des Empfangssignal und damit des Feature-Vektorsignals signalisiert.Another signal, which may be a sub-signal of the feature vector signal, may be For example, detect whether the envelope of the received signal, the envelope signal, a predetermined fourth threshold, which may be identical to the third threshold value ascending crosses. It is therefore a signal that signals the presence of a signal basic object within the received signal and thus the feature vector signal.

Ein anderes Signal, das ein Teilsignal des Feature-Vektor-Signals sein kann, kann beispielsweise detektieren, ob die Hüllkurve des Empfangssignals, das Hüllkurvensignal, einen vorgegeben fünften Schwellwert, der mit dem dritten oder vierten Schwellwert identisch sein kann abfallend kreuzt. Es handelt sich also um ein Signal, dass das Vorliegen eines Signalgrundobjekts innerhalb des Empfangssignal und damit des Feature-Vektorsignals signalisiert.Another signal, which may be a sub-signal of the feature vector signal, may detect, for example, whether the envelope of the received signal, the envelope signal, crosses a predetermined fifth threshold, which may be identical to the third or fourth threshold. It is therefore a signal that signals the presence of a signal basic object within the received signal and thus the feature vector signal.

Ein anderes Signal, das ein Teilsignal des Feature-Vektor-Signals sein kann, kann beispielsweise detektieren, ob die Hüllkurve des Empfangssignals, das Hüllkurvensignal, ein Maximum oberhalb eines sechsten Schwellwerts, der mit den vorgenannten dritten bis fünften Schwellwerten identisch sein kann, aufweist. Es handelt sich also um ein Signal, dass das Vorliegen eines Signalgrundobjekts innerhalb des Empfangssignal und damit des Feature-Vektorsignals signalisiert.For example, another signal, which may be a component signal of the feature vector signal, may detect whether the envelope of the received signal, the envelope signal, has a maximum above a sixth threshold, which may be identical to the aforementioned third to fifth thresholds. It is therefore a signal that signals the presence of a signal basic object within the received signal and thus the feature vector signal.

Ein anderes Signal, das ein Teilsignal des Feature-Vektor-Signals sein kann, kann beispielsweise detektieren, ob die Hüllkurve des Empfangssignals, das Hüllkurvensignal, ein Minimum oberhalb eines siebten Schwellwerts, der mit den vorgenannten dritten bis sechsten Schwellwerten identisch sein kann, aufweist. Es handelt sich also um ein Signal, dass das Vorliegen eines Signalgrundobjekts innerhalb des Empfangssignal und damit des Feature-Vektorsignals signalisiert.For example, another signal, which may be a component signal of the feature vector signal, may detect whether the envelope of the received signal, the envelope signal, is a minimum above a seventh threshold, which may be identical to the aforementioned third through sixth thresholds. It is therefore a signal that signals the presence of a signal basic object within the received signal and thus the feature vector signal.

Dabei wird bevorzugt ausgewertet, ob das zumindest eine vorausgehende Maximum der Hüllkurve einen Mindestabstand zu dem Minimum hat, um eine Detektion von Rauschen zu vermeiden. Andere Filterungen sind an dieser Stelle denkbar. Auch kann geprüft werden, ob der zeitliche Abstand zwischen diesem Minimum und einem vorausgehenden Maximum größer ist, als ein erster zeitlicher Mindestabstand. Die Erfüllung dieser Bedingungen setzt jeweils ein Flag oder Signal, das selbst wieder bevorzugt ein Teilsignal des Feature-Vektor-Signals ist.In this case, it is preferably evaluated whether the at least one preceding maximum of the envelope has a minimum distance to the minimum in order to avoid detection of noise. Other filters are conceivable at this point. It can also be checked whether the time interval between this minimum and a preceding maximum is greater than a first time minimum distance. The fulfillment of these conditions sets in each case a flag or signal which itself is preferably a partial signal of the feature vector signal.

Ebenso sollte in analoger Weise überprüft werden, ob die zeitlichen und amplitudenmäßigen Abstände der anderen Signalobjekte gewissen Plausibilitätsanforderungen, wie zeitliche Mindestabstände und/oder Mindestabstände in der Amplitude genügen. Auch aus diesen Prüfungen können sich weitere, auch analoge, binäre oder digitale Teilsignale abgeleitet werden, die somit das Feature-Vektor-Signal in seiner Dimensionalität weiter vergrößern.Likewise, it should be checked in an analogous manner whether the temporal and amplitude-related distances of the other signal objects satisfy certain plausibility requirements, such as temporal minimum distances and / or minimum distances in the amplitude. From these tests, further, even analog, binary or digital sub-signals can be derived, which thus further increase the feature vector signal in its dimensionality.

Ggf. kann in einer Signifikanzsteigerungsstufe das Feature-Vektor-Signal zu einem signifikanten Feature-Vektor-Signal z.B. durch eine lineare Abbildung oder ein Matrix-Polynom höherer Ordnung noch transformiert werden. In der Praxis hat sich aber gezeigt, dass dies zumindest für die heutigen Anforderungen noch nicht nötig ist.Possibly. For example, in a significance enhancement stage, the feature vector signal may be translated to a significant feature vector signal, e.g. be transformed by a linear mapping or a matrix polynomial of higher order. In practice, however, it has been shown that this is not necessary, at least for today's requirements.

Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren folgt das Erkennen und das Klassifizieren von Signalobjekten in erkannte Signalobjektklassen innerhalb des Empfangssignals auf Basis des Feature-Vektor-Signals oder des signifikanten Feature-Vektor-Signals.According to the proposed method, recognizing and classifying signal objects into detected signal object classes within the received signal is based on the feature vector signal or the significant feature vector signal.

Liegt beispielsweise die Amplitude des Ausgangssignals eines Optimalfilters, und damit eines Teilsignals des Feature-Vektor-Signals oberhalb eines ggf. optimalfilterspezifischen achten Schwellwerts, so kann das Signalobjekt, für dessen Detektion der Optimalfilter ausgelegt ist, als erkannt gelten. Dabei werden vorzugsweise auch andere Parameter berücksichtigt. Wurde beispielsweise ein Ultraschall-Burst mit ansteigender Frequenz während des Bursts gesendet (genannt Chirp-Up), so wird auch ein Echo erwartet, dass diese Modulationseigenschaft aufweist. Stimmt die Signalform der Hüllkurve, beispielsweise eine dreieckige Signalform der Hüllkurve, zeitlich lokal mit einer erwarteten Signalform überein, aber nicht jedoch die Modulationseigenschaft, so handelt es sich eben nicht um ein Echo des Senders, sondern um ein Störsignal, das von anderen Ultraschallsendern herrühren kann oder aus Überreichweiten. Insofern kann das System dann zwischen Eigenechos und Fremdechos unterscheiden, wodurch ein und dieselbe Signalform zwei unterschiedlichen Signalobjekten, nämlich Eigenechos und Fremdechos, zugeordnet wird. Die Übertragung der Eigenechos über den Dtanebus vom Sensor zum Rechnersystem erfolgt dabei vorzugsweise priorisiert gegenüber der Übertragung der Fremdechos, da erstere in der Regel sicherheitsrelevant sind und zweite in der Regel nicht sicherheitsrelevant sind.If, for example, the amplitude of the output signal of an optimum filter, and thus of a partial signal of the feature vector signal above an optionally optimal filter-specific eighth threshold value, the signal object, for the detection of which the optimal filter is designed, can be regarded as detected. In this case, other parameters are preferably taken into account. For example, if an ultrasonic burst of increasing frequency was sent during the burst (called chirp-up), then an echo is expected to have this modulation property. If the waveform of the envelope, for example a triangular waveform of the envelope, coincides temporally locally with an expected waveform, but does not match the modulation characteristic, then it is not an echo of the transmitter but a jamming signal that may result from other ultrasound transmitters or from overreach. In this respect, the system can then distinguish between self-echoes and foreign echoes, whereby one and the same signal form is assigned to two different signal objects, namely self-echoes and foreign echoes. The transmission of the internal echoes on the Dtanebus from the sensor to the computer system is preferably prioritized over the transmission of foreign echoes, since the former are usually security-relevant and second are usually not security relevant.

Typischerweise wird bei der Erkennung jedem erkannten Signalobjekt zumindest ein zugeordneter Signalobjektparameter zugeordnet oder für dieses Signalobjekt bestimmt. Hierbei handelt es sich bevorzugt um einen Zeitstempel, der angibt, wann das Objekt empfangen wurde. Dabei kann der Zeitstempel sich beispielsweise auf den zeitlichen Beginn des Signalobjekts im Empfangssignal oder das zeitliche Ende oder die zeitliche Lage des zeitlichen Schwerpunkts des Signalobjekts etc. beziehen. Auch sind andere Signalobjektparameter, wie Amplitude, Streckung etc. denkbar. In einer Variante des vorgeschlagenen Verfahrens wird somit zumindest einer der zugeordneten Signalobjektparameter mit einem Symbol für die zumindest eine erkannte Signalobjektklasse übertragen. Der Signalobjektparameter ist bevorzugt ein Zeitwert als Zetstempel und gibt eine zeitliche Position an, die geeignet ist, daraus auf die Zeit seit Aussendung eines vorausgegangenen Ultraschall-Bursts schließen zu können. Vorzugsweise erfolgt daraus später die Ermittlung eines ermittelten Abstands eines Objekts in Abhängigkeit von einem dermaßen ermittelten und übertragenen Zeitwert.Typically, at least one associated signal object parameter is assigned to each recognized signal object or determined for this signal object. This is preferably a timestamp indicating when the object was received. In this case, the time stamp may relate, for example, to the start of the time of the signal object in the received signal or the end of the time or the temporal position of the temporal center of gravity of the signal object etc. Also, other signal object parameters, such as amplitude, extension, etc. are conceivable. In one variant of the proposed method, at least one of the assigned signal object parameters is thus transmitted with a symbol for the at least one recognized signal object class. The signal object parameter is preferably a time value as a Zetstempel and indicates a temporal position, which is suitable to be able to conclude from the time since the transmission of a previous ultrasonic burst. The determination of a determined distance of an object as a function of a time value thus determined and transmitted is preferably carried out later.

Es folgt schließlich das priorisierte Übertragen der erkannten Signalobjektklassen in Form zugeordneter Symbole mit Zeitstempeln vorzugsweise jeweils zusammen mit den zugeordneten Signalobjektparametern. Die Übertragung kann auch in komplexeren Datenstrukturen (englisch: Records) erfolgen. Beispielsweise ist es denkbar, zuerst die Zeitpunkte der erkannten sicherheitsrelevanten Signalobjekte (z.B. identifizierte Hindernisse) zu übertragen und dann die erkannten Signalobjektklassen der sicherheitsrelevanten Signalobjekte. Hierdurch wird die Latenzzeit weiter verringert. Finally, the prioritized transmission of the recognized signal object classes in the form of associated symbols with time stamps preferably follows together with the associated signal object parameters. The transmission can also be done in more complex data structures (English: Records). For example, it is conceivable first to transmit the times of the detected safety-relevant signal objects (eg identified obstacles) and then to transmit the recognized signal object classes of the safety-relevant signal objects. This further reduces the latency.

Das vorgeschlagene Verfahren umfasst zumindest in einer Variante das Ermitteln eines Chirp-Werts als zugeordneten Signalobjektparameter, der angibt, ob es sich bei dem erkannten Signalobjekt um ein Echo eines Ultraschall-Sende-Bursts mit Chirp-Up oder ein Chirp-Down oder ein No-Chirp-Eigenschaften handelt. Chirp-Up bedeutet, dass die Frequenz innerhalb des empfangenen Signalobjekts im Empfangssignal ansteigt. Chirp-Down bedeutet, dass die Frequenz innerhalb des empfangenen Signalobjekts im Empfangssignal abfällt. No-Chirp bedeutet, dass die Frequenz innerhalb des empfangenen Signalobjekts im Empfangssignal im Wesentlichen gleich bleibt. An dieser Stelle sei auf die noch unveröffentlichten deutsche Patentanmeldungen DE 10 2017 100 837.3 und DE 10 2017 100 835.7 hingewiesen, die vollumfänglicher Teil dieser Offenlegung sind.The proposed method comprises, in at least one variant, the determination of a chirp value as associated signal object parameter, which indicates whether the detected signal object is an echo of an ultrasound transmit burst with chirp-up or a chirp-down or a no-signal. Chirp properties. Chirp-Up means that the frequency within the received signal object increases in the received signal. Chirp down means that the frequency within the received signal object drops in the received signal. No-chirp means that the frequency within the received signal object in the received signal remains substantially the same. At this point I would like to refer to the still unpublished German patent applications DE 10 2017 100 837.3 and DE 10 2017 100 835.7 which are the fullest part of this disclosure.

In einer Variante des Verfahrens wird somit auch ein Confidence-Signal durch Bildung der Korrelation, z.B. durch Bildung eines zeitkontinuierlichen oder zeitdiskreten Korrelationsintegrals, zwischen dem Empfangssignal oder statt des Empfangssignals mit einem aus dem Empfangssignal abgeleiteten Signal einerseits und einem Referenzsignal, beispielsweise dem Ultraschallsendesignal oder einem anderen erwarteten Wavelet, andererseits gebildet. Das Confidence-Signal ist dann typischerweise ein Teilsignal des Feature-Vektor-Signals, also eine Komponente des Feature-Vektors, der aus einer Folge vektorieller Abtastwerte (Feature-Vektor-Werte) besteht.Thus, in a variant of the method, a confidence signal is also obtained by forming the correlation, e.g. by forming a time-continuous or time-discrete correlation integral between the received signal or instead of the received signal with a signal derived from the received signal on the one hand and a reference signal, for example the ultrasonic transmitting signal or another expected wavelet, on the other hand. The confidence signal is then typically a sub-signal of the feature vector signal, ie, a component of the feature vector consisting of a sequence of vectorial samples (feature vector values).

In einer Variante des Verfahrens wird auf dieser Basis auch ein Phasen-Signal gebildet, dass die Phasenverschiebung beispielsweise des Empfangssignals oder eines daraus gebildeten Signals (z.B. des Confidence-Signals) gegenüber einem Referenzsignal, beispielsweise dem Ultraschallsendesignal und/oder einem anderen Referenzsignal angibt. Das Phasen-Signal ist dann typischerweise ebenfalls ein Teilsignal des Feature-Vektor-Signals, also eine Komponente des Feature-Vektors, der aus einer Folge vektorieller Abtastwerte besteht.In a variant of the method, a phase signal is also formed on this basis which indicates the phase shift of, for example, the received signal or a signal formed therefrom (for example the confidence signal) relative to a reference signal, for example the ultrasound transmit signal and / or another reference signal. The phase signal is then typically also a sub-signal of the feature vector signal, ie a component of the feature vector, which consists of a sequence of vectorial samples.

In ähnlicher Weise kann in einer weiteren Variante des vorgeschlagenen Verfahrens ein Phasen-Confidence-Signal durch Bildung der Korrelation zwischen dem Phasen-Signal oder einem daraus abgeleiteten Signal einerseits und einem Referenzsignal gebildet werden und als Teilsignal des Feature-Vektor-Signals verwendet werden. Das Phasen-Confidence-Signal ist dann typischerweise ebenfalls ein Teilsignal des Feature-Vektor-Signals, also eine Komponente des Feature-Vektors, der aus einer Folge vektorieller Abtastwerte besteht.Similarly, in a further variant of the proposed method, a phase confidence signal can be formed by forming the correlation between the phase signal or a signal derived therefrom on the one hand and a reference signal and used as a partial signal of the feature vector signal. The phase confidence signal is then typically also a sub-signal of the feature vector signal, ie a component of the feature vector, which consists of a sequence of vectorial samples.

Bei der Auswertung des Feature-Vektor-Signals ist es dann sinnvoll, einen Vergleich des Phasen-Confidence-Signals mit einem oder mehreren Schwellwerten zur Erzeugung eines diskretisierten Phasen-Confidence-Signals durchzuführen, das selbst wieder ein Teilsignal des Feature-Vektor-Signals werden kann.When evaluating the feature vector signal, it then makes sense to perform a comparison of the phase confidence signal with one or more threshold values for generating a discretized phase confidence signal, which itself becomes a partial signal of the feature vector signal can.

Die Auswertung des Feature-Vektor-Signals und/oder des signifikanten Feature-Vektor-Signals kann in einer Variante des vorgeschlagenen Verfahrens so erfolgen, dass ein oder mehrere Abstandswerte zwischen dem Feature-Vektor-Signal und einem oder mehreren Signalobjektprototypenwerten für erkennbare Signalobjektklassen gebildet werden. Ein solcher Abstandswert kann boolesch, binär, diskret, digital oder analog sein. Vorzugsweise werden alle Abstandswerte in einer nichtlinearen Funktion miteinander verknüpft. So kann bei einem erwarteten Chirp-Up-Echo in Dreiecksform ein empfangenes Chirp-Down-Echo in Dreiecksform verworfen werden. Dieses Verwerfen ist im Sinne dieser Offenlegung ein nichtlinearer Vorgang.In one variant of the proposed method, the evaluation of the feature vector signal and / or of the significant feature vector signal may be carried out such that one or more distance values are formed between the feature vector signal and one or more signal object prototype values for recognizable signal object classes , Such a distance value may be Boolean, binary, discrete, digital or analog. Preferably, all distance values are linked together in a nonlinear function. Thus, in an expected triangular chirp-up echo, a received chirp-down echo may be discarded in triangular form. For the purposes of this disclosure, this discarding is a non-linear process.

Umgekehrt kann das Dreieck im Empfangssignal unterschiedlich ausgeprägt sein. Dies betrifft zuallererst die Amplitude des Dreiecks im Empfangssignal. Ist die Amplitude im Empfangssignal hinreichend, so liefert beispielsweise das diesem Dreieckssignal zugeordnete Optimalfilter ein Signal oberhalb eines vorgegeben neunten Schwellwerts. In dem Fall kann dann beispielsweise dieser Signalobjektklasse (Dreieckssignal) ein erkanntes Signalobjekt zu diesem Zeitpunkt des Überschreitens zugeordnet werden. In dem Fall unterschreitet der Abstandswert zwischen dem Feature-Vektor-Signal und dem Prototypen (hier der neunte Schwellwert) einen oder mehrere vorbestimmte, binäre, digitale oder analoge Abstandswerte (hier 0= Kreuzung).Conversely, the triangle can be different in the received signal. This applies first of all to the amplitude of the triangle in the received signal. If the amplitude in the received signal is sufficient, for example, the optimum filter assigned to this triangular signal supplies a signal above a predetermined ninth threshold value. In that case, for example, this signal object class (triangular signal) can then be assigned a detected signal object at this time of the crossing. In that case, the distance value between the feature vector signal and the prototype (here the ninth threshold value) falls below one or more predetermined binary, digital or analog distance values (here 0 = intersection).

Bei einer weiteren Variante des Verfahrens handelt es sich bei mindestens einer Signalobjektklasse um Wavelets, die durch Schätzvorrichtungen (z.B. Optimalfilter) und/oder Schätzverfahren (z.B. Schätzprogramme, die in einem digitalen Signalprozessor ablaufen) geschätzt und damit detektiert werden. Mit dem Begriff Wavelet werden Funktionen bezeichnet, die einer kontinuierlichen oder diskreten Wavelet-Transformation zugrunde gelegt werden können. Das Wort „Wavelet“ ist eine Neuschöpfung aus dem französischen „ondelette“, das „kleine Welle“ bedeutet und teils wörtlich („onde“→„wave“), teils phonetisch („-lette“→„-let“) ins Englische übertragen wurde. Der Ausdruck „Wavelet“ wurde in den 1980er Jahren in der Geophysik (Jean Morlet, Alex Grossmann) für Funktionen geprägt, welche die Kurzzeit-Fourier-Transformation verallgemeinern, wird jedoch seit Ende der 1980er Jahre ausschließlich in der heute üblichen Bedeutung verwendet. In den 1990er Jahren entstand ein regelrechter Wavelet-Boom, ausgelöst durch die Entdeckung von kompakten, stetigen (bis hin zu beliebiger Ordnung der Differenzierbarkeit) und orthogonalen Wavelets durch Ingrid Daubechies (1988) und die Entwicklung des Algorithmus der schnellen Wavelet-Transformation (FWT) mit Hilfe der Multiskalenanalyse (MultiResolution Analysis - MRA) durch Stephane Mallat und Yves Meyer (1989).In a further variant of the method, at least one signal object class is wavelets which are estimated by estimation devices (eg optimal filters) and / or estimation methods (eg estimation programs that run in a digital signal processor) and thus detected. The term wavelet refers to functions that are continuous or discrete wavelet transformation. The word "wavelet" is a re-creation from the French "ondelette", which means "small wave" and partly verbally ("onde" → "wave"), partly phonetically ("-lette" → "-let") into English has been. The term "wavelet" was coined in the 1980s in geophysics (Jean Morlet, Alex Grossman) for functions that generalize the short-term Fourier transform, but is used since the late 1980s, only in the meanings of today. In the 1990s, a veritable wavelet boom arose, triggered by the discovery of compact, continuous (to any order of differentiability) and orthogonal wavelets by Ingrid Daubechies (1988) and the development of the algorithm of fast wavelet transformation (FWT) using multi-scale analysis (MRA) by Stephane Mallat and Yves Meyer (1989).

Im Gegensatz zu den Sinus- und Kosinus-Funktionen der Fourier-Transformation besitzen die meistverwendeten Wavelets nicht nur Lokalität im Frequenzspektrum, sondern auch im Zeitbereich. Dabei ist „Lokalität“ im Sinne kleiner Streuung zu verstehen. Die Wahrscheinlichkeitsdichte ist das normierte Betragsquadrat der betrachteten Funktion bzw. von deren Fourier-Transformierten. Dabei ist das Produkt beider Varianzen immer größer als eine Konstante, analog zur Heisenbergschen Unschärferelation. Aus dieser Einschränkung heraus entstanden in der Funktionalanalysis die Paley-Wiener-Theorie (Raymond Paley, Norbert Wiener), ein Vorläufer der diskreten Wavelet-Transformation, und die Calderön-Zygmund-Theorie (Alberto Calderön, Antoni Zygmund), die der kontinuierlichen Wavelet-Transformation entspricht.In contrast to the sine and cosine functions of the Fourier transformation, the most commonly used wavelets not only have locality in the frequency spectrum, but also in the time domain. Here, "locality" is to be understood in the sense of small dispersion. The probability density is the normalized absolute square of the considered function or of its Fourier transform. The product of both variances is always larger than a constant, analogous to the Heisenberg uncertainty principle. Out of this limitation, Paley-Wiener theory (Raymond Paley, Norbert Wiener), a precursor to the discrete wavelet transform, emerged in functional analysis, and the Calderon-Zygmund theory (Alberto Calderon, Antoni Zygmund), that of continuous wavelet theory. Transformation corresponds.

Das Integral einer Wavelet-Funktion ist im Fachgebrauch zwar immer 0, daher nimmt in der Regel die Waveletfunktion die Form von nach außen hin auslaufenden (kleiner werdenden) Wellen (also „Wellchen“ = Ondelettes = Wavelets) an. Im Sinne dieser Offenbarung sollen aber auch Wavelets zulässig sein, die ein von 0 verschiedenes Integral besitzen. Hier sei beispielhaft die im Folgenden beschriebenen Rechteck und Dreiecks-Wavelets genannt. Diese weitere Interpretation des Begriffs „Wavelet“ ist im amerikanischen Sprachraum verbreitet und von daher bekannt. Diese weitere Interpretation soll auch hier gelten.Although the integral of a wavelet function is always 0 in professional use, the wavelet function generally takes the form of outgoing (decreasing) waves (that is, "corrugations" = ondelets = wavelets). For the purpose of this disclosure, however, wavelets are also to be allowed which have an integral other than 0. Here, by way of example, the rectangle and triangular wavelets described below are mentioned. This further interpretation of the term "wavelet" is common in American-speaking countries and therefore well-known. This further interpretation should also apply here.

Wichtige Beispiele für Wavelets mit 0-Integral sind das Haar-Wavelet (Alfred Haar 1909), die nach Ingrid Daubechies benannten Daubechies-Wavelets (um 1990), die ebenfalls von ihr konstruierten Coiflet-Wavelets und das eher theoretisch bedeutsame Meyer-Wavelet (Yves Meyer, um 1988).Important examples of 0-integral wavelets are the Haar wavelet (Alfred Haar 1909), the Daubechies wavelets (around 1990) named after Ingrid Daubechies, the Coiflet wavelets also constructed by them, and the rather theoretically significant Meyer wavelet (Yves Meyer, around 1988).

Wavelets gibt es für Räume beliebiger Dimension, meist wird ein Tensorprodukt einer eindimensionalen Wavelet-Basis verwendet. Aufgrund der fraktalen Natur der Zwei-Skalen-Gleichung in der MRA haben die meisten Wavelets eine komplizierte Gestalt, die meisten haben keine geschlossene Form. Dies ist deswegen von besonderer Bedeutung, da das zuvor erwähnte Feature-Vektor-Signal ja mehrdimensional ist und daher die Verwendung multidimensionaler Wavelets zur Signalobjekterkennung zulässt.Wavelets are available for spaces of any dimension, usually a tensor product of a one-dimensional wavelet basis is used. Due to the fractal nature of the two-scale equation in the MRA, most wavelets have a complicated shape, most of them have no closed shape. This is of particular importance because the aforementioned feature vector signal is multi-dimensional and thus allows the use of multi-dimensional wavelets for signal object detection.

Eine besondere Variante des vorgeschlagenen Verfahrens ist daher die Verwendung multidimensionaler Wavelets mit mehr als zwei Dimensionen zur Signalobjekterkennung. Insbesondere wird die Verwendung entsprechender Optimalfilter zur Erkennung solcher Wavelets mit mehr als zwei Dimensionen vorgeschlagen, um das Feature-Vektor-Signal um weitere zur Erkennung geeignete Teilsignale ggf. zu ergänzen.A particular variant of the proposed method is therefore the use of multidimensional wavelets with more than two dimensions for signal object recognition. In particular, the use of corresponding optimal filters for the detection of such wavelets with more than two dimensions is proposed in order to supplement the feature vector signal by further partial signals suitable for detection.

Ein besonders geeignetes Wavelet ist beispielsweise ein Dreiecks-Wavelet. Dieses zeichnet sich durch einen Startzeitpunkt des Dreiecks-Wavelets, einen dem Startzeitpunkt des Dreiecks-Wavelets zeitlich nachfolgenden, zeitlich im Wesentlichen linearen Anstieg der Wavelet-Amplitude bis zu einem Maximum der Amplitude des Dreiecks-Wavelets und einen dem Maximum des Dreiecks-Wavelets und einem zeitlich nachfolgenden, zeitlich im Wesentlichen linearen Abfall der Wavelet-Amplitude bis zu einem Ende des Dreiecks-Wavelets aus.A particularly suitable wavelet is, for example, a triangular wavelet. This is characterized by a start time of the triangular wavelet, a temporally substantially following the start time of the triangular wavelet, temporally substantially linear increase in the wavelet amplitude up to a maximum of the amplitude of the triangular wavelet and the maximum of the triangular wavelet and a temporally subsequent, temporally substantially linear decrease of the wavelet amplitude up to an end of the triangular wavelet.

Ein weiteres besonders geeignetes Wavelet ist ein Rechteckwavelet, das im Sinne dieser Offenbarung auch trapezförmige Wavelets mit einschließt. Ein Rechteck-Wavelet zeichnet sich durch einen Startzeitpunkt des Rechteck-Wavelets aus, dem ein Anstieg der Wavelet-Amplitude des Rechteckwavelets mit einer ersten zeitlichen Steilheit des Rechteck-Wavelets bis zu einem ersten Plateau-Zeitpunkt des Rechteck-Wavelets folgt. Dem ersten Plateau-Zeitpunkt des Rechteck-Wavelets folgt ein Verharren der Wavelet-Amplitude mit einer zweiten Steilheit der Wavelet-Amplitude bis zu einem zweiten Plateau-Zeitpunkt des Rechteck-Wavelets. Dem zweiten Plateau-Zeitpunkt des Rechteck-Wavelets folgt ein Abfall mit einer dritten zeitlichen Steilheit bis zum zeitlichen Ende des Rechteck-Wavelets. Dabei beträgt der Betrag der zweiten zeitlichen Steilheit weniger als 10% des Betrags der ersten zeitlichen Steilheit und weniger als 10% des Betrags der dritten zeitlichen Steilheit.Another particularly suitable wavelet is a rectangular wavelet, which also includes trapezoidal wavelets within the meaning of this disclosure. A rectangular wavelet is characterized by a start time of the rectangular wavelet, which is followed by an increase of the wavelet amplitude of the rectangular wavelet with a first temporal steepness of the rectangular wavelet up to a first plateau time of the rectangular wavelet. The first plateau time of the rectangular wavelet is followed by a persistence of the wavelet amplitude with a second steepness of the wavelet amplitude up to a second plateau time of the rectangular wavelet. The second plateau time of the rectangular wavelet is followed by a fall with a third temporal slope until the temporal end of the rectangular wavelet. The amount of the second temporal slope is less than 10% of the amount of the first temporal slope and less than 10% of the amount of the third temporal slope.

Statt der zuvor beschriebenen Wavelets ist auch die Verwendung anderer zweidimensionaler Wavelets, wie beispielsweise eines Sinushalbwellen-Wavelets möglich, das ebenfalls ein Integral ungleich 0 aufweist.Instead of the previously described wavelets, it is also possible to use other two-dimensional wavelets, such as a sine half-wave wavelet, for example, which also has an integral other than 0.

Es wird vorgeschlagen, dass bei Verwendung von Wavelets die zeitliche Verschiebung des betreffenden Wavelets des erkannten Signalobjekts als ein Signalobjektparameter verwendet wird . Beispielsweise kann durch Korrelation diese Verschiebung ermittelt werden.. Es wird weiter vorgeschlagen , da bei Verwendung von Wavelets der Zeitpunkt der Überschreitung des Pegels des Ausgangs eines zur Detektion des betreffenden Wavelets geeigneten Optimalfilters über einen vordefinierten zehnten Schwellwert für dieses Signalobjekt bzw. dieses Wavelet bevorzugt verwendet wird. Vorzugsweise wird die Hüllkurve des Empfangssignals und/oder ein Phasensignal und/oder ein Confidence-Signal etc. ausgewertet. It is proposed that, when using wavelets, the time shift of the respective wavelet of the detected signal object is used as a signal object parameter. For example, this shift can be determined by correlation. It is further proposed that, when using wavelets, the time of exceeding the level of the output of an optimum filter suitable for detecting the relevant wavelet over a predefined tenth threshold value is preferably used for this signal object or wavelet becomes. Preferably, the envelope of the received signal and / or a phase signal and / or a confidence signal, etc. is evaluated.

Ein weiterer möglicher Signalobjektparameter, der ermittelt werden kann, ist eine zeitliche Kompression oder Dehnung des betreffenden Wavelets des erkannten Signalobjekts. Ebenso kann eine Amplitude des Wavelets des erkannten Signalobjekts ermittelt werden.Another possible signal object parameter that can be detected is a temporal compression or stretching of the respective wavelet of the detected signal object. Likewise, an amplitude of the wavelet of the detected signal object can be determined.

Es wurde bei der Ausarbeitung des Vorschlags für das hier offenbarte Verfahren erkannt, dass es vorteilhaft ist, die Daten der erkannten Signalobjekte der sehr schnell eintreffenden Echos zuerst vom Sensor zum Rechnersystem zu übertragen und dann erst die nachfolgenden Daten der später erkannten Signalobjekte. Vorzugsweise wird dabei immer zumindest die erkannte Signalobjektklasse und ein Zeitstempel übertragen, der vorzugsweise angeben sollte, wann das Signalobjekt beim Sensor wieder eingetroffen ist. Im Rahmen des Erkennungsprozesses können den verschiedenen Signalobjekten, die für einen Abschnitt des Empfangssignals in Frage kommen, Scores zugeordnet werden, die angeben, welche Wahrscheinlichkeit entsprechend dem verwendeten Schätzalgorithmus dem vorliegen dieses Signalobjekts zugeordnet wird. Ein solcher Score ist im einfachsten Fall binär. Vorzugsweise handelt es sich jedoch um eine komplexe, reelle oder Integer-Zahl. Es kann sich beispielsweise um den ermittelten Abstand handeln. Sofern mehrere Signalobjekte einen hohen Score-Wert haben, ist es sinnvoll, in manchen Fällen auch die Daten erkannter Signalobjekte mit niedrigeren Score-Werten zu übertragen. Um dem Rechnersystem die richtige Handhabung zu ermöglichen, sollten für diesen Fall nicht nur das Datum (Symbol) des erkannten Signalobjekts und der Zeitstempel für das jeweilige Signalobjekt übertragen werden, sondern auch der ermittelte Score-Wert. Statt nur Datum (Symbol) des erkannten Signalobjekts und der Zeitstempel für das diesem Symbol entsprechende Signalobjekt zu übertragen kann zusätlich auch das Datum (Symbol) des Signalobjekts mit dem zweit kleinsten Abstand und dessen Zeitstempel für das diesem zweitwahrscheinlichsten Symbol entsprechende Signalobjekt mit übertragen werden. Somit wird in diesem Fall eine Hypothensenliste aus zwei erkannten Signalobjekten und deren zeitlichen Positionen sowie zusätzlich zugeordneten Score-Werten an das Rechnersystem übertragen. Natürlich ist auch die Übertragung einer Hypothensenliste bestehend aus mehr als zwei Symbolen für mehr als zwei erkannte Signalobjekte und deren zeitlichen Positionen sowie zusätzlich zugeordneten Score-Werte an das Rechnersystem erfolgen.It was recognized in the preparation of the proposal for the method disclosed here that it is advantageous to first transfer the data of the detected signal objects of the very quickly arriving echoes from the sensor to the computer system and then only the subsequent data of the later recognized signal objects. Preferably, at least the recognized signal object class and a time stamp are always transmitted, which should preferably indicate when the signal object has arrived at the sensor again. As part of the recognition process, scores can be assigned to the various signal objects which are suitable for a section of the received signal which indicate which probability is assigned to the present of this signal object in accordance with the used estimation algorithm. Such a score is binary in the simplest case. However, it is preferably a complex, real or integer number. It may be, for example, the determined distance. If several signal objects have a high score value, it may be useful in some cases to transfer the data of detected signal objects with lower score values. In order to allow the computer system to handle correctly, not only the date (symbol) of the detected signal object and the time stamp for the respective signal object should be transmitted for this case, but also the determined score value. Instead of transmitting only the date (symbol) of the detected signal object and the time stamp for the signal object corresponding to this symbol, the date (symbol) of the signal object with the second smallest distance and its time stamp can also be transmitted for the signal object corresponding to this second most probable symbol. Thus, in this case, a hypothesis list of two recognized signal objects and their temporal positions as well as additionally assigned score values are transmitted to the computer system. Of course, the transmission of a list of hypotheses consisting of more than two symbols for more than two recognized signal objects and their temporal positions and additionally assigned score values to the computer system done.

Vorzugsweise erfolgt die Übertragung der Daten der erkannten Signalobjektklasse und der zugeordneten Daten wie beispielsweise Zeitstemple und Score-Werte der jeweiligen erkannten Signalobjektklassen, also der zugeordneten Signalobjektparameter, nach dem FIFO-Prinzip. Dies stellt sicher, dass stets die Daten der Reflektionen der am nächsten liegenden Objekte zuerst übertragen werden und so der sicherheitskritische Fall des Zusammenstoßes des Fahrzeugs mit einem Hindernis priorisiert nach Wahrscheinlichkeit bearbeitet wird.Preferably, the transmission of the data of the detected signal object class and the associated data such as time stamp and score values of the respective detected signal object classes, ie the associated signal object parameters, according to the FIFO principle. This ensures that always the data of the reflections of the closest objects are transmitted first and thus the safety-critical case of the collision of the vehicle with an obstacle is processed prioritized according to probability.

Neben der Übertragung von Messdaten kann auch die Übertragung von Fehlerzuständen des Sensors erfolgen. Dies kann auch während einer Empfangszeit (TE ) geschehen, wenn der Sensor durch Selbsttestvorrichtungen feststellt, dass ein Defekt vorliegt und die zuvor übertragenen Daten potenziell fehlerhaft sein könnten. Somit wird sichergestellt, dass das Rechnersystem zum frühest möglichen Zeitpunkt über eine Änderung der Bewertung der Messdaten Kenntnis erlangen kann und diese verwerfen oder anders behandeln kann. Dies ist von besonderer Bedeutung für Notbremssysteme, da eine Notbremsung ein sicherheitskritischer Eingriff ist, der nur dann eingeleitet werden darf, wenn die zugrundeliegenden Daten einen entsprechenden Vertrauenswert besitzen. Dem gegenüber wird daher die Übertragung der Messdaten, also beispielsweise des Datums der erkannten Signalobjektklasse und/oder die Übertragung des einen zugeordneten Signalobjektparameters zurückgestellt und damit niedriger priorisiert. Natürlich ist ein Abbruch der Übertragung bei Auftreten eines Fehlers im Sensor denkbar. In manchen Fällen kann es aber vorkommen, dass ein Fehler möglich erscheint, aber nicht sicher vorliegt. Insofern ist in solchen Fällen unter Umständen die Fortsetzung einer Übertragung angezeigt. Die Übertragung sicherheitskritischer Fehler des Sensors erfolgt somit vorzugsweise höher priorisiert.In addition to the transmission of measured data, the transmission of error states of the sensor can also take place. This can also be done during a reception time ( T E ) occur when the sensor detects through self-test devices that there is a defect and the previously transmitted data could potentially be faulty. This ensures that the computer system can gain knowledge of a change in the evaluation of the measurement data at the earliest possible time and can discard it or treat it differently. This is of particular importance for emergency braking systems, since an emergency braking is a safety-critical intervention that may only be initiated if the underlying data have a corresponding confidence value. On the other hand, therefore, the transmission of the measured data, that is to say, for example, the date of the recognized signal object class and / or the transmission of the one associated signal object parameter is postponed and thus prioritized lower. Of course, termination of the transmission is possible if an error occurs in the sensor. In some cases, it may happen that an error seems possible, but not sure. In this respect, the continuation of a transmission may be indicated in such cases. The transmission of safety-critical errors of the sensor is thus preferably prioritized higher.

Neben den bereits beschriebenen Wavelets mit einem Integrationswert von 0 und den zusätzlich hier als Wavelet bezeichneten Signalabschnitten mit einem Integrationswert verschieden von 0 können auch bestimmte Zeitpunkt im Verlauf des Empfangssignals als Signalgrundobjekt im Sinne dieser Offenlegung aufgefasst werden, die zu einer Datenkompression verwendet werden können und anstelle von Abtastwerten des Empfangssignals übertragen werden können. Diese Untermenge in der Menge möglicher Signalgrundobjekte bezeichnen wir im Folgenden als Signalzeitpunkte. Die Signalzeitpunkte sind also im Sinne dieser Offenlegung eine spezielle Form der Signalgrundobjekte.In addition to the previously described wavelets having an integration value of 0 and the signal sections additionally denoted here as wavelets with an integration value different from 0, certain points in the course of the received signal can be regarded as basic signal objects in the sense of this disclosure, which can be used for data compression and instead of samples of the received signal can be transmitted. This subset in the set Possible signal basic objects are referred to below as signal times. The signal times are therefore in the sense of this disclosure a special form of the basic signal objects.

Ein erster möglicher Signalzeitpunkt und damit ein Signalgrundobjekt ist ein Kreuzen der Amplitude des Hüllkurvensignals (1) mit der Amplitude eines elften Schwellwertsignals (SW) in aufsteigender Richtung.A first possible signal time and thus a basic signal object is a crossing of the amplitude of the envelope signal ( 1 ) with the amplitude of an eleventh threshold signal ( SW ) in ascending direction.

Ein zweiter möglicher Signalzeitpunkt und damit ein Signalgrundobjekt ist ein Kreuzen der Amplitude des Hüllkurvensignals (1) mit der Amplitude eines zwölften Schwellwertsignals (SW) in absteigender Richtung.A second possible signal time and thus a basic signal object is a crossing of the amplitude of the envelope signal ( 1 ) with the amplitude of a twelfth threshold signal ( SW ) in descending direction.

Ein dritter möglicher Signalzeitpunkt und damit ein Signalgrundobjekt ist ein Maximum der Amplitude des Hüllkurvensignals (1) oberhalb der Amplitude eines dreizehnten Schwellwertsignals (SW).A third possible signal time and thus a basic signal object is a maximum of the amplitude of the envelope signal ( 1 ) above the amplitude of a thirteenth threshold signal ( SW ).

Ein vierter möglicher Signalzeitpunkt und damit ein Signalgrundobjekt ist ein Minimum der Amplitude des Hüllkurvensignals (1) oberhalb der Amplitude eines vierzehnten Schwellwertsignals (SW).A fourth possible signal time and thus a basic signal object is a minimum of the amplitude of the envelope signal ( 1 ) above the amplitude of a fourteenth threshold signal ( SW ).

Ggf. kann es sinnvoll sein, für diese vier beispielhaften Typen von Signalzeitpunkten und weitere Typen von Signalzeitpunkten signalzeitpunkttyp-spezifische Schwellwertsignale (SW) zu verwenden. Possibly. it may be useful for these four exemplary types of signal timing and other types of signal timing signal-type specific threshold signals ( SW ) to use.

Die zeitliche Abfolge von Signalgrundobjekten ist typischerweise nicht beliebig. Dies wird in dieser Offenlegung ausgenutzt, da bevorzugt nicht die Signalgrundobjekte, die einfacherer Natur sind, übertragen werden sollen, sondern erkannte Muster von Abfolgen dieser Signalgrundobjekten, die dann die eigentlichen Signalobjekte darstellen. Wird beispielsweise ein Dreiecks-Wavelet im Hüllkurvensignal (1) ausreichender Amplitude erwartet, so kann zusätzlich zu einem entsprechenden Mindestpegel am Ausgang eines für die Detektion eines solchen Dreiecks-Wavelets geeigneten Optimal-Filters

  1. 1. das Auftreten eines ersten möglichen Signalzeitpunkts mit einem Kreuzen der Amplitude des Hüllkurvensignals (1) mit der Amplitude eines Schwellwertsignals (SW) in aufsteigender Richtung und daran zeitlich anschließend
  2. 2. das Auftreten eines dritten möglichen Signalzeitpunkts mit einem Maximum der Amplitude des Hüllkurvensignals (1) oberhalb der Amplitude eines Schwellwertsignals (SW) und daran zeitlich anschließend
  3. 3. das Auftreten eines zweiten möglichen Signalzeitpunkts mit einem Kreuzen der Amplitude des Hüllkurvensignals (1) mit der Amplitude eines Schwellwertsignals (SW) in absteigender Richtung
in zeitlicher Korrelation zum Überschreiten des besagten Mindestpegels am Ausgang des besagten Optimal-Filters erwartet werden. Das beispielhafte Signalobjekt eines Dreiecks-Wavelets besteht in diesem Beispiel also in der vordefinierten Abfolge dreier Signalgrundobjekte, die erkannt, durch ein Symbol ersetzt wird und als dieses Symbol bevorzugt zusammen mit seinem Auftretenszeitpunkt, dem Zeitstempel, übertragen wird. Dieses Überschreiten des besagten Mindestpegels am Ausgang des besagten Optimal-Filters ist übrigens ein weiteres Beispiel für einen fünften möglichen Signalzeitpunkt und damit ein weiteres mögliches Signalgrundobjekt.The temporal sequence of signal basic objects is typically not arbitrary. This is exploited in this disclosure, since it is preferable not to transmit the basic signal objects, which are of a simpler nature, but to recognize patterns of sequences of these basic signal objects, which then represent the actual signal objects. For example, if a triangle wavelet is included in the envelope signal ( 1 ) of sufficient amplitude, then, in addition to a corresponding minimum level at the output of an optimum filter suitable for the detection of such a triangular wavelet
  1. 1. the occurrence of a first possible signal time with a crossing of the amplitude of the envelope signal ( 1 ) with the amplitude of a threshold signal ( SW ) in ascending direction and afterwards
  2. 2. the occurrence of a third possible signal time with a maximum of the amplitude of the envelope signal ( 1 ) above the amplitude of a threshold signal ( SW ) and afterwards
  3. 3. the occurrence of a second possible signal time with a crossing of the amplitude of the envelope signal ( 1 ) with the amplitude of a threshold signal ( SW ) in descending direction
can be expected in time correlation to exceed the said minimum level at the output of said optimal filter. The exemplary signal object of a triangular wavelet thus consists in this example in the predefined sequence of three basic signal objects, which is recognized, replaced by a symbol and preferably transmitted as this symbol together with its time of occurrence, the time stamp. Incidentally, this exceeding of the said minimum level at the output of said optimum filter is a further example of a fifth possible signal time and thus another possible basic signal object.

Die sich somit ergebende Gruppierung und zeitliche Abfolge von erkannten Signalgrundobjekten kann selbst, beispielsweise durch einen Viterbi-Decoder, als eine vordefinierte, erwartete Gruppierung oder zeitliche Abfolge von Signalgrundobjekten erkannt werden und kann somit selbst wieder ein Signalgrundobjekt darstellen. Somit ist ein sechster möglicher Signalzeitpunkt und damit ein Signalgrundobjekt das Auftreten einer solchen vordefinierten Gruppierung und/oder zeitliche Abfolge von anderen Signalgrundobjekten.The resulting grouping and temporal sequence of detected signal fundamental objects can themselves, for example by a Viterbi decoder, be recognized as a predefined, expected grouping or temporal sequence of signal basic objects and can thus again represent a basic signal object. Thus, a sixth possible signal time and thus a basic signal object is the occurrence of such a predefined grouping and / or time sequence of other basic signal objects.

Wird eine solche Gruppierung von Signalgrundobjekten oder zeitliche Abfolge solcher Signalobjektklassen in Form eines Signalobjekts erkannt, so folgt das Übertragen des Symbols dieser erkannten zusammenfassenden Signalobjektklasse und zumindest des einen zugeordneten Signalobjektparameters vorzugsweise an Stelle der Übertragung der einzelnen Signalgrundobjekte, da hierdurch erhebliche Datenbuskapazität gespart wird. Es mag jedoch auch Fälle geben, in denen beides übertragen wird. Hierbei wird das Datum (Symbol) der Signalobjektklasse eines Signalobjekts übertragen, das eine vordefinierte zeitliche Abfolge und/oder Gruppierung von anderen Signalgrundobjekten ist. Um eine Kompression zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Signalobjektklasse (Symbol) zumindest eines dieser anderen Signalgrundobjekte nicht übertragen wird.If such a grouping of basic signal objects or chronological sequence of such signal object classes in the form of a signal object is detected, then the transmission of the symbol of this recognized summary signal object class and at least one associated signal object parameter preferably follows instead of the transmission of the individual signal basic objects, as this saves considerable data bus capacity. However, there may be cases where both are transmitted. In this case, the date (symbol) of the signal object class of a signal object is transmitted, which is a predefined time sequence and / or grouping of other signal basic objects. In order to achieve compression, it is advantageous if at least one signal object class (symbol) of at least one of these other signal basic objects is not transmitted.

Eine zeitliche Gruppierung von Signalgrundobjekten liegt insbesondere dann vor, wenn der zeitliche Abstand dieser Signalgrundobjekte einen vordefinierten Abstand nicht überschreitet. Im zuvor erwähnten Beispiel sollte die Laufzeit des Signals im Optimalfilter bedacht werden. Typischerweise dürfte das Optimalfilter langsamer als die Komparatoren sein. Daher sollte der Wechsel im Ausgangssignal des Optimalfilters in einem festen zeitlichen Zusammenhang zu dem zeitlichen Auftreten der relevanten Signalzeitpunkte stehen.A temporal grouping of signal basic objects is present in particular when the time interval of these signal basic objects does not exceed a predefined distance. In the example mentioned above, the duration of the signal in the optimal filter should be considered. Typically, the optimal filter should be slower than the comparators. Therefore, the change in the output signal of the optimum filter should be in a fixed temporal relationship to the time occurrence of the relevant signal times.

Es wird hier also ein Verfahren zur Übertragung von Sensordaten, insbesondere eines Ultraschallsensors, von einem Sensor zu einem Rechnersystem, insbesondere in einem Fahrzeug, vorgeschlagen, das mit der Aussenden eines Ultraschall-Bursts und dem Empfangen eines Ultraschallsignals und dem Bilden eines zeitdiskreten Empfangssignals bestehend aus einer Folge von Abtastwerten beginnt. Jedem Abtastwert ist dabei ein zeitliches Datum (Zeitstempel) zugeordnet. Es folgt die Bestimmung von mindestens zwei Parametersignalen jeweils betreffend das Vorliegen jeweils eines dem jeweiligen Parametersignal zugeordneten Signalgrundobjekts mit Hilfe mindestens eines geeigneten Filters (z.B. eines Optimalfilters) aus der Folge von Abtastwerten des Empfangssignals. Die sich ergebenden Parametersignale (Feature-Vektor-Signale) sind ebenfalls als zeitdiskrete Folge von jeweiligen Parametersignalwerten (Feature-Vektor-Werte) ausgebildet, die jeweils mit einem Datum (Zeitstempel) korreliert sind. Somit ist bevorzugt jedem Parametersignalwert (Feature-Vektor-Wert) genau ein zeitliches Datum (Zeitstempel) zugeordnet. Diese Parametersignale zusammen werden im Folgenden als Feature-Vektor-Signal bezeichnet. Das Feature-Vektor-Signal ist somit als zeitdiskrete Folge von Feature-Vektor-Signalwerten mit jeweils n Parametersignalwerten ausgebildet ist, die aus den Parametersignalwerten und weiteren Parametersignalwerten mit jeweils gleichem zeitlichem Datum (Zeitstempel) bestehen. Hierbei ist n die Dimensionalität der einzelnen Feature-Vektor-Signalwerte, die bevorzugt von einem Feature-Vektorwert zum nächsten Feature-Vektorwert gleich sind. Jedem so gebildeten Feature-Vektor-Signalwert wird dieses jeweilige zeitliche Datum (Zeitstempel) zugeordnet. Es folgt die Auswertung des zeitlichen Verlaufs des Feature-Vektor-Signals in dem sich ergebenden n-dimensionalen Phasenraum sowie das Schließen auf ein erkanntes Signalobjekt unter Ermittlung eines Bewertungswerts (z.B. des Abstands). Wie zuvor erläutert, besteht dabei ein Signalobjekt, aus einer zeitlichen Abfolge von Signalgrundobjekten. Dem Signalobjekt ist dabei typischerweise vordefiniert ein Symbol zugeordnet. Bildlich gesprochen wird hier geprüft, ob der Punkt, auf den das n-dimensionale Feature-Vektor-Signal im n-dimensionalen Phasenraum zeigt, bei seinem Wege durch den n-dimensionalen Phasenraum in vorbestimmter zeitlicher Abfolge sich vorbestimmten Punkten in diesem n-dimensionalen Phasenraum näher als ein vorgegebener Maximalabstand nähert. Das Feature-Vektor-Signal hat also einen einem zeitlichen Verlauf. Es wird dann ein Bewertungswert (z.B. ein Abstand) berechnet, der beispielsweise der Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer bestimmten Abfolge wiedergeben kann. Es erfolgt dann der Vergleich dieses Bewertungswerts, dem wieder ein zeitlichen Datum (Zeitstempel) zugeordnet ist, mit einem Schwellwertvektor unter Bildung eines booleschen Resultats, dass einen ersten und einen zweiten Wert haben kann. Wenn dieses boolesche Resultat für dieses zeitliche Datum (Zeitstemple) den ersten Wert hat, erfolgt ein Übertragen des Symbols des Signalobjekts und des diesem Symbol zugeordneten zeitlichen Datums (Zeitstempel) von dem Sensor zu dem Rechnersystem. Ggf. können je nach erkanntem Signalobjekt weitere Parameter übertragen werden.So here's a method for transmitting sensor data, in particular an ultrasonic sensor, from a sensor to a Computer system, in particular in a vehicle, proposed, which begins with the emission of an ultrasonic burst and the receiving of an ultrasonic signal and the formation of a discrete-time received signal consisting of a sequence of samples. Each sample is assigned a time date (time stamp). This is followed by the determination of at least two parameter signals in each case concerning the presence of a respective signal basic object assigned to the respective parameter signal with the aid of at least one suitable filter (eg an optimum filter) from the sequence of sample values of the received signal. The resulting parameter signals (feature vector signals) are likewise embodied as a time-discrete sequence of respective parameter signal values (feature vector values) which are each correlated with a datum (time stamp). Thus, each parameter signal value (feature vector value) is assigned with exactly one temporal date (time stamp). These parameter signals together are referred to below as a feature vector signal. The feature vector signal is thus designed as a time-discrete sequence of feature vector signal values with n parameter signal values in each case, which consist of the parameter signal values and further parameter signal values with the same respective temporal date (time stamp). Here, n is the dimensionality of the individual feature vector signal values, which are preferably the same from one feature vector value to the next feature vector value. Each feature vector signal value thus formed is assigned this respective temporal date (time stamp). This is followed by the evaluation of the time profile of the feature vector signal in the resulting n-dimensional phase space as well as the closing on a detected signal object with determination of an evaluation value (eg the distance). As explained above, a signal object consists of a chronological sequence of signal basic objects. The signal object is typically assigned a predefined symbol. Figuratively speaking, it is checked here whether the point pointed to by the n-dimensional feature vector signal in the n-dimensional phase space passes through the n-dimensional phase space in a predetermined time sequence at predetermined points in this n-dimensional phase space closer than a given maximum distance approaches. The feature vector signal thus has a time course. An evaluation value (eg a distance) is then calculated which can, for example, reflect the probability of the existence of a specific sequence. The comparison of this evaluation value, which is again associated with a time date (time stamp), then takes place with a threshold value vector to form a Boolean result which can have a first and a second value. If this Boolean result has the first value for this time data (time stamp), the symbol of the signal object and the time associated with this symbol (time stamp) are transmitted from the sensor to the computer system. Possibly. Depending on the detected signal object, further parameters can be transmitted.

Besonders bevorzugt erfolgt die Datenübertragung im Fahrzeug über einen seriellen bidirektionalen Eindraht-Datenbus. Die elektrische Rückleitung wird hierbei bevorzugt durch die Karosserie des Fahrzeugs sichergestellt. Vorzugsweise werden die Sensordaten strommoduliert an das Rechnersystem gesendet. Die Daten zur Steuerung des Sensors werden durch das Rechnersystem vorzugsweise spannungsmoduliert an den Sensor gesendet. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Verwendung eines PSI5-Datenbusses und/oder eines DSI3-Datenbusses für die Datenübertragung besonders geeignet ist. Des Weiteren wurde erkannt, dass es besonders vorteilhaft ist, die Übertragung der Daten an das Rechnersystem mit einer Übertragungsrate von > 200 kBit/s und vom Rechnersystem zu dem mindestens einen Sensor mit einer Übertragungsrate > 10 kBit/s, vorzugsweise 20 kBit/s vorzunehmen. Des Weiteren wurde erkannt, dass die Übertragung von Daten von dem Sensor an das Rechnersystem mit einem Sendestrom auf den Datenbus moduliert werden sollte, dessen Stromstärke weniger als 50 mA, bevorzugt weniger als 5 mA, bevorzugt weniger als 2,5mA betragen sollte. Für diese Betriebswerte müssen diese Busse entsprechend angepasst werden. Das Grundprinzip bleibt aber bestehen.Particularly preferably, the data transmission takes place in the vehicle via a serial bidirectional single-wire data bus. The electrical return is hereby preferably ensured by the body of the vehicle. The sensor data are preferably sent to the computer system in a power-modulated manner. The data for controlling the sensor are preferably transmitted to the sensor in a voltage-modulated manner by the computer system. According to the invention, it has been recognized that the use of a PSI5 data bus and / or a DSI3 data bus is particularly suitable for data transmission. Furthermore, it was recognized that it is particularly advantageous to carry out the transmission of the data to the computer system with a transmission rate of> 200 kbit / s and from the computer system to the at least one sensor with a transmission rate> 10 kbit / s, preferably 20 kbit / s , Furthermore, it has been recognized that the transmission of data from the sensor to the computer system should be modulated with a transmit current to the data bus whose current should be less than 50 mA, preferably less than 5 mA, preferably less than 2.5mA. For these operating values, these buses must be adapted accordingly. The basic principle remains.

Für die Durchführung der zuvor beschriebenen Verfahren wird ein Rechnersystem mit einer Datenschnittstelle zu dem besagten Datenbus, vorzugsweise dem besagten Eindrahtdatenbus, benötigt, das die Dekompression der dermaßen komprimierten Daten unterstützt. In der Regel wird das Rechnersystem jedoch keine vollständige Dekompression vornehmen, sondern beispielsweise lediglich den Zeitstempel und den erkannten Signalobjekttyp auswerten. Der Sensor, der zur Durchführung eines der zuvor beschrieben Verfahren benötigt wird, weist mindestens einen Sender und mindestens einen Empfänger zur Erzeugung eines Empfangssignals auf, die auch als ein oder mehrere Transducer kombiniert vorliegen können. Des Weiteren weist er zumindest Vorrichtungen zur Verarbeitung und Kompression des Empfangssignals auf sowie eine Datenschnittstelle zur Übertragung der Daten über den Datenbus, vorzugsweise den besagten Eindrahtdatenbus, an das Rechnersystem auf. Für die Kompression weist die Vorrichtung zur Kompression vorzugsweise zumindest eine der folgenden Teilvorrichtungen auf:

  • • Optimalfilter,
  • • Komparatoren,
  • • Schwellwertsignalerzeugungsvorrichtungen zur Erzeugung eines oder mehrerer Schwellwertsignale (SW),
  • • Differenzierer zur Bildung von Ableitungen,
  • • Integrierer zur Bildung integrierter Signale,
  • • sonstige Filter,
  • • Hüllkurvenformer zur Erzeugung eines Hüllkurvensignals aus dem Empfangssignal,
  • • Korrelationsfilter zum Vergleich des Empfangssignals oder von daraus abgeleiteten Signalen mit Referenzsignalen.
To carry out the above-described methods, a computer system having a data interface to said data bus, preferably said single-wire data bus, is required to support the decompression of the data thus compressed. In general, however, the computer system will not perform a complete decompression, but, for example, evaluate only the time stamp and the recognized signal object type. The sensor required for carrying out one of the methods described above has at least one transmitter and at least one receiver for generating a received signal, which may also be combined as one or more transducers. Furthermore, it has at least devices for processing and compression of the received signal and a data interface for transmitting the data via the data bus, preferably the said single-wire data bus, to the computer system. For compression, the compression device preferably comprises at least one of the following sub-devices:
  • • optimal filter,
  • • comparators,
  • Threshold signal generation devices for generating one or more threshold signals ( SW )
  • • differentiator to form derivatives,
  • Integrator for forming integrated signals,
  • • other filters,
  • Envelope generator for generating an envelope signal from the received signal,
  • • Correlation filter to compare the received signal or derived signals with reference signals.

In einer besonders einfachen Form wird das vorgeschlagene Verfahren zur Übertragung von Sensordaten, insbesondere eines Ultraschallsensors, von einem Sensor zu einem Rechnersystem, insbesondere in einem Fahrzeug, wie folgt ausgeführt:In a particularly simple form, the proposed method for transmitting sensor data, in particular an ultrasonic sensor, from a sensor to a computer system, in particular in a vehicle, is carried out as follows:

Es beginnt mit dem Aussenden eines Ultraschall-Bursts. Es folgt das Empfangen eines Ultraschallsignals, also typischerweise eine Reflektion und das Bilden eines zeitdriskreten Empfangssignals bestehend aus einer zeitlichen Folge von Abtastwerten. Dabei ist jedem Abtastwert ein zeitliches Datum (Zeitstemple) zugeordnet. Dieses gibt den Zeitpunkt der Abtastung typischerweise wieder. Auf Basis dieses Datenstroms erfolgt die Bestimmung eines ersten Parametersignals einer ersten Eigenschaft mit Hilfe eines ersten Filters aus der Folge von Abtastwerten des Empfangssignals. Bevorzugt wird dabei das Parametersignal wieder als zeitdiskrete Folge von Parametersignalwerten ausgebildet. Jedem Parametersignalwert wird wieder genau ein zeitliches Datum (Zeitstempel) zugeordnet. Bevorzugt entspricht dieses Datum dem jüngsten zeitlichen Datum eines Abtastwertes, der zur Bildung dieses jeweiligen Parametersignalwertes benutzt wurde. Zeitlich parallel dazu erfolgt bevorzugt die Bestimmung mindestens eines weiteren Parametersignals einer diesem weiteren Parametersignal zugeordneten Eigenschaft mit Hilfe eines diesem weiteren Parametersignal zugeordneten weiteren Filters aus der Folge von Abtastwerten des Empfangssignals, wobei die weiteren Parametersignale jeweils wieder als zeitdiskrete Folgen von weiteren Parametersignalwerten ausgebildet sind. Auch hier wird jedem weiteren Parametersignalwert jeweils das gleiche zeitliche Datum (Zeitstempel) wie dem entsprechenden Parametersignalwert zugeordnet.It starts by sending out an ultrasonic burst. This is followed by the reception of an ultrasound signal, that is to say typically a reflection and the formation of a time-discrete received signal consisting of a temporal sequence of sampled values. Each sample value is assigned a time date (time stamp). This typically reflects the timing of the scan. On the basis of this data stream, the determination of a first parameter signal of a first property takes place with the aid of a first filter from the sequence of sample values of the received signal. In this case, the parameter signal is preferably formed again as a time-discrete sequence of parameter signal values. Each parameter signal value is again assigned exactly one time date (time stamp). Preferably, this datum corresponds to the most recent time datum of a sample used to form that particular parameter signal value. Concurrently with time, the determination of at least one further parameter signal of a property assigned to this further parameter signal preferably takes place with the aid of a further filter assigned to this further parameter signal from the sequence of sampled values of the received signal, wherein the further parameter signals are again formed as time-discrete sequences of further parameter signal values. Here too, each further parameter signal value is assigned the same time date (time stamp) as the corresponding parameter signal value.

Das erste Parametersignal und die weiteren Parametersignale werden zusammen im Folgenden als Feature-Vektor-Signal bezeichnet. Dieses Feature-Vektor-Signal (oder auch Parametervektorsignal) stellt somit eine zeitdiskrete Folge von Feature-Vektor-Signalwerten dar, die aus den Parametersignalwerten und weiteren Parametersignalwerten mit jeweils gleichem zeitlichen Datum (Zeitstempel) bestehen. Somit kann jedem so gebildeten Feature-Vektor-Signalwert (=Parametersignalwert) dieses jeweilige zeitliche Datum (Zeitstempel) zugeordnet werden.The first parameter signal and the further parameter signals are collectively referred to below as a feature vector signal. This feature vector signal (or else parameter vector signal) thus represents a time-discrete sequence of feature vector signal values, which consist of the parameter signal values and further parameter signal values, each with the same time date (time stamp). Thus, each respective time-related date (time stamp) can be assigned to each feature vector signal value (= parameter signal value) thus formed.

Es erfolgt bevorzugt dann quasikontinuierlich der Vergleich der Feature-Vektor-Signalwerte eines zeitlichen Datums (Zeitstempels) mit einem Schwellwertvektor, der bevorzugt ein Prototypenvektor ist, unter Bildung eines booleschen Resultats, dass einen ersten und einen zweiten Wert haben kann, Beispielsweise ist es denkbar, den Betrag des aktuellen Feature-Vektor-Signalwerts, der beispielsweise eine erste Komponente eines Feature-Vektor-Signalwerts darstellt, mit einem fünfzehnten Schwellwert, der eine erste Komponente des Schwellwertvektors darstellt, zu vergleichen und das boolesche Resultat auf einen ersten Wert zusetzen, wenn der Betrag des Feature-Vektor-Signalwerts kleiner ist als dieser fünfzehnte Schwellwert, und auf einen zweiten Wert, wenn das nicht der Fall ist. Hat das boolesche Resultat einen ersten Wert, so ist es dann weiter denkbar, den Betrag des weiteren Feature-Vektor-Signalwerts, der beispielsweise eine weitere Komponente dieses Feature-Vektor-Signals darstellt, mit einem weiteren Schwellwert, der eine weitere Komponente des Schwellwertvektors darstellt, zu vergleichen und das boolesche Resultat auf dem ersten Wert zu belassen, wenn der Betrag des weiteren Feature-Vektor-Signalwerts kleiner ist als dieser weitere Schwellwert, und das boolesche Resultat auf den zweiten Wert zu setzen, wenn dies nicht der Fall ist. Auf diese Weise können alle weiteren Feature-Vektor-Signalwerte überprüft werden. Natürlich sind auch andere Klassifikatoren denkbar. Auch ist der Vergleich mit mehreren verschiedenen Schwellwertvektoren möglich. Diese Schwellwertvektoren stellen also die Prototypen vorgegebener Signalformen dar. Sie entstammen der besagten Bibliothek. Jedem Schwellwertvektor ist wieder bevorzugt ein Symbol zugeordnet.The comparison of the feature vector signal values of a temporal datum (time stamp) with a threshold value vector, which is preferably a prototype vector, then takes place quasi-continuously, with the formation of a Boolean result which can have a first and a second value. For example, it is conceivable compare the magnitude of the current feature vector signal value representing, for example, a first component of a feature vector signal value, with a fifteenth threshold representing a first component of the threshold vector and set the boolean result to a first value, if The magnitude of the feature vector signal value is less than this fifteenth threshold, and a second value if it is not. If the Boolean result has a first value, then it is further conceivable to determine the magnitude of the further feature vector signal value, which represents, for example, a further component of this feature vector signal, with a further threshold value, which represents a further component of the threshold vector and to leave the Boolean result at the first value if the magnitude of the further feature vector signal value is less than this further threshold, and set the Boolean result to the second value if not. In this way all other feature vector signal values can be checked. Of course, other classifiers are conceivable. Also, the comparison with several different threshold vectors is possible. These threshold vectors thus represent the prototypes of given signal forms. They originate from the said library. Each threshold vector is again preferably assigned a symbol.

Als letzter Schritt folgt dann in diesem Fall das Übertragen des Symbols und ggf. auch der Feature-Vektor-Signalwerte und des diesem Symbol bzw. Feature-Vektor-Signalwert zugeordneten zeitlichen Datums (Zeitstempels) von dem Sensor zu dem Rechnersystem, wenn das boolesche Resultat für dieses zeitliche Datum (Zeitstempel) den ersten Wert hat.The last step in this case is then to transmit the symbol and possibly also the feature vector signal values and the temporal date (time stamp) associated with this symbol or feature vector signal value from the sensor to the computer system, if the Boolean result has the first value for this time date (time stamp).

Somit werden alle anderen Daten nicht mehr übertragen. Des Weiteren werden durch die mehrdimensionale Auswertung Störungen vermieden.Thus, all other data is no longer transmitted. Furthermore, the multi-dimensional evaluation avoids disturbances.

Auf dieser Basis wird somit ein Sensorsystem vorgeschlagen, mit mindestens einem Rechnersystem, das zur Durchführung eines der zuvor vorgestellten Verfahren in der Lage ist und mit mindestens zwei Sensoren die ebenfalls zur Durchführung eines der zuvor vorgestellten Verfahren in der Lage sind, sodass diese mindestens zwei Sensoren mit dem Rechnersystem durch Signalobjekterkennung kommunizieren können und auch in die Lage versetzt sind, Fremdechos kompaktiert zu übertragen und diese Informationen zusätzliche dem Rechnersystem zur Verfügung zu stellen. Das Sensorsystem ist dementsprechend dazu typischerweise vorgesehen, dass die Datenübertragung zwischen den mindestens zwei Sensoren und dem Rechnersystem entsprechend den zuvor beschriebenen Verfahren abläuft oder ablaufen kann. Innerhalb der mindestens zwei Sensoren des Syensorsystems wird also typischerweise jeweils ein Ultraschallempfangssignal, also mindestens zwei Ultraschallempfangssignale, mittels eines der zuvor vorgeschlagenen Verfahren komprimiert und an das Rechnersystem übertragen. Dabei werden innerhalb des Rechnersystems die mindestens zwei Ultraschallempfangssignale zu rekonstruierten Ultraschallempfangssignalen rekonstruiert. Das Rechnersystem führt dann mit Hilfe von rekonstruierten Ultraschallempfangssignalen eine Objekterkennung von Objekten im Umfeld der Sensoren durch. Die Sensoren führen diese Objekterkennung im Gegensatz zum Stand der Technik also nicht durch.On this basis, a sensor system is thus proposed with at least one computer system which is capable of carrying out one of the methods presented above and with at least two sensors which are likewise capable of carrying out one of the previously presented methods, so that these have at least two sensors With the computer system can communicate by Signalobjekterkennung and are also in a position to transmit third-party echoes compact and make this information additional to the computer system available. Accordingly, the sensor system is typically provided for that the data transmission between the at least two sensors and the computer system can take place or run according to the methods described above. Within the at least two sensors of the sensor system, an ultrasound receiving signal, that is to say at least two ultrasound receiving signals, is typically compressed by means of one of the previously proposed methods and transmitted to the computer system. In this case, the at least two ultrasonic reception signals are reconstructed into reconstructed ultrasonic reception signals within the computer system. The computer system then performs object recognition of objects in the vicinity of the sensors with the aid of reconstructed ultrasound reception signals. The sensors thus do not perform this object recognition, in contrast to the prior art.

Das Rechnersystem führt bevorzugt zusätzlich mit Hilfe der rekonstruierten Ultraschallempfangssignalen und zusätzlicher Signalen weiterer Sensoren, insbesondere der Signale von Radar-Sensoren, eine Objekterkennung von Objekten im Umfeld der Sensoren durch.The computer system preferably additionally performs, with the aid of the reconstructed ultrasonic received signals and additional signals of further sensors, in particular the signals of radar sensors, an object recognition of objects in the vicinity of the sensors.

Als letzten Schritt erstellt bevorzugt das Rechnersystem aus Basis der erkannten Objekte eine Umfeldkarte für die Sensoren oder eine Vorrichtung, deren Teil die Sensoren sind.As a last step, the computer system based on the detected objects preferably creates an environment map for the sensors or a device whose part is the sensors.

Vorteil der ErfindungAdvantage of the invention

Eine solche komprimierte Übertragung von Daten über den Datenbus zwischen Sensor und Rechnersystem senkt zum einen die Datenbuslast und damit die Kritizität gegenüber EMV-Anforderungen und schafft zum anderen freie Datenbuskapazitäten während der Empfangszeit für die Übertragung von Steuerbefehlen vom Rechnersystem zum Sensor und zur Übertragung von Statusinformationen und sonstigen Daten vom Sensor zum Rechnersystem. Die vorgeschlagene Priorisierung stellt dabei sicher, dass sicherheitsrelevante Daten zuerst übertragen werden und so keine unnötigen Totzeiten des Sensors entstehen.Such a compressed transmission of data via the data bus between the sensor and the computer system reduces the data bus load and thus the criticality with respect to EMC requirements and also provides free data bus capacities during the reception time for the transmission of control commands from the computer system to the sensor and for transmitting status information and other data from the sensor to the computer system. The proposed prioritization ensures that security-relevant data is transmitted first and thus no unnecessary dead times of the sensor arise.

Figurenlistelist of figures

  • 1 zeigt den prinzipiellen Ablauf der Signalkompression und der Übertragung (Beschreibung siehe oben); 1 shows the basic procedure of the signal compression and the transmission (description see above);
  • 2 zeigt detaillierter den prinzipiellen Ablauf der Signalkompression und der Übertragung (Beschreibung siehe oben.); 2 shows in more detail the basic procedure of signal compression and transmission (see description above);
  • 3 a zeigt ein herkömmliches Ultraschall-Echo-Signal (1) und dessen konventionelle Auswertung. 3 a shows a conventional ultrasonic echo signal ( 1 ) and its conventional evaluation.
  • 3 b zeigt ein herkömmliches Ultraschall-Echo-Signal (1) und dessen Auswertung, wobei die Amplitude mitübertragen wird. 3 b shows a conventional ultrasonic echo signal ( 1 ) and its evaluation, wherein the amplitude is mitübertrag.
  • 3c zeigt ein Ultraschall-Echo-Signal, wobei die Chirp-Richtung enthalten ist. 3c shows an ultrasonic echo signal containing the chirp direction.
  • 3d zeigt erkannte Signalobjekte (Dreieckssignale) in dem Signal der 1c unter Verwurf nicht erkannter Signalanteile. 3d shows detected signal objects (triangular signals) in the signal of 1c by throwing unrecognized signal components.
  • 4e zeigt die nicht beanspruchte konventionelle Übertragung 4e shows the unclaimed conventional transmission
  • 4f zeigt die nicht beanspruchte Übertragung analysierter Daten nach vollständigem Empfang des Ultraschallechos 4f shows the unstressed transmission of analyzed data after complete reception of the ultrasonic echo
  • 4g zeigt die beanspruchte Übertragung komprimierter Daten, wobei in diesem Beispiel Symbole für Signalgrundobjekte weitestgehend ohne Kompression entsprechend dem Stand der Technik. 4g shows the claimed transmission of compressed data, in which example symbols for signal primitives are largely without compression according to the prior art.
  • 5h zeigt die beanspruchte Übertragung komprimierter Daten, wobei in diesem Beispiel Symbole für Signalgrundobjekte zu Symbolen für Signalobjekte komprimiert werden. 5h shows the claimed transmission of compressed data, in which example symbols for signal primitives are compressed into symbols for signal objects.
  • 6 zeigt die beanspruchte Übertragung komprimierter Daten, wobei in diesem Beispiel Symbole für Signalgrundobjekte zu Symbolen für Signalobjekte komprimiert werden. Dabei wird nicht nur das Hüllkurvensignal, sondern auch das Confidenz-Signal ausgewertet. 6 shows the claimed transmission of compressed data, in which example symbols for signal primitives are compressed into symbols for signal objects. Not only the envelope signal but also the confidence signal is evaluated.

Beschreibung der weiteren FigurenDescription of the other figures

Die 1 und 2 wurden bereits oben beschrieben.The 1 and 2 have already been described above.

3 a 3a zeigt den nicht beanspruchten zeitlichen Verlauf eines herkömmliches Ultraschall-Echo-Signal (1) und dessen nicht beanspruchte konventionelle Auswertung in frei gewählten Einheiten. Beginnend mit dem Aussenden des Sende-Bursts (SB) wird ein Schwellwertsignal (SW) mitgeführt. Immer dann, wenn das Hüllkurvensignal des Ultraschall-Echo-Signals (1) das Schwellwertsignal (SW) übersteigt, wird der Ausgang (2) auf logisch 1 gesetzt. Es handelt sich um eine zeitlich analoge Schnittstelle mit einem digitalen Ausgangspegel. Die weitere Auswertung wird dann im Steuergerät des Sensors übernommen. Eine Signalisierung von Fehlern oder eine Steuerung des Sensors ist über diese dem Stand der Technik entsprechende analoge Schnittstelle nicht möglich. 3 a 3a shows the unclaimed time course of a conventional ultrasonic echo signal ( 1 ) and its unclaimed conventional evaluation in freely chosen units. Starting with the transmission of the transmission burst ( SB ), a threshold signal ( SW ). Whenever the envelope signal of the ultrasonic echo signal ( 1 ) the threshold signal ( SW ), the output ( 2 ) is set to logical 1. It is a temporally analogous Interface with a digital output level. The further evaluation is then taken over in the control unit of the sensor. A signaling of errors or control of the sensor is not possible over this analog prior art interface.

3 b 3b zeigt den nicht beanspruchten zeitlichen Verlauf eines herkömmliches Ultraschall-Echo-Signal (1) und dessen nicht beanspruchte konventionelle Auswertung in frei gewählten Einheiten. Beginnend mit dem Aussenden des Sende-Bursts (SB) wird ein Schwellwertsignal (SW) mitgeführt. Immer dann, wenn das Hüllkurvensignal des Ultraschall-Echo-Signals (1) das Schwellwertsignal (SW) übersteigt, wird der Ausgang (2) nun jedoch auf einen Pegel entsprechend der Amplitude der erfassten Reflektion gesetzt. Es handelt sich um eine zeitlich analoge Schnittstelle mit einem analogen Ausgangspegel. Die weitere Auswertung wird dann im Steuergerät des Sensors übernommen. Eine Signalisierung von Fehlern oder eine Steuerung des Sensors ist über diese dem Stand der Technik entsprechende analoge Schnittstelle nicht möglich. 3 b 3b shows the unclaimed time course of a conventional ultrasonic echo signal ( 1 ) and its unclaimed conventional evaluation in freely chosen units. Starting with the transmission of the transmission burst ( SB ), a threshold signal ( SW ). Whenever the envelope signal of the ultrasonic echo signal ( 1 ) the threshold signal ( SW ), the output ( 2 ) but now set to a level corresponding to the amplitude of the detected reflection. It is a temporally analog interface with an analog output level. The further evaluation is then taken over in the control unit of the sensor. A signaling of errors or control of the sensor is not possible over this analog prior art interface.

3c zeigt zur Erläuterung das Ultraschall-Echo-Signal, wobei die Chirp-Richtung (z.B. A=Chirp-Up; B=Chirp down) markiert ist. 3c shows for explanation the ultrasonic echo signal, wherein the chirp direction (eg A = chirp-up, B = chirp down) is marked.

3d In 3d wird das Prinzip der symbolischen Signalübertragung erläutert. Statt des Signals aus 3c werden hier beispielhaft nur zwei Typen von Dreiecksobjekten übertragen. Konkret sind das ein erstes Dreiecksobjekt (A) für den Chirp-Up-Fall und ein zweites Dreiecksobjekt (B) für den Chirp-Down-Fall. Gleichzeitig werden der Zeitpunkt und die Amplitude des Dreiecksobjekts übertragen. Erfolgt nun auf Basis dieser Daten eine Rekonstruktion des Signals, so erhält man ein Signal entsprechend 3d. Aus diesem Signal wurden die Signalanteile entfernt, die nicht den Dreieckssignalen entsprachen. Es erfolgen somit ein Verwurf nicht erkannter Signalanteile und eine massive Datenkompression. 3d In 3d the principle of symbolic signal transmission is explained. Instead of the signal 3c For example, only two types of triangular objects are transmitted here. Specifically, these are a first triangle object ( A ) for the chirp-up case and a second triangle object ( B ) for the chirp-down case. At the same time, the timing and amplitude of the triangle object are transmitted. If a reconstruction of the signal takes place on the basis of this data, a signal is obtained correspondingly 3d , From this signal, the signal components were removed that did not correspond to the triangular signals. There is thus a throw of unrecognized signal components and massive data compression.

4e zeigt die nicht beanspruchte konventionelle analoge Übertragung der Schnittpunkte des Hüllkurvensignals (1) des Ultraschall-Echo-Signals mit dem Schwellwertsignal (SW). 4e shows the unclaimed conventional analog transmission of the intersections of the envelope signal ( 1 ) of the ultrasonic echo signal with the threshold signal ( SW ).

4f zeigt die nicht beanspruchte Übertragung analysierter Daten nach vollständigem Empfang des Ultraschallechos. 4f shows the unstressed transmission of analyzed data after complete reception of the ultrasonic echo.

4g zeigt die beanspruchte Übertragung komprimierter Daten, wobei in diesem Beispiel Symbole für Signalgrundobjekte weitestgehend ohne Kompression übertragen werden. 4g shows the claimed transmission of compressed data, in which example symbols for signal primitives are transmitted largely without compression.

5h zeigt die beanspruchte Übertragung komprimierter Daten, wobei in diesem Beispiel Symbole für Signalgrundobjekte zu Symbolen für Signalobjekte komprimiert werden. Zuerst wird ein erstes Dreiecksobjekt (59) gekennzeichnet durch die kennzeichnende zeitliche Abfolge einer Schwellwertüberschreitung gefolgt von einem Maximum und einer Schwellwertunterschreitung erkannt und übertragen. Dann wird eine Doppelspitze mit Sattelpunkt (60) über dem Schwellwertsignal erkannt. Kennzeichnend ist hier die Abfolge einer Überschreitung des Schwellwertsignals (SW) durch das Hüllkurvensignals (1) gefolgt von einem Maximum des Hüllkurvensignals (1) gefolgt von einem Minimum oberhalb des Schwellwertsignals (SW) gefolgt von einem Maximum oberhalb des Schwellwertsignals (SW) gefolgt von einer Unterschreitung des Schwellwertsignals (SW). Nach der Erkennung wird das Symbol für diese Doppelspitze mit Sattelpunkt übertragen. Dabei wird ein Zeitstempel mitübertragen. Bevorzugt werden auch weitere Parameter der Doppelspitze mit Sattelpunkt mitübertragen wie z.B. die Positionen der Maxima und des Minimums oder ein Skalierungsfaktor. Es folgt dann wieder die Erkennung eines Dreiecksignals als Signalgrundobjekt als Überschreitung des Schwellwertsignals (SW) durch das Hüllkurvensignal gefolgt von einem Maximum des Hüllkurvensignals gefolgt von einem Unterschreiten des Schwellwertsignals (SW) durch das Hüllkurvensignal. Es folgt dann wieder die Erkennung einer Doppelspitze wobei nun aber das Minimum des Hüllkurvensignals unter dem Schwellwertsignal (SW) liegt. Diese Doppelspitze kann also beispielsweise ggf. als separates Signalobjekt behandelt werden. Wie leicht erkennbar, führt diese Behandlung des Signals zu einer massiven Datenreduktion. 5h shows the claimed transmission of compressed data, in which example symbols for signal primitives are compressed into symbols for signal objects. First, a first triangle object ( 59 ) characterized by the characteristic temporal sequence of a threshold exceeded followed by a maximum and a threshold undershoot detected and transmitted. Then a double point with saddle point ( 60 ) above the threshold signal. Characteristic here is the sequence of exceeding the threshold signal ( SW ) by the envelope signal ( 1 ) followed by a maximum of the envelope signal ( 1 ) followed by a minimum above the threshold signal ( SW ) followed by a maximum above the threshold signal ( SW ) followed by an undershoot of the threshold signal ( SW ). After recognition, the symbol for this twin point with saddle point is transmitted. A timestamp is also transferred. Preferably, other parameters of the double peak with saddle point are also transmitted, such as the positions of the maxima and of the minimum, or a scaling factor. It then follows again the detection of a triangular signal as a basic signal object as exceeding the threshold signal ( SW ) by the envelope signal followed by a maximum of the envelope signal followed by a falling below the threshold signal ( SW ) through the envelope signal. It then follows again the detection of a double peak but now the minimum of the envelope signal below the threshold signal ( SW ) lies. This dual tip can thus be treated, for example, as a separate signal object, if necessary. As can easily be seen, this treatment of the signal leads to a massive data reduction.

6 zeigt die beanspruchte Übertragung komprimierter Daten entsprechend 3, wobei in diesem Beispiel nicht nur das Hüllkurvensignal, sondern auch das Confidenz-Signal ausgewertet wird. 6 shows the claimed transmission of compressed data accordingly 3 In this example, not only the envelope signal but also the confidence signal is evaluated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

αα
Aussenden des Ultraschall-Bursts;Emitting the ultrasonic burst;
ββ
Empfangen des an einem Objekt reflektierten Ultraschall-Bursts und Umwandlung in ein elektrisches Empfangssignal;Receiving the ultrasonic burst reflected on an object and converting it into an electrical received signal;
γγ
Kompression des elektrischen Empfangssignals;Compression of the received electrical signal;
γaγa
Abtastung des elektrischen Eingangssignals und Bildung eines abgetasteten elektrischen Eingangssignals, wobei bevorzugt jedem Abtastwert des elektrischen Eingangssignals ein Zeitstemple zugeordnet werden kann.Sampling the electrical input signal and forming a sampled electrical input signal, wherein preferably a time stamp can be assigned to each sample of the electrical input signal.
γbγb
Ermittlung von mehreren Spektralwerten z.B. durch Optimalfilter (englisch Matched Filter) für prototypische Signalobjektklassen. Diese mehreren Spektralwerte bilden zusammen einen Feature-Vektor. Diese Bildung findet bevorzugt fortlaufend statt, sodass sich ein Strom von Feature-Vektor-Werten ergibt. Jedem Feature-Vektor-Wert kann bevorzugt wieder ein Zeitstempelwert zugeordnet werden;Determination of several spectral values, eg by matched filter for prototypical signal object classes. These several Spectral values together form a feature vector. This formation preferably takes place continuously, resulting in a stream of feature vector values. Each feature vector value may preferably be assigned a time stamp value again;
γcy c
optionale, aber bevorzugt durchgeführte Normierung der Feature-Vektor Spektralkoeffizienten des jeweiligen Feature-Vektors eines Zeitstempelwerts vor der Korrelation mit den prototypischen Signalobjektklassen in Form von vorgegebenen prototypischen Feature-Vektor-Werten einer Prototypen-Bibliothek;optional, but preferably performed normalization of the feature vector spectral coefficients of the respective feature vector of a time stamp value before the correlation with the prototypical signal object classes in the form of predefined prototype feature vector values of a prototype library;
γdγd
Abstandsbestimmung zwischen dem aktuellen Feature-Vektor-Wert und den Werten der prototypischen Signalobjektklassen in Form von vorgegebenen prototypischen Feature-Vektor-Werten einer Prototypen-Bibliothek;Distance determination between the current feature vector value and the values of the prototypical signal object classes in the form of predefined prototype feature vector values of a prototype library;
γeγe
Selektion der ähnlichsten prototypischen Signalobjektklasse in Form eines vorgegebenen prototypischen Feature-Vektor-Wertes einer Prototypen-Bibliothek mit bevorzugt minimalem Abstand zum aktuellen Feature-Vektor und Übernahme des Symbols dieser Signalobjektklasse als erkanntes Signalobjekt zusammen mit dem Zeitstempelwert als komprimierte Daten. Ggf. können weitere Daten, insbesondere Signalobjektparameter, wie z.B. dessen Amplitude mit als komprimierte Daten übernommen werden. Diese komprimierten Daten bilden dann das komprimierte Empfangssignal;Selection of the most similar prototypical signal object class in the form of a predetermined prototype feature vector value of a prototype library with preferably minimal distance from the current feature vector and adoption of the symbol of this signal object class as recognized signal object together with the timestamp value as compressed data. Possibly. Further data, in particular signal object parameters, such as e.g. whose amplitude is taken over as compressed data. This compressed data then forms the compressed received signal;
δδ
Übertragung des komprimierten elektrischen Empfangssignals an das Rechnersystem:Transmission of the compressed electrical received signal to the computer system:
11
Hüllkurve des empfangenen Ultraschallsignals;Envelope of the received ultrasonic signal;
22
Ausgangssignal (übermittelte Information) einer IO-Schnittstelle gemäß dem Stand der Technik;Output signal (transmitted information) of an IO interface according to the prior art;
33
übermittelte Information einer LIN-Schnittstelle gemäß dem Stand der Technik;transmitted information of a LIN interface according to the prior art;
44
beispielhafter, erster Schnittpunkt der Hüllkurve (1) des Empfangssignals mit dem Schwellwertsignal (SW) in Abwärtsrichtung.;exemplary, first intersection of the envelope ( 1 ) of the received signal with the threshold signal ( SW ) in the downward direction .;
55
beispielhafter, erster Schnittpunkt der Hüllkurve (1) mit des Schwellwertsignals (SW) in Aufwärtsrichtung;exemplary, first intersection of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the upward direction;
66
beispielhaftes erstes Maximum der Hüllkurve (1) oberhalb des Schwellwertsignals (SW);exemplary first maximum of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW );
77
beispielhafter, zweiter Schnittpunkt der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignals (SW) in Abwärtsrichtung;exemplary, second intersection of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the downward direction;
88th
beispielhafter, zweiter Schnittpunkt der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Aufwärtsrichtung;exemplary, second intersection of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the upward direction;
99
beispielhaftes zweites Maximum der Hüllkurve (1) oberhalb des Schwellwertsignals (SW);exemplary second maximum of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW );
1010
beispielhaftes erstes Minimum der Hüllkurve (1) oberhalb des Schwellwertsignals (SW);exemplary first minimum of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW );
1111
beispielhaftes drittes Maximum der Hüllkurve (1) oberhalb des Schwellwertsignals (SW);exemplary third maximum of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW );
1212
beispielhafter, dritter Schnittpunkt der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Abwärtsrichtung;exemplary, third intersection of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the downward direction;
1313
beispielhafter, dritter Schnittpunkt der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Aufwärtsrichtung;exemplary, third intersection of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the upward direction;
1414
beispielhaftes viertes Maximum der Hüllkurve (1) oberhalb des Schwellwertsignals (SW);exemplary fourth maximum of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW );
1515
beispielhafter, vierter Schnittpunkt der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Abwärtsrichtung;exemplary, fourth point of intersection of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the downward direction;
1616
beispielhafter, vierter Schnittpunkt der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Aufwärtsrichtung;exemplary, fourth point of intersection of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the upward direction;
1717
beispielhaftes fünftes Maximum der Hüllkurve (1) oberhalb des Schwellwertsignals (SW);exemplary fifth maximum of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW );
1818
beispielhafter, fünfter Schnittpunkt der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Abwärtsrichtung;exemplary, fifth point of intersection of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the downward direction;
1919
beispielhafter, fünfter Schnittpunkt der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Aufwärtsrichtung;exemplary, fifth point of intersection of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the upward direction;
2020
beispielhaftes sechstes Maximum der Hüllkurve (1) oberhalb des Schwellwertsignals (SW);exemplary sixth maximum of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW );
2121
beispielhafter, sechster Schnittpunkt der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Abwärtsrichtung;exemplary, sixth intersection of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the downward direction;
2222
beispielhafter, sechster Schnittpunkt der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Aufwärtsrichtung;exemplary, sixth intersection of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the upward direction;
23 23
beispielhaftes siebtes Maximum der Hüllkurve (1) oberhalb des Schwellwertsignals (SW);exemplary seventh maximum of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW );
2424
beispielhafter, siebter Schnittpunkt der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Abwärtsrichtung;exemplary seventh intersection of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the downward direction;
2525
Hüllkurve während des Ultraschall-BurstsEnvelope during the ultrasonic burst
2626
Übertragung der Daten des beispielhaften, ersten Schnittpunkts (4) der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Abwärtsrichtung über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary first intersection ( 4 ) of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the downward direction over the preferably bidirectional data bus;
2727
Übertragung der Daten des beispielhaften, ersten Schnittpunkts (5) der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Aufwärtsrichtung über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary first intersection ( 5 ) of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the upward direction over the preferably bidirectional data bus;
2828
Übertragung der Daten des beispielhaften ersten Maximums (6) der Hüllkurve (1) oberhalb des Schwellwertsignals (SW) über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary first maximum ( 6 ) of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW ) via the preferably bidirectional data bus;
2929
Übertragung der Daten des beispielhaften, zweiten Schnittpunkts (7) der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Abwärtsrichtung über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary second intersection ( 7 ) of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the downward direction over the preferably bidirectional data bus;
3030
Übertragung der Daten des beispielhaften, zweiten Schnittpunkts (8) der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Aufwärtsrichtung über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary second intersection ( 8th ) of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the upward direction over the preferably bidirectional data bus;
3131
Übertragung der Daten des beispielhaften zweiten Maximums (9) der Hüllkurve (1) oberhalb des Schwellwertsignals (SW) und der Daten des beispielhaften ersten Minimums (10) der Hüllkurve (1) oberhalb der Schwellwertsignal (SW) über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary second maximum ( 9 ) of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW ) and the data of the exemplary first minimum ( 10 ) of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW ) via the preferably bidirectional data bus;
3232
Übertragung der Daten des beispielhaften dritten Maximums (11) der Hüllkurve (1) oberhalb des Schwellwertsignals (SW) über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary third maximum ( 11 ) of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW ) via the preferably bidirectional data bus;
3434
Übertragung der Daten des beispielhaften, dritten Schnittpunkts (12) der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Abwärtsrichtung über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary third point of intersection ( 12 ) of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the downward direction over the preferably bidirectional data bus;
3535
Übertragung der Daten des beispielhaften, dritten Schnittpunkts (13) der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Aufwärtsrichtung über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary third point of intersection ( 13 ) of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the upward direction over the preferably bidirectional data bus;
3636
Übertragung der Daten des beispielhaften vierten Maximums (14) der Hüllkurve (1) oberhalb des Schwellwertsignals (SW) über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary fourth maximum ( 14 ) of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW ) via the preferably bidirectional data bus;
3737
Übertragung der Daten des beispielhaften, vierten Schnittpunkts (15) der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Abwärtsrichtung über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary, fourth intersection point ( 15 ) of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the downward direction over the preferably bidirectional data bus;
3838
Übertragung der Daten des beispielhaften, vierten Schnittpunkts (16) der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Aufwärtsrichtung über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary, fourth intersection point ( 16 ) of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the upward direction over the preferably bidirectional data bus;
3939
Übertragung der Daten des beispielhaften, fünften Maximums (17) der Hüllkurve (1) oberhalb des Schwellwertsignals (SW) über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary fifth maximum ( 17 ) of the envelope ( 1 ) above the threshold signal ( SW ) via the preferably bidirectional data bus;
4040
Übertragung der Daten des beispielhaften, fünften Schnittpunkt (18) der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Abwärtsrichtung über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary fifth intersection ( 18 ) of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the downward direction over the preferably bidirectional data bus;
4141
Übertragung der Daten des beispielhaften, fünften Schnittpunkts (19) der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Aufwärtsrichtung über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary, fifth point of intersection ( 19 ) of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the upward direction over the preferably bidirectional data bus;
4242
Übertragung der Daten des beispielhaften, sechsten Schnittpunkts (21) der Hüllkurve (1) mit dem Schwellwertsignal (SW) in Abwärtsrichtung über den vorzugsweise bidirektionalen Datenbus;Transmission of the data of the exemplary sixth point of intersection ( 21 ) of the envelope ( 1 ) with the threshold signal ( SW ) in the downward direction over the preferably bidirectional data bus;
4343
Übertragung der Daten der empfangenen Echos auf dem LIN-Bus nach dem Stand der Technik nach Ende des Empfangs;Transmitting the data of the received echoes on the LIN bus in the prior art after the end of the reception;
4444
Übertragung von Daten auf dem LIN-Bus nach dem Stand der Technik vor Aussendung des Ultraschall-Bursts;Transmission of data on the prior art LIN bus prior to transmission of the ultrasonic burst;
4545
Übertragung von Daten über die IO-Schnittstelle nach dem Stand der Technik vor Aussendung des Ultraschall-Bursts;Transmission of data via the prior art IO interface prior to transmission of the ultrasonic burst;
4646
Wirkung des Ultraschall-Sende-bursts auf das Ausgangssignal der IO-Schnittstelle nach dem Stand der Technik;Effect of the ultrasound transmit burst on the output signal of the IO interface according to the prior art;
4747
Signal des ersten Echos (5, 6, 7) auf der IO-Schnittstelle gem. dem Stand der Technik;Signal of the first echo ( 5 . 6 . 7 ) on the IO interface acc. the prior art;
48 48
Signal des zweiten Echos (8, 9, 10, 11, 12) auf der IO-Schnittstelle gem. dem Stand der Technik;Signal of the second echo ( 8th . 9 . 10 . 11 . 12 ) on the IO interface acc. the prior art;
4949
Signal des dritten und vierten Echos (13, 14, 15) auf der IO-Schnittstelle gem. dem Stand der Technik;Signal of the third and fourth echo ( 13 . 14 . 15 ) on the IO interface acc. the prior art;
5050
Signal des fünften Echos (16, 17, 18) auf der IO-Schnittstelle gem. dem Stand der Technik;Signal of the fifth echo ( 16 . 17 . 18 ) on the IO interface acc. the prior art;
5151
Signal des sechsten Echos (19, 20, 21) auf der IO-Schnittstelle gem. dem Stand der Technik;Signal of the sixth echo ( 19 . 20 . 21 ) on the IO interface acc. the prior art;
5252
Signal des siebten Echos (22, 23, 24) auf der IO-Schnittstelle gem. dem Stand der Technik;Signal of the seventh echo ( 22 . 23 . 24 ) on the IO interface acc. the prior art;
5353
Startbefehl von dem Rechnersystem an den Sensor über den Datenbus;Start command from the computer system to the sensor via the data bus;
5454
periodische automatische Datenübertragung zwischen Sensor und Rechnersystem vorzugsweise nach DSI3-Standard;periodic automatic data transmission between sensor and computer system preferably according to DSI3 standard;
5555
Diagnose-Bits nach dem Messzyklus;Diagnostic bits after the measurement cycle;
5656
Ende des Aussendens des Ultraschall-Bursts (Ende des Sende-Bursts). Bevorzugt fällt das Ende des Ultraschall-Bursts mit dem Punkt 4 zusammen.End of emission of ultrasonic burst (end of transmit burst). Preferably, the end of the ultrasonic burst coincides with the point 4 together.
5757
Anfang des Aussendens des Ultraschall-Bursts (Anfang des Sende-Bursts).Start of emission of the ultrasonic burst (beginning of the transmission burst).
5858
Ende der DatenübertragungEnd of data transfer
aa
Übertragene Informationen für die Übertragung der empfangenen Ultraschallechos mittels einer IO-Schnittstelle aus dem Stand der Technik;Transmitted information for the transmission of the received ultrasonic echoes by means of a prior art I / O interface;
AA
Beispielhaftes erkanntes Objekt mit Chirp-Down;Exemplary recognized object with chirp-down;
a.u.a.u.
„arbritrary units“ = frei gewählte Einheiten"Arbritrary units" = freely chosen units
BB
Beispielhaftes erkanntes Objekt mir Chip-Up;Exemplary recognized object with chip-up;
bb
Übertragene Informationen für die Übertragung der empfangenen Ultraschallechos mittels einer LIN-Schnittstelle aus dem Stand der Technik;Transmitted information for the transmission of the received ultrasonic echoes by means of a LIN interface from the prior art;
cc
Übertragene Informationen für die Übertragung der empfangenen Ultraschallechos mittels des vorgeschlagenen Verfahrens und der vorgeschlagenen Vorrichtung mit Hüllkurve zum Vergleich;Transmitted information for the transmission of the received ultrasonic echoes by means of the proposed method and the proposed device with envelope for comparison;
dd
Übertragene Informationen für die Übertragung der empfangenen Ultraschallechos mittels des vorgeschlagenen Verfahrens und der vorgeschlagenen Vorrichtung ohne Hüllkurve;Transmitted information for the transmission of the received ultrasonic echoes by means of the proposed method and the proposed device without an envelope;
ee
schematische Signalformen bei der Übertragung der empfangenen Echo-Informationen mittels einer IO-Schnittstelle aus dem Stand der Technik;schematic waveforms in the transmission of the received echo information by means of an IO interface from the prior art;
Ens
Amplitude der Hüllkurve des empfangenen Ultraschallsignals;Amplitude of the envelope of the received ultrasonic signal;
ff
schematische Signalformen bei der Übertragung der empfangenen Echo-Informationen mittels einer LIN-Schnittstelle aus dem Stand der Technik;schematic waveforms in the transmission of the received echo information by means of a LIN interface from the prior art;
gG
schematische Signalformen bei der Übertragung der empfangenen Echo-Informationen mittels einer bidirektionalen Datenschnittstelle;schematic waveforms in the transmission of the received echo information by means of a bidirectional data interface;
SBSB
Sende-BurstTransmission burst
SWSW
Schwellethreshold
tt
Zeit;Time;
TE T E
Empfangszeit. Die Empfangszeit beginnt typischerweise mit dem Ende (56) des Aussendens des ultraschall-Bursts. Es ist möglich, mit dem Empfang bereits zuvor zu beginnen. Dies kann aber zu Problemen führen die ggf. zusätzliche Maßnahmen erfordern.Reception time. The reception time typically begins with the end ( 56 ) emitting the ultrasonic burst. It is possible to start reception before. However, this can lead to problems that may require additional measures.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 4433957 A1 [0005]DE 4433957 A1 [0005]
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  • WO 2014108300 A1 [0008]WO 2014108300 A1 [0008]
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  • DE 102017100837 [0043]DE 102017100837 [0043]
  • DE 102017100835 [0043]DE 102017100835 [0043]

Claims (26)

Verfahren zur Übertragung von Sensordaten, insbesondere eines Ultraschallsensors, von einem Sensor zu einem Rechnersystem, insbesondere in einem Fahrzeug, aufweisend oder umfassend die Schritte - Aussenden eines Ultraschall-Bursts; - Empfangen eines Ultraschallsignals und bilden eines Ultraschallempfangssignals; - Bilden eines Feature-Vektor-Signals aus dem Ultraschallempfangssignal; - Erkennen von Signalobjekten und Klassifizieren dieser Signalobjekte in zuerkannte Signalobjektklassen innerhalb des Ultraschallempfangssignals, - wobei ein Signalobjekt die Kombination von zwei oder drei oder vier oder mehr Signalgrundobjekten umfasst und • wobei jedem somit erkannten und klassifizierten Signalobjekt zumindest ein zugeordneter Signalobjektparameter und ein Symbol entsprechend der diesem Signalobjekt zuerkannten Signalobjektklasse zugeordnet werden oder • wobei jedem somit erkannten und klassifizierten Signalobjekt zumindest ein zugeordneter Signalobjektparameter und ein Symbol für dieses Signalobjekt bestimmt werden; - Übertragen zumindest des Symbols einer erkannten Signalobjektklasse und zumindest des einen zugeordneten Signalobjektparameters dieser erkannten Signalobjektklasse.Method for transmitting sensor data, in particular an ultrasonic sensor, from a sensor to a computer system, in particular in a vehicle, comprising or comprising the steps - emitting an ultrasonic burst; Receiving an ultrasonic signal and forming an ultrasonic received signal; Forming a feature vector signal from the ultrasonic received signal; Detecting signal objects and classifying these signal objects into acknowledged signal object classes within the ultrasonic received signal, a signal object comprising the combination of two or three or four or more signal basic objects, and Whereby at least one assigned signal object parameter and one symbol corresponding to the signal object class assigned to this signal object are assigned to each signal object thus recognized and classified Wherein each signal object thus recognized and classified is determined at least one associated signal object parameter and a symbol for that signal object; Transmitting at least the symbol of a recognized signal object class and at least of the one associated signal object parameter of this detected signal object class. Verfahren nach Anspruch 1 umfassend den zusätzlichen Schritt - Ermitteln eines Chirp-Werts als zugeordneten Signalobjektparameter, der angibt, ob es sich bei dem erkannten Signalobjekt um ein Echo eines Ultraschall-Sende-Bursts mit Chirp-Up oder ein Chirp-Down oder ein No-Chirp-Eigenschaften handelt.Method according to Claim 1 comprising the additional step - determining a chirp value as the associated signal object parameter, which indicates whether the detected signal object is an echo of an ultrasound transmit burst with chirp-up or a chirp-down or a no-chirp properties , Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2 umfassend den zusätzlichen Schritt - Erzeugen eines Confidence-Signals durch Bildung einer Korrelation zwischen dem Empfangssignal oder einem daraus abgeleiteten Signal einerseits und einem Referenzsignal andereseits.Method according to one or more of Claims 1 to 2 comprising the additional step - generating a confidence signal by forming a correlation between the received signal or a signal derived therefrom on the one hand and a reference signal on the other hand. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 umfassend den zusätzlichen Schritt - Erzeugen eines Phasen-Signals.Method according to one or more of Claims 1 to 3 comprising the additional step - generating a phase signal. Verfahren nach Anspruch 4 umfassend den zusätzlichen Schritt - Erzeugen eines Phasen-Confidence-Signals durch Bildung der Korrelation zwischen dem Phasen-Signal oder einem daraus abgeleiteten Signal einerseits und einem Referenzsignal.Method according to Claim 4 comprising the additional step of - generating a phase confidence signal by forming the correlation between the phase signal or a signal derived therefrom on the one hand and a reference signal. Verfahren nach Anspruch 5 umfassend den zusätzlichen Schritt - Vergleich des Phasen-Confidence-Signals mit einem oder mehreren Schwellwerten zur Erzeugung eines diskretisierten Phasen-Confidence-Signals.Method according to Claim 5 comprising the additional step of comparing the phase confidence signal with one or more thresholds to produce a discretized phase confidence signal. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 - wobei es sich bei mindestens einer Signalobjektklasse um ein Wavelet handelt.Method according to one or more of Claims 1 to 6 - where at least one signal object class is a wavelet. Verfahren nach Anspruch 7 - wobei das zumindest eine Wavelet ein Dreiecks-Wavelet ist.Method according to Claim 7 - wherein the at least one wavelet is a triangle wavelet. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 8 - wobei das zumindest eine Wavelet ein Rechteck-Wavelet ist.Method according to one or more of Claims 7 to 8th - Wherein the at least one wavelet is a rectangular wavelet. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9 - wobei das zumindest eine Wavelet ein Sinushalbwellen-Wavelet ist.Method according to one or more of Claims 7 to 9 - wherein the at least one wavelet is a sine half-wave wavelet. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10 - wobei einer der Signalobjektparameter • eine zeitliche Verschiebung des Wavelets des erkannten Signalobjekts ist oder • eine zeitliche Kompression oder Dehnung des Wavelets des erkannten Signalobjekts ist oder • eine Amplitude des Wavelets des erkannten Signalobjekts ist.Method according to one or more of Claims 7 to 10 wherein one of the signal object parameters is a time shift of the wavelet of the detected signal object or is a temporal compression or stretching of the wavelet of the detected signal object or an amplitude of the wavelet of the detected signal object. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 - wobei die Übertragung von Fehlerzuständen des Sensors • gegenüber der Übertragung der zumindest einen erkannten Signalobjektklasse und/oder • gegenüber der Übertragung des einen zugeordneten Signalobjektparameters höher priorisiert erfolgt.Method according to one or more of Claims 1 to 11 - Wherein the transmission of error states of the sensor • against the transmission of the at least one detected signal object class and / or • takes place prior to the transmission of the one associated signal object parameter higher priority. Verfahren nach Anspruch 12 - wobei ein Signalgrundobjekt das Kreuzen des Betrags der Amplitude des Hüllkurvensignals (1) mit dem Betrag eines Schwellwertsignals (SW) zu einem Kreuzungszeitpunkt ist.Method according to Claim 12 - wherein a basic signal object is the crossing of the magnitude of the amplitude of the envelope signal (1) with the amount of a threshold signal (SW) at a crossing time. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 - wobei ein Signalgrundobjekt das Kreuzen des Betrags der Amplitude des Hüllkurvensignals (1) mit dem Betrag eines Schwellwertsignals (SW) zu einem Kreuzungszeitpunkt in aufsteigender Richtung ist.Method according to one or more of Claims 1 to 13 - Wherein a basic signal object crossing the amount of the amplitude of the envelope signal (1) with the amount of a threshold signal (SW) at a crossing time in the ascending direction. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 - wobei ein Signalgrundobjekt das Kreuzen des Betrags der Amplitude des Hüllkurvensignals (1) mit dem Betrag eines Schwellwertsignals (SW) zu einem Kreuzungszeitpunkt in absteigender Richtung ist.Method according to one or more of Claims 1 to 14 - wherein a basic signal object is the crossing of the magnitude of the amplitude of the envelope signal (1) with the amount of a threshold signal (SW) at a crossing time in the descending direction. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 - wobei ein Signalgrundobjekt ein Maximum des Betrags der Amplitude des Hüllkurvensignals (1) oberhalb des Betrags eines Schwellwertsignals (SW) zu einem Maximalzeitpunkt ist.Method according to one or more of Claims 1 to 15 - wherein a basic signal object is a maximum of the magnitude of the amplitude of the envelope signal (1) above the magnitude of a threshold signal (SW) at a maximum time. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 - wobei ein Signalgrundobjekt ein Minimum des Betrags der Amplitude des Hüllkurvensignals (1) oberhalb des Betrags eines Schwellwertsignals (SW) zu einem Minimalzeitpunkt ist.Method according to one or more of Claims 1 to 16 - wherein a basic signal object is a minimum of the magnitude of the amplitude of the envelope signal (1) above the magnitude of a threshold signal (SW) at a minimum time. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17 - wobei ein Signalgrundobjekt eine vordefinierte zeitliche Abfolge und/oder zeitliche Gruppierung von anderen Signalgrundobjekten ist.Method according to one or more of Claims 1 to 17 wherein a basic signal object is a predefined chronological sequence and / or temporal grouping of other basic signal objects. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 - wobei das Übertragen zumindest des Symbols einer erkannten Signalobjektklasse und zumindest des einen zugeordneten Signalobjektparameters dieser erkannten Signalobjektklasse die Übertragung der Signalobjektklasse eines Signalobjekts ist, das eine vordefinierte zeitliche Abfolge von anderen Signalobjekten ist, und wobei zumindest eine Signalobjektklasse zumindest eines dieser anderen Signalobjekte nicht übertragen wird.Method according to one or more of Claims 1 to 18 - wherein transmitting at least the symbol of a detected signal object class and at least one associated signal object parameter of this detected signal object class is the transmission of the signal object class of a signal object, which is a predefined temporal sequence of other signal objects, and wherein at least one signal object class of at least one of these other signal objects is not transmitted , Sensor, insbesondere Ultraschallsensor, der zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 geeignet oder vorgesehen ist.Sensor, in particular ultrasonic sensor, for carrying out a method according to one or more of Claims 1 to 19 suitable or intended. Rechnersystem, das zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 geeignet oder vorgesehen ist.Computer system for carrying out a method according to one or more of Claims 1 to 19 suitable or intended. Sensorsystem - mit mindestens einem Rechnersystem nach Anspruch 21 und - mit mindestens zwei Sensoren nach Anspruch 20, - wobei das Sensorsystem dazu vorgesehen ist, dass die Datenübertragung zwischen den Sensoren und dem Rechnersystem entsprechend einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 abläuft oder ablaufen kann.Sensor system - with at least one computer system after Claim 21 and - with at least two sensors after Claim 20 wherein the sensor system is provided so that the data transmission between the sensors and the computer system according to a method according to one or more of Claims 1 to 19 expires or expires. Sensorsystem nach Anspruch 22 - wobei innerhalb der Sensoren jeweils ein Ultraschallempfangssignal, also mindestens zwei Ultraschallempfangssignale, mittels eines Verfahrens entsprechend einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 komprimiert und an das Rechnersystem übertragen wird und - wobei innerhalb des Rechnersystems die mindestens zwei Ultraschallempfangssignale zu rekonstruierten Ultraschallempfangssignalen rekonstruiert werden.Sensor system after Claim 22 - Wherein within the sensors in each case an ultrasonic signal received, that is, at least two ultrasonic received signals, by means of a method according to a method according to one or more of Claims 1 to 19 is compressed and transmitted to the computer system and - wherein the at least two ultrasonic reception signals are reconstructed to reconstructed ultrasonic reception signals within the computer system. Sensorsystem nach Anspruch 23 - wobei das Rechnersystem mit Hilfe von rekonstruierten Ultraschallempfangssignalen eine Objekterkennung von Objekten im Umfeld der Sensoren durchführt.Sensor system after Claim 23 - Wherein the computer system by means of reconstructed ultrasonic received signals performs an object detection of objects in the environment of the sensors. Sensorsystem nach Anspruch 24 - wobei das Rechnersystem mit Hilfe von rekonstruierten Ultraschallempfangssignalen und zusätzlichen Signalen weiterer Sensoren, insbesondere Signalen von Radar-Sensoren, eine Objekterkennung von Objekten im Umfeld der Sensoren durchführt.Sensor system after Claim 24 - Wherein the computer system by means of reconstructed ultrasonic received signals and additional signals of other sensors, in particular signals from radar sensors, performs an object detection of objects in the environment of the sensors. Sensorsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 oder 25 - wobei das Rechnersystem aus Basis der erkannten Objekte eine Umfeldkarte für die Sensoren oder eine Vorrichtung, deren Teil die Sensoren sind, erstellt.Sensor system according to one or more of Claims 24 or 25 - Wherein the computer system based on the detected objects creates an environment map for the sensors or a device of which the sensors are part.
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