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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Abstands eines Objekts in einem Ausschwingbereich eines Ultraschallsensors für ein Kraftfahrzeug zum Ultraschallsensor mittels des Ultraschallsensors. Bei dem Verfahren wird mittels des Ultraschallsensors auf Basis eines Anregungssignals einer elektronischen Recheneinrichtung des Ultraschallsensors ein frequenzmoduliertes Ultraschallsignal in eine Umgebung des Ultraschallsensors mittels einer schwingfähigen Membran des Ultraschallsensors ausgesendet und das an dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal wird mittels der schwingfähigen Membran empfangen. Der Abstand des Objekts in dem Ausschwingbereich des Ultraschallsensors, in welchem die schwingfähige Membran in Abhängigkeit des Anregungssignals aufgrund der Trägheit der Membran nachschwingt, wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung durch Auswertung des empfangenen Ultraschallsignals bestimmt. Ferner betrifft die Erfindung eine elektronische Recheneinrichtung sowie einen Ultraschallsensor.
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Die Erkennung von Objekten im Nahbereich, welcher insbesondere zwischen 0 und 30 Zentimetern definiert werden kann, stellt in heutigen Ultraschallsystemen eine große Herausforderung dar. In den meisten Fällen kann die Anwesenheit von Objekten in diesem Abstandsbereich nur indirekt, zum Beispiel über Signalwege zwischen zwei verschiedenen Ultraschallsensoren bestimmt werden. Durch die Modulation von Ultraschallsignalen mit beispielsweise Chirps und der dabei auftretenden erhöhten Signaldauer verschärft sich dieses Problem noch, da der Blindbereich des Ultraschallsensors auf beispielsweise 50 cm erweitert wird. Der Blindbereich, welcher auch als Ausschwingbereich bezeichnet werden kann, entsteht bei allen Signalformen dadurch, dass mit demselben Ultraschallsensor gesendet und empfangen wird. Die Sensormembran wird dabei durch das Sendesignal in starke Vibrationen versetzt. Die von einem nahen Objekt reflektierten Ultraschallsignale treffen dann zu einem Zeitpunkt auf die Membran, bei dem das Sendesignal noch angeregt wird oder die Membran gerade erst in den Ausschwingvorgang übergegangen ist. Das empfangende Ultraschallsignal ruft dann nur eine geringe Anregung der Membran hervor im Vergleich zu den vorhandenen Membranschwingungen. Dadurch ist eine Detektion eines Ziels in diesem Nahbereich schwierig. Insbesondere ist eine Abstandsschätzung der Ziele in diesem Bereich nur ungenau möglich. Beispielsweise für autonome Einparksysteme ist es jedoch wichtig auch in diesem Nahbereich eine genaue Abstandsbestimmung durchzuführen.
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Die
DE 102 25 614 A1 offenbart eine Schaltungsanordnung zum Betrieb eines als Abstandssensor dienenden Ultraschallwandlers, der zum Betrieb sowohl als Sender als auch als Empfänger ausgebildet ist und mittels dem der Abstand eines Messobjekts aus der Laufzeit eines Ultraschallimpulses bestimmbar ist und die Schaltungsanordnung den Ultraschallwandler zum aufeinanderfolgenden Aussenden von Ultraschallimpulsen unterschiedlicher Frequenzen veranlasst.
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Des Weiteren offenbart die
DE 10 2013 211 846 A1 ein Verfahren zum Betrieb eines Umfelderfassungssystems eines Fahrzeugs mit zumindest einer Sende-/Empfangseinheit, wobei die Sende-/Empfangseinheit ein frequenzmoduliertes Signal aussendet und die Sende-/Empfangseinheit und/oder eine oder mehrere weitere Sende-/Empfangseinheiten Echosignale des ausgesendeten frequenzmodulierten Signals empfangen. Dabei ist vorgesehen, dass die empfangenen Echosignale Reflexionsquellen zugeordnet werden, und anhand der empfangenen Echosignale eine Information über die Geschwindigkeit der Reflexionsquelle relativ zur Sende-/Empfangseinheit ermittelt wird.
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Ferner offenbart die
DE 10 2011 075 484 A1 ein Ultraschall-Messsystem zum Detektieren eines Hindernisses mit einem resonanten Wandlerelement zum Aussenden eines Ultraschallpulses und zum Erzeugen eines Empfangssignals, das dem von dem Hindernis reflektierten Ultraschallechopuls umfasst, wobei das Wandlerelement nach dem Aussenden eines Ultraschallpulses ein Ausschwingsignal mit einer Resonanzfrequenz erzeugt. Das Ultraschall-Messsystem umfasst eine Auswerteeinheit mit einer Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Wandlerelement zum Aussenden des Ultraschallpulses mittels eines von der Steuereinrichtung erzeugten, frequenzmodulierten Sendesignals anzusteuern, wobei die Frequenzmodulation mittels eines Modulationssignals so erfolgt, dass sich die Signatur des Ultraschallpulses von der des Ausschwingsignals unterscheidet. Die Auswerteeinheit ist dazu ausgebildet, den Echopuls anhand der Auswertung eines mittels mindestens eines Korrelationsfilters erzeugten Korrelationssignals zu erkennen, das aus der Korrelation des von dem resonanten Wandlerelement erzeugten Signals mit dem Sendesignal stammt.
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Aufgabe der folgenden Erfindung ist es, ein Verfahren, eine elektronische Recheneinrichtung sowie einen Ultraschallsensor zu schaffen, mittels welchen zuverlässig innerhalb eines Ausschwingbereichs des Ultraschallsensors ein Abstand zu einem Objekt bestimmt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, eine elektronische Recheneinrichtung sowie durch einen Ultraschallsensor gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Abstands eines Objekts in einem Ausschwingbereich eines Ultraschallsensors für ein Kraftfahrzeug zum Ultraschallsensor mittels des Ultraschallsensors. Bei dem Verfahren wird mittels des Ultraschallsensors auf Basis eines Anregungssignals einer elektronischen Recheneinrichtung des Ultraschallsensors ein frequenzmoduliertes Ultraschallsignal in eine Umgebung des Ultraschallsensors mittels einer schwingfähigen Membran des Ultraschallsensors ausgesendet. Es wird das an dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal mittels der schwingfähigen Membran empfangen, und der Abstand des Objekts in dem Ausschwingbereich des Ultraschallsensors, in welchem die schwingfähige Membran in Abhängigkeit des Anregungssignals aufgrund der Trägheit der Membran nachschwingt, wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung durch Auswertung des empfangenen Ultraschallsignals bestimmt.
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Es ist vorgesehen, dass das empfangene Ultraschallsignal mittels zumindest einer Filtereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung gefiltert wird und zumindest eine Signalenergie des gefilterten, empfangenen Ultraschallsignals bestimmt wird und durch Vergleich der bestimmten Signalenergie mit einer Referenzsignalenergie der Abstand des Objekts im Ausschwingbereich bestimmt wird.
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Insbesondere im Ausschwingbereich des Ultraschallsensors kommt es zu Überlagerungen zwischen dem gesendeten frequenzmodulierten Ultraschallsignal und dem empfangenen frequenzmodulierten Ultraschallsignal. Dadurch, dass jedoch das empfangene Ultraschallsignal eine bestimmte Laufzeit für das Zurücklegen des Weges vom Sensor zum Objekt und zurück benötigt und somit ein Laufzeitunterschied zwischen ausgesendeten und empfangenen frequenzmodulierten Ultraschallsignalen vorhanden ist, überlappen sich stets unterschiedliche Frequenzen. Insbesondere weist aufgrund des frequenzmodulierten Ultraschallsignals das empfangene Ultraschallsignal bei unterschiedlichen Abständen des Objekts zum Ultraschallsensor eine unterschiedliche Signalenergie auf. Mit anderen Worten ergeben sich unterschiedliche Energiewerte bei unterschiedlichen Abständen. Die Signalenergie kann somit als Kennwert zur Bestimmung des Abstands genutzt werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass zuverlässig anhand der erfassten Signalenergie der Abstand des Objekts zum Ultraschallsensor im Ausschwingbereich bestimmt werden kann. Dadurch kann zuverlässig innerhalb des Ausschwingbereichs durch den Vergleich der Signalenergie mit einer Referenzsignalenergie der Abstand des Objekts bestimmt werden.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Umgebung des Kraftfahrzeugs auch als Umgebung des Ultraschallsensors angesehen werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird mittels zumindest eines Bandpassfilters der Filtereinrichtung das empfangene Ultraschallsignal gefiltert. Insbesondere durch die Nutzung des Bandpassfilters kann eine Mittelfrequenz des empfangenen Ultraschallsignals bestimmt werden. Insbesondere liegt die Mittelfrequenz des Bandpassfilters in dem Bereich in dem auch die Frequenzen des frequenzmodulierten Ultraschallsignals liegen. Mit anderen Worten liefert der Filter einen Teil des frequenzmodulierten Ultraschallsignals wieder. Es wird dann die Signalenergie des Bandpassfilters mit der Mittelfrequenz entsprechend bestimmt und mit der Referenzsignalenergie verglichen, wodurch dann wiederum auf den Abstand des Objekts zum Ultraschallsensor geschlossen werden kann. Der Bandpassfilter weist insbesondere eine geringe Bandbreite auf.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mittels zumindest fünf Bandpassfiltern der Filtereinrichtung das empfangene Ultraschallsignal gefiltert wird und eine jeweilige Signalenergie eines jeweiligen Bandpassfilters bestimmt wird und durch Vergleich der fünf jeweiligen Signalenergien mit jeweiligen Referenzsignalenergien der Abstand des Objekts bestimmt wird. Insbesondere kann somit die Filtereinrichtung als eine so genannte Filterbank ausgebildet sein, mit geringer Bandbreite aber mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen. Die jeweiligen Mittenfrequenzen der zumindest fünf Bandpassfilter liegen in dem Bereich in dem auch die Frequenzen des frequenzmodulierten Ultraschallsignals liegen. Jeder Bandpassfilter kann dann einen Teil des frequenzmodulierten Ultraschallsignals liefern. Beispielsweise kann dann bis zu einer Laufzeit von 2,5 ms das Ultraschallsignal an der Membran erzeugt werden. Durch die Filterung der unterschiedlichen Frequenzbereiche des frequenzmodulierten Ultraschallsignals werden dann die entsprechenden Frequenzbereiche ausgewählt. Es ist dann vorgesehen, dass die jeweilige Signalenergie der Filterung für jedes gefilterte Signal bestimmt wird. Je nach Entfernung des Objekts zum Ultraschallsensor ergeben sich unterschiedliche Energiewerte bei den unterschiedlichen Mittenfrequenzen der fünf Bandpassfilter. Die Werte der zumindest fünf Signalenergien des gefilterten Signals in dem ausgewählten Bereich für jeden Filter können folglich als Kennwerte zur Bestimmung des Abstands genutzt werden. Insbesondere werden dann die jeweiligen Signalenergien entsprechend aufsummiert. Durch die Nutzung der zumindest fünf Bandpassfilter ist es somit ermöglicht, dass zuverlässig und genau der Abstand des Objekts im Ausschwingbereich des Ultraschallsensors bestimmt werden kann.
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Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn mittels zumindest fünfzehn Bandpassfiltern der Filtereinrichtung das empfangene Ultraschallsignal gefiltert wird und eine jeweilige Signalenergie eines jeweiligen Bandpassfilters bestimmt wird und durch Vergleich der fünfzehn jeweiligen Signalenergien mit jeweiligen Referenzsignalenergien der Abstand des Objekts bestimmt wird. Insbesondere kann somit die Filtereinrichtung als eine so genannte Filterbank ausgebildet sein, mit geringer Bandbreite aber mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen. Die jeweiligen Mittenfrequenzen der zumindest fünfzehn Bandpassfilter liegen in dem Bereich in dem auch die Frequenzen des frequenzmodulierten Ultraschallsignals liegen. Jeder Bandpassfilter kann dann einen Teil des frequenzmodulierten Ultraschallsignals liefern. Beispielsweise kann dann bis zu einer Laufzeit von 2,5 ms das Ultraschallsignal an der Membran erzeugt werden. Durch die Filterung der unterschiedlichen Frequenzbereiche des frequenzmodulierten Ultraschallsignals werden dann die entsprechenden Frequenzbereiche ausgewählt. Es ist dann vorgesehen, dass die jeweilige Signalenergie der Filterung für jedes gefilterte Signal bestimmt wird. Je nach Entfernung des Objekts zum Ultraschallsensor ergeben sich unterschiedliche Energiewerte bei den unterschiedlichen Mittenfrequenzen der fünfzehn Bandpassfilter. Die Werte der zumindest fünfzehn Signalenergien des gefilterten Signals in dem ausgewählten Bereich für jeden Filter können folglich als Kennwerte zur Bestimmung des Abstands genutzt werden. Insbesondere werden dann die jeweiligen Signalenergien entsprechend aufsummiert. Durch die Nutzung der zumindest fünfzehn Bandpassfilter ist es somit ermöglicht, dass zuverlässig und genau der Abstand des Objekts im Ausschwingbereich des Ultraschallsensors bestimmt werden kann.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Signalenergieverlauf der jeweiligen Sendesignalenergien der Filtereinrichtung zur Bestimmung des Abstands des Objekts genutzt wird. Insbesondere bietet bereits der Verlauf der unterschiedlichen Signalenergien bei einer Vielzahl von Bandpassfiltern Aufschluss darüber, in welchem Abstand sich das Objekt im Ausschwingbereich befindet. Insbesondere sind bei unterschiedlichen Abständen unterschiedliche Signalenergieverläufe der Signalenergien der Bandpassfilter zu verzeichnen, sodass bereits mittels des Signalenergieverlaufs auf den Abstand rückgeschlossen werden kann. Somit kann einfach und dennoch zuverlässig der Abstand zum Ultraschallsensor bestimmt werden.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das frequenzmodulierte Ultraschallsignal als ein linear frequenzmoduliertes Ultraschallsignal ausgesendet wird. Insbesondere wird bei dem linear frequenzmodulierten Ultraschallsignal die Frequenz linear verändert, beispielsweise über die Frequenz erhöht oder verringert. Dies bedeutet beispielsweise, dass unter der Annahme eines steigenden frequenzmodulierten Ultraschallsignals am Anfang des Anregungssignals niedrigere Frequenzen vorliegen als am Ende. Dies gilt genauso für den Empfang des Echosignals des Objekts. Das bedeutet, zuerst treffen stets niedrige Frequenzen an der Membran auf bevor hohe Frequenzen diese erreichen. Betrachtet man nun den zeitlichen Bereich, in dem das ausgesendet Ultraschallsignal an den Membran aufgebracht wird, und die Ausschwingzeit der Membran, so kommt es bei einem sehr nahen Objekt zu einer Überlagerung zwischen dem linear frequenzmodulierten ausgesendeten Ultraschallsignal und dem empfangenen Ultraschallsignal. Insbesondere durch das lineare frequenzmodulierte Ultraschallsignal überlappen sich stets unterschiedliche Frequenzen. Insbesondere durch Nutzung des linear frequenzmodulierten Ultraschallsignals kann somit auf einfache Art und Weise direkt Rückschluss auf das Echo genommen werden, sodass zuverlässig auch im Überlappungsbereich, mit anderen Worten im Ausschwingbereich des Ultraschallsensors, der Abstand des Objekts zum Ultraschallsensor bestimmt werden kann.
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Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das frequenzmodulierte Ultraschallsignal als ein nichtlinear frequenzmoduliertes Ultraschallsignal ausgesendet wird. Insbesondere ist es dadurch möglich, dass ohne erhöhten Rechenaufwand das Anregungssignal erzeugt werden kann. Somit ist es alternativ zum linearen frequenzmodulierten Ultraschallsignal ermöglicht, auch das Verfahren anzuwenden. Insbesondere ist das Verfahren hochflexible anwendbar und insbesondere bei vielen bereits verbauten Ultraschallsensoren beispielsweise nachrüstbar.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird das frequenzmodulierte Ultraschallsignal als ein positiver Frequenzchirp ausgesendet. Bei einem positiven Frequenzchirp handelt es sich um ein frequenzmoduliertes Signal, welches insbesondere von einer niedrigen Frequenz auf eine hohe Frequenz zeitlich aufmoduliert wird. Durch den Einsatz des positiven Frequenzchirps als elektrisches Anregungssignal kann somit ein zuverlässig kodiertes elektrisches Anregungssignal bereitgestellt werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Frequenzchirp mit Frequenzen eines gleichen Frequenzbands erzeugt wird. Das Frequenzband ist insbesondere durch vorgegebene Grenzen definiert. Insbesondere weist das Frequenzband eine untere Grenze und eine obere Grenze auf. Da insbesondere der Ultraschallsensor innerhalb eines Frequenzbands betrieben wird, ist es somit vorteilhaft, lediglich in diesem Frequenzband die Ultraschallsignale auszusenden beziehungsweise zu erfassen. Die ausgesendeten Ultraschallsignale werden insbesondere um die Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors herum moduliert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird das frequenzmodulierte Ultraschallsignal als ein negativer Frequenzchirp ausgesendet. Insbesondere beim Frequenzchirp wird die Frequenz über die Zeit verändert. Somit kann ein einfaches elektrisches Anregungssignal zur Verfügung gestellt werden. Bei dem negativen Frequenzchirp handelt es sich um ein frequenzmoduliertes Signal, dessen Frequenz von einer hohen Frequenz auf eine niedrige Frequenz über die Zeit hinweg abmoduliert wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Anregen mit dem negativen Frequenzchirp durch Frequenzen eines gleichen Frequenzbands insbesondere um die Resonanzfrequenz herum durchgeführt wird. Das Frequenzband ist insbesondere durch vorgegebene Grenzen definiert. Insbesondere weist das Frequenzband eine untere Grenze und eine obere Grenze auf. Durch die Nutzung des negativen Frequenzchirps kann somit eine zuverlässige Zuordnung des Ultraschallsignals durchgeführt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird mittels einer linearen Regression der Vergleich durchgeführt. Insbesondere sind die ermittelten Signalenergiewerte als Eingangskenngrößen für den Regressionsalgorithmus zu verwenden. Alternativ oder ergänzend ist es ebenfalls möglich, dass auch durch geeignete Schwellwerte eine zuverlässige Abstandsschätzung erreicht werden kann. Da es sich bei den Energiedaten bereits um einzelne Kennwerte/Features handelt, ist jedoch bevorzugt ein lineares Regressionsverfahren anzuwenden. Bei diesen Algorithmen kann dann mittels Regression und Referenzmessungen eine genaue Bestimmung des Objektabstands durchgeführt werden. Insbesondere können dadurch Abstände im Nahbereich, insbesondere zwischen 2 cm und 50 cm, mit nur einem Ultraschallsensor mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird mittels eines maschinellen Lernens der Vergleich durchgeführt. Die Signalenergien stellen bereits geeignete Kenngrößen dar, welche zum Beispiel bei einer Regression mittels des maschinellen Lernens genutzt werden können. Für diesen Schritt sind in einem ersten Schritt entsprechende Referenzmessungen notwendig, um die Regression des maschinellen Lernens zu trainieren. Anschließend kann der trainierte Algorithmus zur Abschätzung der Objektdistanz in neuen Messungen genutzt werden. Beim maschinellen Lernen handelt es sich um die „künstliche“ Generierung von Wissen aus Erfahrung. Insbesondere wird dabei aus entsprechenden Referenzmessungen gelernt und kann diese nach Beendigung der Lernphase verallgemeinern. Insbesondere werden dabei Muster erkannt und Gesetzmäßigkeiten in den Lerndaten abgespeichert, so dass auch unbekannte Daten, insbesondere zukünftige Daten, insbesondere in diesem Fall die Signalenergien, beurteilt werden können. Durch die Nutzung des maschinellen Lernens zum Vergleich der Signalenergie mit der Referenzsignalenergie kann somit sehr zuverlässig und genau der Vergleich durchgeführt werden, so dass der Abstand im Ausschwingbereich des Ultraschallsensors zuverlässig bestimmt werden kann.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mittels einer Baum-basierten Regression der Vergleich durchgeführt wird. Insbesondere durch die Baum-basierte Regression kann ein einfacher Algorithmus bereitgestellt werden, mittels welchem der Vergleich durchgeführt werden kann, sodass auf einfache Art und Weise der Abstand des Objekts im Ausschwingbereich des Ultraschallsensors bestimmt werden kann.
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Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn mittels einer Support-Vector-Machine als maschinelles Lernen der Vergleich durchgeführt wird. Die „Support-Vector-Machine“ (SVM), welche auch als Stützvektormaschine oder Stützvektormethode bezeichnet werden kann, dient als Klassifikator und Regressor. Eine „Support-Vector-Machine“ unterteilt eine Menge von Objekten so in Klassen, dass um die Klassengrenzen herum ein möglichst breiter Bereich frei von Objekten bleibt. Die „Support-Vector-Machine“ bildet somit einen sogenannten „Large Margin Classifier“ (Breiter-Rand-Klassifikator). Es handelt sich somit um ein mathematisches Verfahren der Mustererkennung. Insbesondere sind für die „Support-Vector-Machine“ entsprechende Referenzmessungen notwendig, um die Regression zu trainieren. Insbesondere sind durch die Nutzung der „Support-Vector-Machine“ Genauigkeiten von bis zu 1 cm (Route-Mean-Square-Error) bei der Bestimmung des Abstands des Objekts möglich. Insbesondere wird allerdings bevorzugt vorgesehen, dass aufgrund der Implementierung in der elektronischen Recheneinrichtung ein tolerierbarer Rechenaufwand eine derartige „Support-Vector-Machine“ genutzt wird, welche typischerweise eine Genauigkeit von bis zu 3 cm RMSE (Route-Mean-Square-Error), welche einer der Wurzeln aus dem gemittelten Fehlerquadrat entspricht. Damit ist es ermöglicht, dass nicht nur gute Ergebnisse bei der Bestimmung des Abstands des Objekts, sondern ebenfalls zusätzlich ein geringerer Rechenaufwand und nur eine geringe Anzahl an zu übertragenden Werten, wodurch das System für die kostensensitiven Einsatzgebiete von Ultraschallsensoren sehr gut geeignet ist, ermöglicht wird.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die „Support-Vector-Machine“ durch zumindest zwei Referenzmessungen trainiert wird. Insbesondere kann eine Vielzahl von entsprechenden Referenzmessungen zum Trainieren der „Support-Vector-Machine“ genutzt werden. Dies hat den Vorteil, je mehr Referenzmessungen durchgeführt werden, desto besser kann die „Support-Vector-Machine“ angelernt beziehungsweise trainiert werden. Durch das Antrainieren der „Support-Vector-Machine“ ist es dadurch ermöglicht, dass zuverlässig der Abstand des Objekts bestimmt werden kann.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine elektronische Recheneinrichtung mit einem Computerprogrammprodukt, wobei die elektronische Recheneinrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren auf der elektronischen Recheneinrichtung durchgeführt.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche in einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um das Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor einer elektronischen Recheneinrichtung abgearbeitet wird.
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Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor mit einer schwingfähigen Membran und mit einer elektronischen Recheneinrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der elektronischen Recheneinrichtung sowie des Ultraschallsensors anzusehen. Die elektronische Recheneinrichtung sowie der Ultraschallsensor weisen dazu gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfahrens oder einer vorteilhaften Ausgestaltungsform davon ermöglichen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform eines Ultraschallsensors;
- 2 ein schematisches Zeit-Amplituden-Diagramm eines empfangenen Ultraschallsignals einer Ausführungsform des Ultraschallsensors;
- 3 ein schematisches Frequenz-Signalenergie-Diagramm eines Ultraschallsignals einer Ausführungsform des Ultraschallsensors; und
- 4 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform des Verfahrens.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß in einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 ist vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches dazu dient, einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 beim Führen des Kraftfahrzeugs 1 zu unterstützen. Mit dem Fahrerassistenzsystem 2 kann beispielsweise ein Objekt 3, welches sich in einer Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 befindet, erfasst werden. Falls das Objekt 3 erfasst wird, kann mit dem Fahrerassistenzsystem 2 eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden. Ferner kann mit dem Fahrerassistenzsystem 2 in die Lenkung, die Bremsanlage und/oder den Antriebsmotor eingegriffen werden, um eine Kollision mit dem Objekt 3 zu vermeiden.
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Zum Erfassen des Objekts 3 umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 einen Ultraschallsensor 5. Der Ultraschallsensor 5 umfasst eine Sendeeinrichtung 6, mittels welcher Ultraschallsignale 8 als Sendesignal ausgesendet werden können. Dies ist vorliegend durch den Pfeil 8 veranschaulicht. Mit der Sendeeinrichtung 6 können die Ultraschallsignale 8 in einem vorbestimmten Erfassungsbereich ausgesendet werden. Beispielsweise können die Ultraschallsignale 8 in einem vorbestimmten horizontalen Winkelbereich ausgesendet werden. Der Ultraschallsensor 5 umfasst ferner eine Empfangseinrichtung 7, mittels welcher die von dem Objekt 3 reflektierten Ultraschallsignale 9 wieder empfangen werden können. Dies ist vorliegend durch den Pfeil 9 veranschaulicht.
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Darüber hinaus umfasst der Ultraschallsensor 5 eine elektronische Recheneinrichtung 10, die beispielsweise durch einen Mikrocontroller, einen digitalen Signalprozessor oder einen FPGA (Field Programmable Gate Array - integrierter Schaltkreis) gebildet sein kann. Mit der elektronischen Recheneinrichtung 10 kann die Sendeeinrichtung 6 zum Aussenden der Ultraschallsignale 8 angesteuert werden. Darüber hinaus kann die elektronische Recheneinrichtung 10 Signale der Empfangseinrichtung 7 auswerten, die mit der Empfangseinrichtung 7 auf Grundlage der empfangenen Ultraschallsignale 9 erzeugt werden. Schließlich umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 ein elektronisches Steuergerät 11, mit dem entsprechende Steuersignale in Abhängigkeit von dem mit dem Ultraschallsensor 5 erfassten Objekt 3 ausgegeben werden können.
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Beim Verfahren zum Bestimmen des Abstands A des Objekts 3 in einem Ausschwingbereich 12 (2) des Ultraschallsensors 5 für das Kraftfahrzeug 1 zum Ultraschallsensor 5 mittels des Ultraschallsensor 5, wird mittels des Ultraschallsensors 5 auf Basis eines Anregungssignals 13 (2) der elektronischen Recheneinrichtung 10 des Ultraschallsensors 5 ein frequenzmoduliertes Ultraschallsignal 8' in die Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 mittels einer schwingfähigen Membran des Ultraschallsensors 5 ausgesendet und das an dem Objekt 3 reflektierte Ultraschallsignal 9 wird mittels der schwingfähigen Membran empfangen, und der Abstand A des Objekts 3 in dem Ausschwingbereich 12 des Ultraschallsensors 5, in welchem die schwingfähige Membran in Abhängigkeit des Anregungssignals 13 aufgrund der Trägheit der Membran nachschwingt, wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung 10 durch Auswertung des empfangenen Ultraschallsignals 9 bestimmt.
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Es ist vorgesehen, dass das empfangene Ultraschallsignal 9 mittels zumindest einer Filtereinrichtung 14 der elektronischen Recheneinrichtung 10 gefiltert wird und zumindest eine Signalenergie E1, E2, E3, E4, E5, E6 (2) des gefilterten empfangenen Ultraschallsignals 9' bestimmt wird und durch Vergleich der bestimmten Signalenergie E1, E2, E3, E4, E5, E6 mit einer Referenzsignalenergie der Abstand A des Objekts 3 im Ausschwingbereich 12 bestimmt wird.
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Insbesondere im Ausschwingbereich 12 des Ultraschallsensors 5 kommt es zu Überlagerungen zwischen dem gesendeten frequenzmodulierten Ultraschallsignal 8' und dem empfangenen frequenzmodulierten Ultraschallsignal 9. Dadurch, dass jedoch das empfangene Ultraschallsignal 9 eine bestimmte Laufzeit für das Zurücklegen des Weges vom Ultraschallsensor 5 zum Objekt 3 und zurück benötigt und somit ein Laufzeitunterschied zwischen ausgesendeten und empfangenen frequenzmodulierten Ultraschallsignalen 8, 9 vorhanden ist, überlappen sich stets unterschiedliche Frequenzen. Insbesondere weist aufgrund des frequenzmodulierten Ultraschallsignals 8' das empfangene Ultraschallsignal 9 bei unterschiedlichen Abständen A des Objekts 3 zum Ultraschallsensor 5 eine unterschiedliche Signalenergie E1, E2, E3, E4, E5, E6 auf. Mit anderen Worten ergeben sich unterschiedliche Signalenergiewerte bei unterschiedlichen Abständen A. Die Signalenergie E1, E2, E3, E4, E5, E6 kann somit als Kennwert zur Bestimmung des Abstands A genutzt werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass zuverlässig anhand der erfassten Signalenergie E1, E2, E3, E4, E5, E6 der Abstand A des Objekts 3 zum Ultraschallsensor 5 im Ausschwingbereich 12 bestimmt werden kann. Dadurch kann zuverlässig innerhalb des Ausschwingbereichs 12 durch den Vergleich der Signalenergie E1, E2, E3, E4, E5, E6 mit einer Referenzsignalenergie der Abstand A des Objekts 3 bestimmt werden.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 auch als Umgebung 4 des Ultraschallsensors 5 angesehen werden kann.
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2 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Zeit-Amplituden-Diagramm. 2 zeigt insbesondere, zumindest sechs Zeit-Amplituden-Verläufe eines empfangenen frequenzmodulierten Ultraschallsignals 9 und eines empfangenen, gefilterten Ultraschallsignals 9'. Auf der jeweiligen Ordinate x ist die Zeit t in ms aufgetragen und auf einer jeweiligen Abszisse y ist deine Amplitude S des empfangenen Ultraschallsignals 9 in Volt V aufgetragen.
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Insbesondere zeigt 2, dass mittels zumindest eines Bandpassfilters B1, B2, B3, B4, B5, B6 der Filtereinrichtung 14 das empfangene Ultraschallsignal 9 gefiltert wird. Insbesondere weist im vorherigen Ausführungsbeispiel die Filtereinrichtung 14 zumindest sechs Bandpassfilter B1, B2, B3, B4, B5, B6 auf. Insbesondere sind die sechs Bandpassfilter B1, B2, B3, B4, B5, B6 jeweilige durch die Figurenteile a), b), c), d), e), f) dargestellt. Insbesondere ist im Figurenteil a) eine erste Filterung mittels eines ersten Bandpassfilters B1 dargestellt. Im Figurenteil b) ist eine zweite Filterung mittels eines zweiten Bandpassfilters B2 dargestellt. Im Figurenteil c) ist eine dritte Bandpassfilterung mittels eines dritten Bandpasses B3 dargestellt. Im Figurenteil d) ist eine vierte Filterung mittels eines vierten Bandpasses B4 dargestellt. Im Figurenteil e) ist eine fünfte Filterung mittels eines fünften Bandpasses B5 dargestellt und im Figurenteil f) ist eine sechste Filterung mittels eines sechsten Bandpasses B6 dargestellt.
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Insbesondere zeigt 2, dass mittels zumindest fünf Bandpassfiltern B1, B2, B3, B4, B5, B6 der Filtereinrichtung 14 das empfangene Ultraschallsignal 9 gefiltert wird und eine jeweilige Signalenergie E1, E2, E3, E4, E5, E6 eines jeweiligen Bandpassfilters B1, B2, B3, B4, B5, B6 bestimmt wird und durch Vergleich der fünf jeweiligen Signalenergien E1, E2, E3, E4, E5, E6 mit jeweiligen Referenzsignalenergien der Abstand A des Objekts 3 bestimmt wird. Ferner kann alternativ oder ergänzend vorgesehen sein, dass mittels zumindest fünfzehn Bandpassfiltern B1, B2, B3, B4, B5, B6 der Filtereinrichtung 14 das empfangene Ultraschallsignal 9 gefiltert wird und eine jeweilige Signalenergie E1, E2, E3, E4, E5, E6 eines jeweiligen Bandpassfilters bestimmt wird und durch Vergleich der fünfzehn jeweiligen Signalenergien E1, E2, E3, E4, E5, E6 mit jeweiligen Referenzsignalenergien der Abstand A des Objekts 3 bestimmt wird.
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Des Weiteren zeigt 2, dass von einem Zeitpunkt t0 bis zum Zeitpunkt t1 das Anregungssignal 13 an die schwingfähige Membran angelegt wird. Vom Zeitpunkt t1 bis t2 ist der Ausschwingbereich 12 des Ultraschallsensors 5 bestimmt. Beispielsweise kann der Zeitpunkt t1 durch 2,5 ms definiert sein und der Zeitpunkt t2 durch 5 ms. Ferner kann der Ausschwingbereich 12 auch durch beispielsweise einen Abstand A von 0 cm bis 50 cm definiert sein.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das frequenzmodulierte Ultraschallsignal 8' als ein linear frequenzmoduliertes Ultraschallsignal 8' ausgesendet wird. Ferner kann vorgesehen sein, dass das frequenzmodulierte Ultraschallsignal 8' als ein nicht linear frequenzmoduliertes Ultraschallsignal 8' ausgesendet wird.
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Insbesondere wird bei dem linear frequenzmodulierten Ultraschallsignal 8' die Frequenz linear verändert, beispielsweise über die Frequenz erhöht oder verringert. Dies bedeutet beispielsweise, dass unter der Annahme eines steigenden frequenzmodulierten Ultraschallsignals am Anfang des Anregungssignals niedrigere Frequenzen vorliegen als am Ende. Dies gilt genauso für den Empfang des Echosignals des Objekts 3. Das bedeutet, zuerst treffen stets niedrige Frequenzen an der Membran auf bevor hohe Frequenzen diese erreichen. Betrachtet man nun den zeitlichen Bereich, in dem das ausgesendet Ultraschallsignal 8' an den Membran aufgebracht wird, und die Ausschwingzeit der Membran, so kommt es bei einem sehr nahen Objekt 3 zu einer Überlagerung zwischen dem linear frequenzmodulierten ausgesendeten Ultraschallsignal 8' und dem empfangenen Ultraschallsignal 9. Insbesondere durch das lineare frequenzmodulierte Ultraschallsignal 8' überlappen sich stets unterschiedliche Frequenzen. Insbesondere durch Nutzung des linear frequenzmodulierten Ultraschallsignals 8' kann somit auf einfache Art und Weise direkt Rückschluss auf das Echo genommen werden, sodass zuverlässig auch im Überlappungsbereich, mit anderen Worten im Ausschwingbereich 12 des Ultraschallsensors 5, der Abstand A des Objekts 3 zum Ultraschallsensor 5 bestimmt werden kann.
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Insbesondere ist es durch die Nutzung eines nicht linearen Ultraschallsignals 8' möglich, dass ohne erhöhten Rechenaufwand das Anregungssignal 13 erzeugt werden kann. Somit ist es alternativ zum linearen frequenzmodulierten Ultraschallsignal 8' ermöglicht, auch das Verfahren anzuwenden. Insbesondere ist das Verfahren hochflexible anwendbar und insbesondere bei vielen bereits verbauten Ultraschallsensoren 5 beispielsweise nachrüstbar.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass das frequenzmodulierte Ultraschallsignal 8' als ein positiver Frequenz-Chirp ausgesendet wird. Alternativ kann das frequenzmodulierte Ultraschallsignal 8' als ein negativer Frequenz-Chirp ausgesendet werden.
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Bei einem positiven Frequenzchirp handelt es sich um ein frequenzmoduliertes Signal, welches insbesondere von einer niedrigen Frequenz auf eine hohe Frequenz zeitlich aufmoduliert wird. Durch den Einsatz des positiven Frequenzchirps als elektrisches Anregungssignal 13 kann somit ein zuverlässig kodiertes elektrisches Anregungssignal 13 bereitgestellt werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Frequenzchirp mit Frequenzen eines gleichen Frequenzbands erzeugt wird. Das Frequenzband ist insbesondere durch vorgegebene Grenzen definiert. Insbesondere weist das Frequenzband eine untere Grenze und eine obere Grenze auf. Da insbesondere der Ultraschallsensor 5 innerhalb eines Frequenzbands betrieben wird, ist es somit vorteilhaft, lediglich in diesem Frequenzband die Ultraschallsignale 8' auszusenden beziehungsweise zu erfassen. Die ausgesendeten Ultraschallsignale 8' werden insbesondere um die Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors 5 herum moduliert.
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Bei dem negativen Frequenzchirp handelt es sich um ein frequenzmoduliertes Signal, dessen Frequenz von einer hohen Frequenz auf eine niedrige Frequenz über die Zeit hinweg abmoduliert wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Anregen mit dem negativen Frequenzchirp durch Frequenzen eines gleichen Frequenzbands insbesondere um die Resonanzfrequenz herum durchgeführt wird. Das Frequenzband ist insbesondere durch vorgegebene Grenzen definiert. Insbesondere weist das Frequenzband eine untere Grenze und eine obere Grenze auf. Durch die Nutzung des negativen Frequenzchirps kann somit eine zuverlässige Zuordnung des Ultraschallsignals 8' durchgeführt werden.
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Insbesondere weisen die jeweiligen Bandpassfilter B1, B2, B3, B4, B5, B6 der Figurenteile a) bis f) geringe Bandbreiten aber mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen auf. Die Mittenfrequenzen der Bandpassfilter B1, B2, B3, B4, B5, B6 liegen in dem Bereich in dem auch die Frequenzen des frequenzmodulierten Ultraschallsignals 8' angesiedelt sind. Jeder Bandpassfilter B1, B2, B3, B4, B5, B6 liefert einen anderen Teil des frequenzmodulierten Ultraschallsignals 8' wie 2 zeigt. Bis zu einer Laufzeit von 2,5 ms welche beispielsweise durch den Zeitpunkt t1 dargestellt werden kann, wird das Anregungssignal 13 an der Membran erzeugt. Es ist erkennbar, dass durch die Filterung, welche durch das empfangene, gefilterte Ultraschallsignal 9' dargestellt ist, unterschiedliche Frequenzbereiche ausgewählt werden. Dies ist daran zu sehen, dass die empfangenen, gefilterten Ultraschallsignale 9' mit steigender Mittenfrequenz von links nach rechts wandern.
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Weiterhin zeigt 2, dass in dem Bereich zwischen t1 und t2 unterschiedliche Signalenergien E1, E2, E3, E4, E5, E6 im empfangenen, gefilterten Ultraschallsignal 9' vorhanden sind. Die Signalenergie E1, E2, E3, E4, E5, E6 wird anschließend an die Filterung für jedes gefilterte Ultraschallsignal 9' in einem geeigneten Bereich bestimmt. Je nach Entfernung des Objekts 3 zum Ultraschallsensor 5 ergeben sich unterschiedliche Signalenergiewerte E1, E2, E3, E4, E5, E6 bei unterschiedlichen Mittenfrequenzen. Die Werte der Signalenergie E1, E2, E3, E4, E5, E6 in einem jeweiligen ausgewählten Bereich für jeden Bandpassfilter B1, B2, B3, B4, B5, B6 können folglich als Kennwerte zur Bestimmung des Abstands A benutzt werden. Dabei sind nicht nur die Werte selbst von Bedeutung, sondern insbesondere deren Verlauf über die Mittenfrequenzen.
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3 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Frequenz-Signalenergie -Diagramm. Auf der Ordinate x ist die Frequenz insbesondere in Kilohertz kHz aufgetragen und auf der Abszisse y ist die Signalenergie E1, E2, E3, E4, E5, E6 insbesondere in Watt W aufgetragen. Insbesondere zeigt die 3 zwei Signalenergieverläufe 15, 16. Beispielsweise ist der erste Signalenergieverlauf 15 einem Objekt 3 in 6 cm Abstand A zugeordnet und der Signalenergieverlauf 16 ist einem Objekt 3 in einem Abstand A von 35 cm zugeordnet.
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Insbesondere zeigt die 3 die Signalenergien E1, E2, E3, E4, E5, E6 über verschiedene Mittenfrequenzen. Insbesondere ist zu sehen, dass der erste Signalenergieverlauf 15 eine völlig andere Kurve darstellt als der zweite Signalenergieverlauf 16. Da sich je nach Objektabstand ein anderer Verlauf ergibt, bietet es sich an ermittelten Sendeenergien E1, E2, E3, E4, E5, E6 als Eingangskenngrößen für einen Regressionsalgorithmus zu verwenden. Dies ist aber nicht zwingend notwendig. Durch geeignete Schwellwerte kann eine zuverlässige Abstandsschätzung erreicht werden. Da es sich bei den Signalenergien E1, E2, E3, E4, E5, E6 bereits um einzelne Kennwerte/Features handelt, bietet sich jedoch ein Regressionsverfahren wie Support-Vektor-Maschinen oder Baum-basierte Algorithmen an.
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Insbesondere kann mittels eines maschinellen Lernens der Vergleich durchgeführt werden. Die Signalenergien E1, E2, E3, E4, E5, E6 stellen bereits geeignete Kenngrößen dar, welche zum Beispiel bei einer Regression mittels des maschinellen Lernens genutzt werden können. Für diesen Schritt sind in einem ersten Schritt entsprechende Referenzmessungen notwendig, um die Regression des maschinellen Lernens zu trainieren. Anschließend kann der trainierte Algorithmus zur Abschätzung der Objektdistanz in neuen Messungen genutzt werden. Beim maschinellen Lernen handelt es sich um die „künstliche“ Generierung von Wissen aus Erfahrung. Insbesondere wird dabei aus entsprechenden Referenzmessungen gelernt und kann diese nach Beendigung der Lernphase verallgemeinern. Insbesondere werden dabei Muster erkannt und Gesetzmäßigkeiten in den Lerndaten abgespeichert, so dass auch unbekannte Daten, insbesondere zukünftige Daten, insbesondere in diesem Fall die Signalenergien E1, E2, E3, E4, E5, E6, beurteilt werden können. Durch die Nutzung des maschinellen Lernens zum Vergleich der Signalenergie E1, E2, E3, E4, E5, E6 mit der Referenzsignalenergie kann somit sehr zuverlässig und genau der Vergleich durchgeführt werden, so dass der Abstand A im Ausschwingbereich 12 des Ultraschallsensors 5 zuverlässig bestimmt werden kann.
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Ferner kann mittels einer Support-Vector-Machine als maschinelles Lernen der Vergleich durchgeführt wird. Die „Support-Vector-Machine“ (SVM), welche auch als Stützvektormaschine oder Stützvektormethode bezeichnet werden kann, dient als Klassifikator und Regressor. Eine „Support-Vector-Machine“ unterteilt eine Menge von Objekten so in Klassen, dass um die Klassengrenzen herum ein möglichst breiter Bereich frei von Objekten bleibt. Die „Support-Vector-Machine“ bildet somit einen sogenannten „Large Margin Classifier“ (Breiter-Rand-Klassifikator). Es handelt sich somit um ein mathematisches Verfahren der Mustererkennung. Insbesondere sind für die „Support-Vector-Machine“ entsprechende Referenzmessungen notwendig, um die Regression zu trainieren. Insbesondere sind durch die Nutzung der „Support-Vector-Machine“ Genauigkeiten von bis zu 1 cm (Route-Mean-Square-Error) bei der Bestimmung des Abstands A des Objekts 12 möglich. Insbesondere wird allerdings bevorzugt vorgesehen, dass aufgrund der Implementierung in der elektronischen Recheneinrichtung 10 ein tolerierbarer Rechenaufwand eine derartige „Support-Vector-Machine“ genutzt wird, welche typischerweise eine Genauigkeit von bis zu 3 cm RMSE (Route-Mean-Square-Error), welche einer der Wurzeln aus dem gemittelten Fehlerquadrat entspricht. Damit ist es ermöglicht, dass nicht nur gute Ergebnisse bei der Bestimmung des Abstands A des Objekts 12, sondern ebenfalls zusätzlich ein geringerer Rechenaufwand und nur eine geringe Anzahl an zu übertragenden Werten, wodurch das System für die kostensensitiven Einsatzgebiete von Ultraschallsensoren 5 sehr gut geeignet ist, ermöglicht wird.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die „Support-Vector-Machine“ durch zumindest zwei Referenzmessungen trainiert wird. Insbesondere kann eine Vielzahl von entsprechenden Referenzmessungen zum Trainieren der „Support-Vector-Machine“ genutzt werden. Dies hat den Vorteil, je mehr Referenzmessungen durchgeführt werden, desto besser kann die „Support-Vector-Machine“ angelernt beziehungsweise trainiert werden. Durch das Antrainieren der „Support-Vector-Machine“ ist es dadurch ermöglicht, dass zuverlässig der Abstand A des Objekts 12 bestimmt werden kann.
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Mit diesen Algorithmen kann dann mittels Regression und Referenzmessungen eine genaue Bestimmung des Objektabstands durchgeführt werden.
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4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform des Verfahrens. Das empfangene Ultraschallsignal 9 wird über in diesem Fall fünf Bandpässe B1, B2, B3, B4, B5 entsprechend gefiltert. Im Anschluss an die Filterung durch die Filterbank 14 mit den jeweiligen Bandpässen B1, B2, B3, B4, B5 werden die Signalenergien E1, E2, E3, E4, E5 der jeweiligen Bandpässe B1, B2, B3, B4, B5 bestimmt. In der elektronischen Recheneinrichtung 10 wiederum wird beispielsweise mittels einer Support-Vector-Machine dann die Auswertung der Signalenergien E1, E2, E3, E4, E5 durchgeführt. Insbesondere findet hier der Vergleich mit den Referenzsignalenergien statt. Im Anschluss daran wird in Abhängigkeit des ausgewerteten Ultraschallsignals 9' eine Nahbereichsobjektdetektion 17 durchgeführt.
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Insgesamt zeigt die Erfindung eine Nahbereichszielerkennung/Nahbereichsobjekterkennung 17 in Chirp-basierten Ultraschallsystemen auf Basis spektraler Energieverteilung.
