DE102018129876B3 - Method for determining a geometric property of an object using a straight line equation, computer program product, electronic computing device and ultrasonic sensor device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer geometrischen Eigenschaft eines Objekts (3) in einer Umgebung (4) einer Ultraschallsensorvorrichtung, bei welchem mittels eines ersten und eines zweiten Ultraschallsensors (6, 7) der Ultraschallsensorvorrichtung (5) ein erstes und ein zweites Ultraschallsignal (8', 8") ausgesendet werden und bei welchem mittels des ersten Ultraschallsensors (6) ein erstes Echosignal (9') und mittels des zweiten Ultraschallsensors (7) ein zweites Echosignal (9") empfangen werden, wobei die Oberfläche (12) des Objekts (3) als ungewölbte Oberfläche (12) vorgegeben wird und die geometrische Eigenschaft des Objekts (3) in Abhängigkeit einer auf Basis einer zumindest durch deinen ersten Reflexionspunkt (R1) und einen zweiten Reflexionspunkt (R2) der Oberfläche (12) charakterisierten Geradengleichung (y) für die Oberfläche (12) des Objekts (3) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (10) bestimmt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, eine elektronische Recheneinrichtung (10) sowie eine Ultraschallsensorvorrichtung (5).The invention relates to a method for determining a geometric property of an object (3) in an environment (4) of an ultrasound sensor device, in which a first and a second ultrasound signal (5) are generated by means of a first and a second ultrasound sensor (6, 7). 8 ', 8 ") and in which a first echo signal (9') is received by means of the first ultrasonic sensor (6) and a second echo signal (9") is received by means of the second ultrasonic sensor (7), the surface (12) of the Object (3) is specified as a non-curved surface (12) and the geometric property of the object (3) is dependent on a straight line equation (at least characterized by your first reflection point (R1) and a second reflection point (R2) of the surface (12) ( y) is determined for the surface (12) of the object (3) by means of the electronic computing device (10). The invention further relates to a computer program product, an electronic computing device (10) and an ultrasonic sensor device (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer geometrischen Eigenschaft eines Objekts in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs mittels einer elektronischen Recheneinrichtung einer Ultraschallsensorvorrichtung. Bei dem Verfahren wird mittels zumindest eines ersten Ultraschallsensors der Ultraschallsensorvorrichtung ein erstes Ultraschallsignal und mittels zumindest eines zum ersten Ultraschallsensor separaten zweiten Ultraschallsensors der Ultraschallsensorvorrichtung ein zweites Ultraschallsignal in die Umgebung ausgesendet. Es werden mittels des ersten Ultraschallsensors ein an einem ersten Reflexionspunkt einer Oberfläche des Objekts reflektiertes erstes Echosignal des Ultraschallsensors und ein an einem zum ersten Reflexionspunkt unterschiedlichen zweiten Reflexionspunkt der Oberfläche des Objekts reflektiertes zweites Echosignal empfangen. Es wird in Abhängigkeit des ersten Echosignals und des zweiten Echosignals die geometrische Eigenschaft bestimmt. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, eine elektronische Recheneinrichtung sowie eine Ultraschallsensorvorrichtu ng.The invention relates to a method for determining a geometric property of an object in an environment of a motor vehicle by means of an electronic computing device of an ultrasonic sensor device. In the method, a first ultrasound signal is emitted into the environment by means of at least one first ultrasound sensor of the ultrasound sensor device and a second ultrasound signal is emitted into the surroundings by means of at least one second ultrasound sensor of the ultrasound sensor device that is separate from the first ultrasound sensor. A first echo signal of the ultrasonic sensor reflected at a first reflection point of a surface of the object and a second echo signal reflected at a second reflection point of the surface of the object different from the first reflection point are received by means of the first ultrasonic sensor. The geometric property is determined as a function of the first echo signal and the second echo signal. Furthermore, the invention relates to a computer program product, an electronic computing device and an ultrasonic sensor device.
Die Positionsbestimmung von Objekten mittels Ultraschallsensoren wird heutzutage zumeist auf Basis des Trilaterationsverfahrens durchgeführt. Zusätzlich sind Ansätze, die auf der Berechnung des Einfallswinkels von Echos beruhen, der sogenannten Triangulation, möglich.The determination of the position of objects by means of ultrasonic sensors is today mostly carried out on the basis of the trilateration method. In addition, approaches based on the calculation of the angle of incidence of echoes, the so-called triangulation, are possible.
Aufgrund der Periodizität der Phase treten bei der Triangulation immer dann Mehrdeutigkeiten auf, wenn der Abstand der verwendeten Ultraschallsensoren zueinander insbesondere mehr als eine halbe Wellenlänge der Mittenfrequenz des Ultraschallsignals beträgt. Aufgrund der Abmessungen von Ultraschallsensoren und deren Membranen ist dies in realistischen Systemen meist nicht möglich. Einen Ausweg bilden lediglich Mehrmembransysteme, die jedoch nicht kostengünstig und aufwandsreduziert realisierbar sind. Trilateration hingegen ist in automotiven Szenarien weit verbreitet. Dabei wird die Laufzeit von Echosignalen eines Objekts zu unterschiedlichen Ultraschallsensoren ausgewertet. Mithilfe dieser Laufzeit können Kreise oder Ellipsen bestimmt werden, auf denen sich ein Objekt je nach Laufzeit befinden muss. Durch die Berechnung des Schnittpunkts dieser Kurven kann die Position des Objekts bestimmt werden. Nachteilig hierbei ist die Verwässerung der Präzision (Dilution of Precision). Dieser Parameter gibt den Schätzfehler unter Berücksichtigung von verrauschten Abstandsmessungen für einen vorgegebenen Sensoraufbau an. Durch die vorgegebene typischerweise geringen Abstände der Ultraschallsensoren in einem Kraftfahrzeug lässt sich so auf einen hohen Schätzfehler, insbesondere bei weit entfernten Objekten (beispielsweise mehr als zwei Meter), schließen. Zusätzlich besteht ein Nachteil dieses Verfahrens darin, dass grundsätzlich davon ausgegangen wird, dass die Reflexion an einem Objekt für jeden Ausbreitungsweg am selben Punkt beziehungsweise Reflexionspunkt auftritt und somit einen gemeinsamen Reflexionspunkt aufweist, was jedoch bei realen Objekten selten der Fall ist und damit zu weiteren Fehlern bei der Bestimmung der Objektposition führt.Because of the periodicity of the phase, ambiguities always occur in the triangulation if the distance between the ultrasonic sensors used is more than half a wavelength of the center frequency of the ultrasonic signal. Due to the dimensions of ultrasonic sensors and their membranes, this is usually not possible in realistic systems. The only way out is to use multi-membrane systems, which, however, cannot be implemented inexpensively and with reduced expenditure. Trilateration, on the other hand, is widespread in automotive scenarios. The transit time of echo signals from an object to different ultrasonic sensors is evaluated. With the help of this runtime, circles or ellipses can be determined on which an object must be located depending on the runtime. The position of the object can be determined by calculating the intersection of these curves. The disadvantage here is the dilution of precision. This parameter specifies the estimation error taking into account noisy distance measurements for a given sensor structure. The predefined, typically small distances between the ultrasonic sensors in a motor vehicle can thus be used to infer a high estimation error, in particular in the case of distant objects (for example more than two meters). In addition, a disadvantage of this method is that it is generally assumed that the reflection on an object occurs for every propagation path at the same point or reflection point and thus has a common reflection point, which is rarely the case with real objects and thus leads to further errors leads in determining the object position.
Zwar ist sowohl mit Triangulation als auch mit Trilateration eine mehrdimensionale Positionsbestimmung unter gewissen Umständen möglich, jedoch kann eine weitere Aussage über die Objekteigenschaften nicht durchgeführt werden. Dabei sind zum Beispiel die Objektbreite oder die Orientierung des Objektes wichtige Parameter, um beispielsweise bei Einparksystemen wichtige Informationen für einen Nutzer dieses Einparksystems erzeugen zu können.A multi-dimensional position determination is possible under certain circumstances with triangulation as well as with trilateration, but no further statement about the object properties can be made. For example, the object width or the orientation of the object are important parameters in order to be able to generate important information for a user of this parking system, for example in the case of parking systems.
Ferner offenbart die
Des Weiteren offenbart die
Aus der WO 2018/ 043 028 A1 ist eine Umgebungsüberwachungsvorrichtung mit einem Distanzmesssensor zum Übertragen einer Sondenwelle und Empfangen einer reflektierten Welle der Sondenwelle und einer Abbildevorrichtung zum Aufnehmen eines Bildes der Umgebung eines Fahrzeugs bekannt. From WO 2018/043 028 A1 an environmental monitoring device with a distance measuring sensor for transmitting a probe wave and receiving a reflected wave of the probe wave and an imaging device for taking an image of the surroundings of a vehicle is known.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt, eine elektronische Recheneinrichtung sowie eine Ultraschallsensorvorrichtung zu schaffen, mittels welchen eine geometrische Eigenschaft eines Objekts in einer Umgebung einer Ultraschallsensorvorrichtung verbessert bestimmt werden kann.The object of the present invention is to provide a method, a computer program product, an electronic computing device and an ultrasonic sensor device, by means of which a geometric property of an object in an environment of an ultrasonic sensor device can be determined in an improved manner.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt, eine elektronische Recheneinrichtung sowie eine Ultraschallsensorvorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.This object is achieved by a method, a computer program product, an electronic computing device and an ultrasonic sensor device according to the independent patent claims.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer geometrischen Eigenschaft eines Objekts in einer Umgebung einer Ultraschallsensorvorrichtung mittels einer elektronischen Recheneinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung. Bei dem Verfahren wird mittels zumindest eines ersten Ultraschallsensors der Ultraschallsensorvorrichtung ein erstes Ultraschallsignal und mittels zumindest eines zum ersten Ultraschallsensor separaten zweiten Ultraschallsensors der Ultraschallsensorvorrichtung ein zweites Ultraschallsignal in die Umgebung ausgesendet. Es werden mittels des ersten Ultraschallsensors ein an einem ersten Reflexionspunkt einer Oberfläche des Objekts reflektiertes erstes Echosignal und mittels des zweiten Ultraschallsensors ein an einem zum ersten Reflexionspunkt unterschiedlichen zweiten Reflexionspunkt der Oberfläche des Objekts reflektiertes zweites Echosignal empfangen. In Abhängigkeit des ersten Echosignals und des zweiten Echosignals wird die geometrische Eigenschaft des Objekts bestimmt.One aspect of the invention relates to a method for determining a geometric property of an object in an environment of an ultrasonic sensor device by means of an electronic computing device of the ultrasonic sensor device. In the method, a first ultrasound signal is emitted into the environment by means of at least one first ultrasound sensor of the ultrasound sensor device and a second ultrasound signal is emitted into the surroundings by means of at least one second ultrasound sensor of the ultrasound sensor device that is separate from the first ultrasound sensor. A first echo signal reflected at a first reflection point of a surface of the object is received by means of the first ultrasound sensor and a second echo signal reflected at a second reflection point of the surface of the object different from the first reflection point is received by means of the second ultrasound sensor. The geometric property of the object is determined as a function of the first echo signal and the second echo signal.
Es ist vorgesehen, dass die Oberfläche des Objekts als ungewölbte Oberfläche vorgegeben wird und die geometrische Eigenschaft des Objekts in Abhängigkeit einer auf Basis einer zumindest durch den ersten Reflexionspunkt und dem zweiten Reflexionspunkt charakterisierten Geradengleichung für die Oberfläche des Objekts mittels der elektronischen Recheneinrichtung bestimmt wird.It is provided that the surface of the object is specified as a non-curved surface and the geometric property of the object is determined by means of the electronic computing device as a function of a straight line equation for the surface of the object that is characterized at least by the first reflection point and the second reflection point.
Dadurch ist es ermöglicht, dass die geometrische Eigenschaft des Objekts zuverlässig bestimmt werden kann. Insbesondere, da in realistischen Umgebungen das Objekt nicht nur einen Reflexionspunkt, sondern insbesondere eine Vielzahl von Reflexionspunkten aufweist und damit insbesondere eine horizontale Ausdehnung aufweist, ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, die geometrische Eigenschaft des Objekts verbessert bestimmen zu können. Insbesondere macht sich die Erfindung zunutze, dass das Objekt eine Vielzahl von Reflexionspunkten für die Ausbreitungswege an dem Objekt aufweist. Das Objekt besitzt insbesondere eine gewisse Bereite, in deren Fläche in einer Messung je nach Signalweg unterschiedliche Reflexionspunkte entstehen. Es ist nun vorgesehen, dass anstelle eines gemeinsamen Reflexionspunktes eine nicht gewölbte beziehungsweise ungewölbte Oberfläche des Objekts vorgegeben wird. Zusätzlich wird das Objekt mithilfe der Geradengleichung sowie einem Start- und Endpunkt, der durch die Reflexionspunkte vorgegeben ist, modelliert. Auf diese Weise ist das Verfahren unabhängig von der Objektausrichtung anwendbar und kann sogar für die Orientierungsschätzung genutzt werden, sowie durch die Begrenzungspunkte/Reflexionspunkte zur Schätzung der Breite des Objekts.This enables the geometric property of the object to be reliably determined. In particular, since in realistic environments the object has not only one reflection point, but in particular a multiplicity of reflection points and thus in particular has a horizontal extent, the method according to the invention enables the geometric property of the object to be determined in an improved manner. In particular, the invention makes use of the fact that the object has a multiplicity of reflection points for the propagation paths on the object. In particular, the object has a certain width, in whose surface different reflection points arise in one measurement depending on the signal path. It is now provided that a non-curved or non-curved surface of the object is specified instead of a common reflection point. In addition, the object is modeled using the straight line equation and a start and end point specified by the reflection points. In this way, the method can be used regardless of the object orientation and can even be used for the orientation estimate, as well as by the boundary points / reflection points for estimating the width of the object.
Die Geradengleichung der Oberfläche des Objekts beschreibt somit insbesondere die relative Lage des Objekts zu der Ultraschallsensorvorrichtung beziehungsweise zu dem jeweiligen Ultraschallsensor. Dadurch ist es ermöglicht, dass in Abhängigkeit der Lage der Ultraschallsensoren die geometrische Eigenschaft des Objekts bestimmt werden kann. Dadurch ist verbessert die Bestimmung der geometrischen Eigenschaft des Objekts ermöglicht.The straight line equation of the surface of the object thus describes in particular the relative position of the object with respect to the ultrasonic sensor device or to the respective ultrasonic sensor. This enables the geometric property of the object to be determined depending on the position of the ultrasonic sensors. This improves the determination of the geometric property of the object.
Erfindungsgemäß werden zum Bestimmen der Geradengleichung ein erster Abstand des ersten Reflexionspunkts des Objekts zum ersten Ultraschallsensor und ein zweiter Abstand des zweiten Reflexionspunkts des Objekts zum zweiten Ultraschallsensor bestimmt. Der erste Abstand und der zweite Abstand können dann wiederum zur Auswertung mittels der elektronischen Recheneinrichtung genutzt werden. Insbesondere durch die Bestimmung der beiden Abstände ist es dadurch ermöglicht, dass zuverlässig und präzise die Geradengleichung der Oberfläche des Objekts bestimmt werden kann. Dadurch ist eine zuverlässige und verbesserte Bestimmung der geometrischen Eigenschaft des Objekts ermöglicht.According to the invention, a first distance between the first reflection point of the object and the first ultrasonic sensor and a second distance between the second reflection point of the object and the second ultrasonic sensor are determined to determine the straight line equation. The first distance and the second distance can then in turn be used for evaluation by means of the electronic computing device. In particular, the determination of the two distances enables the straight line equation of the surface of the object to be determined reliably and precisely. This enables a reliable and improved determination of the geometric property of the object.
Insbesondere nutzt das Verfahren die physikalischen Grundlagen des Reflexionsgesetzes, nach denen der Einfallswinkel der ausgesendeten Welle am Objekt dem Ausfallswinkel entsprechen muss. Dadurch ergibt sich, dass für das erste Ultraschallsignal und das zweite Ultraschallsignal jeweils ein 90-Grad-Winkel bei der Oberfläche des Objekts entsteht. Insbesondere kann dadurch ein jeweiliger Signalpfad des ersten Ultraschallsignals und des zweiten Ultraschallsignals durch eine Gerade senkrecht zu der Oberfläche des Objekts beschrieben werden:
Wobei mit y jeweils die Signalwege der Ultraschallsignale beschrieben sind, und die Parameter m die Steigung und t den Versatz/Offset der Signalgerade angeben.The signal paths of the ultrasound signals are described with y, and the parameters m indicate the slope and t the offset of the signal line.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die Geradengleichung in Abhängigkeit einer ersten Einbauposition des ersten Ultraschallsensors relativ zu einer zweiten Einbauposition des zweiten Ultraschallsensors bestimmt wird. Insbesondere können dann mithilfe der bekannten Sensorpositionen die Variablen t1 und t2 der zuvor aufgeführten Gleichungen bestimmt werden. Über die jeweilig gemessenen Abstände des ersten Ultraschallsensors und des zweiten Ultraschallsensors können dann die jeweiligen Schnittpunkte der Geraden
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn in Abhängigkeit eines bestimmten Reflexionspunktabstands zwischen dem ersten Reflexionspunkt und dem zweiten Reflexionspunkt die Geradengleichung bestimmt wird. Insbesondere kann durch die Bestimmung der Steigung und des Offsets der Geradengleichung der Abstand zwischen dem ersten Reflexionspunkt und dem zweiten Reflexionspunkt bestimmt werden. Dadurch ist eine zuverlässige Bestimmung der Geradengleichung ermöglicht.It is also advantageous if the straight line equation is determined as a function of a specific reflection point distance between the first reflection point and the second reflection point. In particular, the distance between the first reflection point and the second reflection point can be determined by determining the slope and the offset of the straight line equation. This enables a reliable determination of the straight line equation.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit einer Position eines dritten Reflexionspunkts, bei welchem das erste Ultraschallsignal derart reflektiert wird, dass es vom zweiten Ultraschallsensor empfangen wird, die Geradengleichung bestimmt wird. Ergänzend oder alternativ beschreibt der dritte Reflexionspunkt den Ort, an welchem das zweite Ultraschallsignal derart reflektiert wird, dass es vom ersten Ultraschallsensor empfangen werden kann. Es handelt sich somit um einen dritten Signalweg. Insbesondere kann der dritte Reflexionspunkt einen ersten Teilabstand
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zwei Geradenparameter der Geradengleichung mittels eines Optimierungsverfahrens bestimmt werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass für die jeweiligen Geradenparameterwerte die resultierenden Abstände r1, r2 und r12 = r10 + r20, wobei
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn mittels eines Gauß-Newton-Optimierungsverfahrens oder mittels eines Gradientenverfahrens oder mittels eines Nelder-Mead-Verfahrens die zwei Geradenparameter der Geradengleichung bestimmt werden. Bei dem Gauß-Newton-Verfahren handelt es sich um ein sehr einfach zu implementierendes Verfahren mit schneller Konvergenz. Bei dem Gradientenverfahren, welches auch als Gradient-Descent-Verfahren bekannt ist, handelt es sich um ein sehr schnelles Verfahren, welches beispielsweise auch bei einem Deep-Learning (Tiefenlernen) eingesetzt werden kann. Des Weiteren kann das Gradientenverfahren einfach in der elektronischen Recheneinrichtung implementiert werden. Das Nelder-Mead-Verfahren weist eine hohe Genauigkeit auf, sodass zuverlässig und präzise die Geradengleichung bestimmt werden kann. Dadurch ist es auf unterschiedliche Art und Weise ermöglicht, die Geradengleichung des Objekts bestimmen zu können.It is also advantageous if the two line parameters of the line equation are determined by means of a Gauss-Newton optimization method or by means of a gradient method or by means of a Nelder-Mead method. The Gauss-Newton method is a very easy to implement method with fast convergence. The gradient method, which is also known as the gradient descent method, is a very fast one Process that can also be used, for example, in deep learning. Furthermore, the gradient method can easily be implemented in the electronic computing device. The Nelder-Mead method has a high degree of accuracy, so that the straight line equation can be determined reliably and precisely. This makes it possible to determine the straight line equation of the object in different ways.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn als geometrische Eigenschaft des Objekts eine Objektbreite und/oder eine Objektausrichtung und/oder eine Objektposition relativ zur Umgebung bestimmt werden kann. Insbesondere durch die Bestimmung der Objektbreite und/oder der Objektausrichtung und/oder der Objektposition können beispielsweise bei einem Einparksystem zuverlässig weitere Informationen als lediglich der Abstand zum Objekt bestimmt und angegeben werden, sodass für einen Nutzer dieses Systems eine detaillierte Beschreibung der Umgebung erzeugt werden kann, wodurch die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden kann.Furthermore, it has proven to be advantageous if an object width and / or an object orientation and / or an object position relative to the surroundings can be determined as the geometric property of the object. In particular, by determining the object width and / or the object orientation and / or the object position, for example in a parking system, it is possible to reliably determine and specify further information than just the distance to the object, so that a detailed description of the environment can be generated for a user of this system, which can increase road safety.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn in Abhängigkeit der bestimmten Geradengleichung und mittels einer vorgegebenen Höhe des Objekts eine dreidimensionale geometrische Eigenschaft des Objekts bestimmt wird. Die vorgegebene Höhe kann beispielsweise mittels entsprechenden Höhenschätzungsverfahren, welche aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt sind, durchgeführt werden. Es kann hierbei ebenfalls vorgesehen sein, dass das beschriebene Verfahren auf eine 3D-Positionsschätzung durchgeführt werden kann, wobei dann je nach Anwendung die Modellierung des Objektes als Gerade oder Ebene gewählt werden kann. Insbesondere kann hierzu ein dritter Ultraschallsensor genutzt werden, welcher nicht auf einer gemeinsamen Höhe, insbesondere horizontal betrachtet, mit den beiden anderen Ultraschallsensoren liegt. Mit anderen Worten ist es ermöglicht, dass durch die vorgegebene Höhe des Objekts auch eine dreidimensionale Bestimmung der geometrischen Eigenschaft des Objekts in der Umgebung durchgeführt werden kann. Somit kann präzise die Umgebung erfasst werden. Dadurch kann die Sicherheit im Straßenverkehr entsprechend erhöht werden.Furthermore, it has proven to be advantageous if a three-dimensional geometric property of the object is determined as a function of the determined straight line equation and by means of a predetermined height of the object. The predetermined height can be carried out, for example, by means of corresponding height estimation methods, which are sufficiently known from the prior art. It can also be provided here that the method described can be carried out on a 3D position estimate, the modeling of the object then being able to be selected as a straight line or plane, depending on the application. In particular, a third ultrasonic sensor can be used for this purpose, which is not at a common height, in particular viewed horizontally, with the other two ultrasonic sensors. In other words, it is possible that the predetermined height of the object can also be used to carry out a three-dimensional determination of the geometric property of the object in the environment. The environment can thus be precisely recorded. This can increase road safety accordingly.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird mittels zumindest eines dritten Ultraschallsensors ein drittes Ultraschallsignal in die Umgebung ausgesendet und ein drittes Echosignal eines weiteren Reflexionspunktes auf der Oberfläche des Objekts empfangen und die Geradengleichung zusätzlich in Abhängigkeit des weiteren Reflexionspunktes bestimmt. Dadurch kann die Genauigkeit des vorgestellten Verfahrens durch die Verwendung des zumindest dritten Ultraschallsensors verbessert werden. Dadurch kann noch präziser die Umgebung der Ultraschallsensorvorrichtung erfasst werden.In a further advantageous embodiment, a third ultrasound signal is emitted into the environment by means of at least one third ultrasound sensor and a third echo signal from another reflection point is received on the surface of the object, and the line equation is additionally determined as a function of the further reflection point. As a result, the accuracy of the method presented can be improved by using the at least third ultrasonic sensor. As a result, the surroundings of the ultrasonic sensor device can be detected even more precisely.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform werden zumindest das erste Ultraschallsignal und das zweite Ultraschallsignal in einer gleichen horizontalen Ebene ausgesendet und/oder zumindest der erste Ultraschallsensor und der zweite Ultraschallsensor in einer gleichen horizontalen Ebene angeordnet. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass das Verfahren mittels bereits bekannter Ultraschallsensorvorrichtungen, welche beispielsweise in einer Stoßstange des Kraftfahrzeugs angeordnet sein können, durchgeführt werden kann. Insbesondere bei den bereits bekannten Ultraschallsensorvorrichtungen sind die jeweiligen Ultraschallsensoren in einer gleichen horizontalen Ebene angeordnet. Durch das Aussenden der Ultraschallsignale in horizontaler Richtung kann des Weiteren mit wenig Rechenaufwand die geometrische Eigenschaft des Objekts bestimmt werden.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn zumindest eine horizontale geometrische Eigenschaft des Objekts bestimmt wird. Insbesondere für beispielsweise Einparkhilfen ist die horizontale Eigenschaft des Objekts von entscheidender Bedeutung, um zuverlässig die Ultraschallsensorvorrichtung für das Einparken nutzen zu können. Da insbesondere die horizontale Ausdehnung des Objekts von Bedeutung ist, ist es somit vorteilhaft, wenn die horizontale geometrische Eigenschaft des Objekts zuverlässig bestimmt werden kann.According to a further advantageous embodiment, at least the first ultrasound signal and the second ultrasound signal are emitted in the same horizontal plane and / or at least the first ultrasound sensor and the second ultrasound sensor are arranged in the same horizontal plane. In particular, this enables the method to be carried out by means of already known ultrasonic sensor devices, which can be arranged, for example, in a bumper of the motor vehicle. In the case of the already known ultrasonic sensor devices in particular, the respective ultrasonic sensors are arranged in the same horizontal plane. By emitting the ultrasound signals in the horizontal direction, the geometric property of the object can also be determined with little computation effort.
It is also advantageous if at least one horizontal geometric property of the object is determined. In particular for parking aids, for example, the horizontal property of the object is of crucial importance in order to be able to use the ultrasonic sensor device reliably for parking. Since the horizontal extent of the object is particularly important, it is therefore advantageous if the horizontal geometric property of the object can be determined reliably.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche in einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um das Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt oder einer vorteilhaften Ausgestaltungsform davon durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor einer elektronischen Recheneinrichtung abgearbeitet wird.Another aspect of the invention relates to a computer program product with program code means which are stored in a computer-readable medium in order to carry out the method according to the preceding aspect or an advantageous embodiment thereof when the computer program product is processed on a processor of an electronic computing device.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine elektronische Recheneinrichtung mit einem Computerprogrammprodukt nach dem vorhergehenden Aspekt. Insbesondere wird das Computerprogrammprodukt auf der elektronischen Recheneinrichtung abgearbeitet. Insbesondere wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung das Verfahren durchgeführt.A still further aspect of the invention relates to an electronic computing device with a computer program product according to the preceding aspect. In particular, the computer program product is processed on the electronic computing device. In particular, the method is carried out by means of the electronic computing device.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Ultraschallsensorvorrichtung mit zumindest einem ersten Ultraschallsensor, mit zumindest einem zweiten Ultraschallsensor und mit einer elektronischen Recheneinrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt. Insbesondere wird das Verfahren mittels der Ultraschallsensorvorrichtung durchgeführt. A still further aspect of the invention relates to an ultrasonic sensor device with at least one first ultrasonic sensor, with at least one second ultrasonic sensor and with an electronic computing device according to the preceding aspect. In particular, the method is carried out by means of the ultrasonic sensor device.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Ultraschallsensorvorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.Yet another aspect of the invention relates to a motor vehicle with an ultrasonic sensor device according to the previous aspect. The motor vehicle is designed in particular as a passenger car.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Computerprogrammprodukts, der elektronischen Recheneinrichtung, der Ultraschallsensorvorrichtung sowie des Kraftfahrzeugs anzusehen. Die elektronische Recheneinrichtung, die Ultraschallsensorvorrichtung sowie das Kraftfahrzeug weisen dazu gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen.Advantageous embodiments of the method are to be regarded as advantageous embodiments of the computer program product, the electronic computing device, the ultrasonic sensor device and the motor vehicle. For this purpose, the electronic computing device, the ultrasonic sensor device and the motor vehicle have physical features which enable the method to be carried out or an advantageous embodiment thereof.
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 nahfolgend 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 aus separierten Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungsformen, als offenbart anzusehen, die über die in Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.Further features of the invention result from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or on their own, without the scope of Leaving invention. Embodiments of the invention are thus also to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, but which emerge from separate combinations of features from the explanations explained and can be generated. Versions and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which therefore do not have all the features of an originally formulated claim. In addition, versions and combinations of features, in particular by the embodiments set out above, are to be regarded as disclosed which go beyond or differ from the combinations of features set out in the references of the claims.
Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen erläutert.Exemplary embodiments are explained below using schematic drawings.
Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer Ausführungsform einer Ultraschallsensorvorrichtung; und -
2 eine schematische Zeichnung zur Bestimmung der Geradengleichung.
-
1 is a schematic plan view of a motor vehicle with an embodiment of an ultrasonic sensor device; and -
2nd a schematic drawing to determine the straight line equation.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
Zum Erfassen des Objekts
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird vom ersten Ultraschallsensor
Darüber hinaus umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung
Das Verfahren zum Bestimmen einer geometrischen Eigenschaft des Objekts
Es ist vorgesehen, dass die Oberfläche
Dadurch ist es ermöglicht, dass die geometrische Eigenschaft des Objekts
Die Geradengleichung y der Oberfläche
In der
Aufgrund des Reflexionsgesetzes ergeben sich dann für den Einfallswinkel
Die bisher bestimmten Schnittpunkte für die Reflexionspunkte
Dadurch kann eine verbesserte Genauigkeit der Positionsschätzung durch die realistische Modellierung des Objektes
Ferner kann mittels zumindest eines dritten Ultraschallsensors ein drittes Ultraschallsignal in die Umgebung
Ferner zeigt
Insbesondere ist vorgesehen, dass zum Bestimmen der Geradengleichung y der erste Abstand
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Geradengleichung y in Abhängigkeit einer ersten Einbauposition des ersten Ultraschallsensors
Insbesondere ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit des bestimmten Reflexionspunktabstands
Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit einer Position des dritten Reflexionspunkts
Insgesamt zeigt die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung der Objektbreite, - orientierung und -position mit zumindest zwei Ultraschallsensoren
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- 2018-11-27 DE DE102018129876.5A patent/DE102018129876B3/en active Active
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