DE102018130914A1

DE102018130914A1 - Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung mit einem Auswerten eines ersten Ultraschallsignals und eines zweiten Ultraschallsignals sowie Ultraschallsensorvorrichtung

Info

Publication number: DE102018130914A1
Application number: DE102018130914.7A
Authority: DE
Inventors: Mirian Rodriguez-Romero
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2020-06-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung (2) bei welchem ein Ultraschallsignal (10) in einen Bodenbereich (6) eines Kraftfahrzeugs (1) ausgesendet wird und ein Ultraschallsignal (10) empfangen wird und in Abhängigkeit des empfangenen Ultraschallsignals (10) ein Objekt (7) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (11) erkannt wird, wobei ein erstes Ultraschallsignal (12) zu einem ersten Zeitpunkt (t1) in den Bodenbereich (6) empfangen wird und ein zweites Ultraschallsignal (13) zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) empfangen wird und das erste Ultraschallsignal (12) als erste Referenzkurve (R1) mit dem zweiten Ultraschallsignal (13) als Vergleichskurve (V) miteinander verglichen werden und in Abhängigkeit des Vergleichs, wobei in Abhängigkeit von empfangenen ersten Amplituden (A1) ein erster Schwellwertbereich (S') erzeugt wird, das Objekt (7) erkannt wird, wenn eine vorbestimmte erste Anzahl von empfangenen ersten Amplituden (A1) der Vergleichskurve (V) außerhalb des Schwellwertbereichs (S') detektiert wird. Ferner betrifft die Erfindung eine elektronische Recheneinrichtung (11) sowie eine Ultraschallsensorvorrichtung (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Bei dem Verfahren wird ein Ultraschallsignal in einen Bodenbereich unterhalb des Kraftfahrzeugs ausgesendet und ein Ultraschallsignal aus dem Bodenbereich empfangen. In Abhängigkeit des ausgesendeten und/oder des empfangenen Ultraschallsignals wird ein Objekt in dem Bodenbereich mittels einer elektronischen Recheneinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung erkannt. Ferner betrifft die Erfindung eine Ultraschallsensorvorrichtung.
Das Interesse richtet sich vorliegend auf Ultraschallsensorvorrichtungen für Kraftfahrzeuge. Aus dem Stand der Technik sind Ultraschallsensorvorrichtungen bekannt, welche eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweisen. Mit solchen Ultraschallsensoren kann ein Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs überwacht werden. Insbesondere kann mithilfe der Ultraschallsensoren ein jeweiliger Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und den Objekten in dem Umgebungsbereich bestimmt werden. Eine solche Ultraschallsensorvorrichtung kann beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems sein, welches den Fahrer beim Einparken in eine Parklücke und/oder beim Ausparken aus einer Parklücke unterstützt.
Die Erfindung macht sich dabei zunutze, dass mittels der Ultraschallsensorvorrichtung auch Objekte unterhalb des Kraftfahrzeugs erfasst werden können. Insbesondere bei einem zumindest teilweise autonomen, insbesondere bei einem vollautonomen, Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs kann durch die Überwachung des Unterbodens beispielsweise verhindert werden, dass bei einem „Losfahren“ des Kraftfahrzeugs das Kraftfahrzeug durch das Objekt beeinträchtigt werden kann, oder dass das Objekt aufgrund des Kraftfahrzeugs beeinträchtigt werden kann.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Ultraschallsensorvorrichtungen bekannt, mit denen ein Bodenbereich unterhalb des Kraftfahrzeugs überwacht werden kann. Beispielsweise offenbart hierzu die DE 10 2013 001 119 A1 ein Fahrerassistenzsystem zum Assistieren eines Fahrers beim Ein- und/oder Ausparken eines Fahrzeugs, wobei das Fahrerassistenzsystem wenigstens eine Sensor-Einrichtung zum Erfassen eines Umgebungsbereichs des Kraftfahrzeugs und ein Steuergerät zum Auswerten der Signale der Sensor-Einrichtung aufweist. Anhand der Signale kann beispielsweise ein Abstand zwischen dem Boden und einer Unterseite des Fahrzeugs ermittelt werden. Dabei sind die Sensor-Einrichtung und das Steuergerät derart eingerichtet, dass der Erfassungsbereich der Sensoreinrichtung wenigstens einen vorgebbaren Bodenbereich unterhalb des Kraftfahrzeugs umfasst. Die Sensor-Einrichtung kann zumindest einen Ultraschallsensor umfassen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Ultraschallsensorvorrichtung zu schaffen, mittels welchen ein Bodenbereich unterhalb des Kraftfahrzeugs zuverlässiger überwacht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch eine Ultraschallsensorvorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei welchem ein Ultraschallsignal in einem Bodenbereich unterhalb des Kraftfahrzeugs ausgesendet wird. Es wird ein Ultraschallsignal aus dem Bodenbereich empfangen und in Abhängigkeit des ausgesendeten und/oder des empfangenen Ultraschallsignals wird ein Objekt in dem Bodenbereich mittels einer elektronischen Recheneinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung erkannt.
Es ist vorgesehen, dass ein erstes Ultraschallsignal mittels eines ersten Ultraschallsensors der Ultraschallsensorvorrichtung zu einem ersten Zeitpunkt in den Bodenbereich ausgesendet und empfangen wird und ein zweites Ultraschallsignal mittels des ersten Ultraschallsensors zu einem zum ersten Zeitpunkt unterschiedlichen zweiten Zeitpunkt ausgesendet und empfangen wird und das erste empfangene Ultraschallsignal als erste Referenzkurve mit dem zweiten empfangenen Ultraschallsignal als Vergleichskurve mittels der elektronischen Recheneinrichtung miteinander verglichen werden. In Abhängigkeit des Vergleichs wird das Objekt erkannt. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird die erste Referenzkurve derart ausgewertet, dass in Abhängigkeit von empfangenen ersten Amplituden des ersten empfangenen Ultraschallsignals ein erster Schwellwertbereich mit einer oberen Schwellwertgrenze und mit einer unteren Schwellwertgrenze für das erste empfangene Ultraschallsignal erzeugt wird, und das Objekt wird erkannt, wenn eine vorbestimmte erste Anzahl von empfangenen Echoamplituden der Vergleichskurve außerhalb des ersten Schwellwertbereichs detektiert wird.
Dadurch ist es ermöglicht, dass die Referenzkurve zum ersten Zeitpunkt als Referenz für ein Nichtvorhandensein des Objekts unterhalb des Kraftfahrzeugs genutzt wird. Insbesondere da sich das Kraftfahrzeug beispielsweise während des ersten Zeitpunkts derart beispielsweise in eine Parklücke bewegt hat, dass der Bodenbereich frei war, kann dies als Referenz für das Nichtvorhandensein des Objekts angesehen werden. Um nun den Vergleich durchzuführen, ob sich die Situation unterhalb des Bodenbereichs zum zweiten Zeitpunkt verändert hat, wird ein zweites Ultraschallsignal durch den ersten Ultraschallsensor ausgesendet und das empfangene zweite Ultraschallsignal wird mit der Referenzkurve verglichen. Sollte sich hierbei eine Änderung ergeben haben, so kann davon ausgegangen werden, dass sich ein Objekt unterhalb des Kraftfahrzeugs, insbesondere innerhalb des Bodenbereichs befindet. Dadurch kann eine zuverlässige Erkennung des Objekts durchgeführt werden, wodurch insbesondere der Bodenbereich verbessert überwacht werden kann. Dies führt insbesondere dazu, dass es verhindert werden kann, dass das Kraftfahrzeug durch das Objekt beeinträchtigt wird, oder dass das Objekt durch das Kraftfahrzeug beeinträchtigt wird. Insbesondere kann somit ein Fahrerassistenzsystem bereitgestellt werden, mittels welchem zuverlässig eine Bodenüberwachung des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden kann.
Unter Anzahl ist im vorliegenden Fall insbesondere zumindest eine Amplitude, bevorzugt eine Vielzahl von Amplituden, wobei Vielzahl insbesondere mehr als eine Amplitude bedeutet, zu verstehen.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Objekt durch eine Vielzahl von Echos innerhalb des Ultraschallsignals definiert ist. Mit anderen Worten können eine Vielzahl von Echos als Echoamplituden im Ultraschallsignal erfasst werden, welche dann wiederum das Objekt beschreiben. Insbesondere, da das Objekt eine entsprechende geometrische Ausdehnung aufweist, werden mehrere Echos, beispielsweise bei unterschiedlichen Abständen zum Ultraschallsensor, erfasst, und entsprechend ausgewertet. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass innerhalb der Vergleichskurve eine Vielzahl von unterschiedlichen Echos erfasst wird, welche dem Objekt zugeordnet werden können, um auf das Objekt schließen zu können. Mit anderen Worten kann bevorzugt vorgesehen sein, dass bei einer Abweichung der Vergleichskurve an mehreren Stellen/Amplituden, insbesondere an mehreren Zeitpunkten beziehungsweise Abständen, innerhalb der Vergleichskurve, erst das Objekt erkannt wird. Insbesondere führt diese Ausführungsform dazu, dass Fehlinterpretationen innerhalb des Vergleichs des ersten Ultraschallsignals mit dem zweiten Ultraschallsignal durchgeführt werden.
Bevorzugt kann vorgesehene sein, dass mittels des Verfahrens auch eine Vielzahl von Objekten, insbesondere mehr als ein Objekt, innerhalb des Bodenbereichs erfasst werden kann.
Als Bodenbereich wird insbesondere der Bereich angesehen, welcher sich direkt unterhalb des Kraftfahrzeugs befindet. Insbesondere kann beispielsweise der Bodenbereich durch die äußere Form des Kraftfahrzeugs und/oder durch die Positionierung der Reifen des Kraftfahrzeugs definiert sein.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit des Vergleichs ein entsprechendes Warnsignal beispielsweise für einen Fahrer ausgegeben werden kann. Sollte beispielsweise festgestellt werden, dass sich ein Objekt unterhalb des Kraftfahrzeugbodens befindet, so kann durch ein Fahrerassistenzsystem ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben werden, welches beispielsweise einem Fahrer des Kraftfahrzeugs vor dem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt wird. Insbesondere kann dadurch der Fahrer über das Vorhandensein des Objekts unterhalb des Kraftfahrzeugs in Kenntnis gesetzt werden.
Sollte sich beispielsweise das Kraftfahrzeug in einem zumindest teilweise autonomen, insbesondere in einem vollautonomen, Fahrbetrieb befinden, so kann mittels des Fahrerassistenzsystems bevorzugt vorgesehen sein, dass, sollte ein Objekt unterhalb des Kraftfahrzeugs erkannt werden, ein Stoppsignal erzeugt wird, sodass ein Losfahren des zumindest teilweise autonomen, insbesondere des vollautonomen, Kraftfahrzeugs nicht durchgeführt werden kann. Somit kann sowohl die Sicherheit für das Kraftfahrzeug als auch die Sicherheit für das Objekt erhöht werden.
Beispielsweise kann als Objekt ein Stein oder Ast angesehen werden, welches beispielsweise aufgrund von Umweltbedingungen unterhalb des Kraftfahrzeugs während des Stillstands des Kraftfahrzeugs angeordnet wurde. Ferner kann als Objekt ein Tier angesehen werden, welches sich unterhalb des Kraftfahrzeugs während des zweiten Zeitpunkts befindet.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt eine längere Zeitspanne, beispielsweise von mindestens zwei Minuten, liegt.
Der erste Zeitpunkt ist insbesondere durch ein Abstellen des Kraftfahrzeugs nach einem Fahrbetrieb definiert. Der zweite Zeitpunkt ist insbesondere durch einen Betriebsbeginn des Kraftfahrzeugs nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs definiert.
Ferner kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Ultraschallsensor insbesondere derart am Kraftfahrzeug angeordnet ist, dass ein Bereich vor oder hinter zumindest einem Reifen des Kraftfahrzeugs damit überwacht werden kann. Dies hat insbesondere den Vorteil, da mittels des zumindest einen Reifens das Objekt überfahren werden könnte, wodurch dieses beschädigt werden könnte, genau dieser kritische Bereich überwacht werden kann. Somit kann zuverlässig der kritische Teil betrachtet werden, mittels welchem das Kraftfahrzeug das Objekt überfahren würde.
Insbesondere werden zum Erkennen des Objekts die Rohdaten genutzt. Mit anderen Worten wird insbesondere mittels der Rohdaten des ersten Ultraschallsensors die Referenzkurve erzeugt. Diese wiederum besteht aus einer spezifischen Anzahl von Werten, die die Amplituden des Signals in der vorgegebenen Laufzeit des Ultraschallsensors beschreiben. Sollte beispielsweise der Ultraschallsensor dazu ausgelegt sein, eine Entfernung von 0 bis 1 Meter zu überwachen, so ist die Werteanzahl entsprechend vorgeschrieben. Insbesondere sind dann die Werte zu vorgegebenen diskreten Zeitabständen beziehungsweise Entfernungsabständen als Echosignale empfangbar. Insbesondere weist dann das empfangene Echosignal eine Vielzahl von unterschiedlichen entsprechenden Echowerten mit unterschiedlichen Amplituden zu den unterschiedlichen Zeitpunkten beziehungsweise Entfernungen auf. Diese unterschiedlichen Amplituden zu den unterschiedlichen Zeitpunkten wiederum werden dann als Rohdatenkurve beziehungsweise Referenzkurve und Vergleichskurve genommen.
Ähnlich verhält es sich mit dem zweiten Ultraschallsignal. Es wird dann die Vergleichskurve, wie die Referenzkurve aufgenommen. Jedoch, wenn sich ein Objekt nun unterhalb des Kraftfahrzeugs befindet, so verändern sich insbesondere die Werte in dem Abstandsbereich des Objekts. Insbesondere werden dann die Amplituden im Bereich des Objekts verändert, was wiederum durch den Vergleich entsprechend erkannt werden kann. Insbesondere durch die Erzeugung des Schwellwertbereichs kann somit zuverlässig festgestellt werden, sollte sich die Amplituden in der Vergleichskurve außerhalb dieses Schwellwertbereichs befinden, dass sich ein Objekt nun unterhalb des Kraftfahrzeugbodens aufhält.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass zur Erkennung des Objekts eine minimale Anzahl, beispielsweise mindestens zwei, mindestens fünf, mindestens zehn, mindestens 50, mindestens 100 oder mindestens 150, von Echos empfangen werden muss, welche außerhalb des Schwellwertbereichs liegen. Insbesondere kann somit verhindert werden, dass bereits bei der Erkennung von einem einzigen „Ausreißer“, bereits ein entsprechendes Erkennungssignal für ein Objekt ausgegeben wird, obwohl kein Objekt in der Umgebung, insbesondere im Bodenbereich des Kraftfahrzeugs vorhanden ist. Dies verhindert insbesondere eine Falscherkennung des Objekts.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird die erste Referenzkurve durch Aussenden des ersten Ultraschallsignals über einen vorbestimmten ersten Zeitraum erzeugt und der erste Schwellwertbereich durch Auswerten des empfangenen Ultraschallsignals über den vorbestimmten ersten Zeitraum erzeugt. Mit anderen Worten wird nicht nur ein Ultraschallsignal in die Umgebung ausgesendet, sondern das erste Ultraschallsignal wird über einen vorbestimmten Zeitraum, beispielsweise über eine Sekunde, zwei Sekunden, fünf Sekunden, ausgesendet, wodurch dann wiederum über den bestimmten Zeitraum die Referenzkurve durch eine Vielzahl von Amplituden während mehrerer Ultraschallmessungen erzeugt wird. Insbesondere können dann über den Zeitraum hinweg jeweils innerhalb des Zeitraums die Schwellwertgrenzen, sowohl die obere Schwellwertgrenze, als auch die untere Schwellwertgrenze, bestimmt werden und dadurch der Schwellwertbereich für das erste Ultraschallsignal während des ersten Zeitraums bestimmt werden. Beispielsweise werden als obere Schwellwertgrenze die maximalen Amplituden während des gesamten ersten Zeitraums und als untere Schwellwertgrenze die minimalen Amplituden während des gesamten ersten Zeitraums gesetzt. Sollte sich dann eine Amplitude des zweiten Ultraschallsignals außerhalb dieses Schwellwertbereichs über dem vorbestimmten ersten Zeitraum befinden, so kann entsprechend das Objekt erkannt werden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass zuverlässig der Unterboden durch die Bereitstellung des Schwellwertbereichs über einen längeren Zeitraum überwacht werden kann.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die erste Referenzkurve als Hysterese-Fenster mittels der elektronischen Recheneinrichtung erzeugt wird. Mit anderen Worten wird die Referenzkurve nicht direkt aus den Rohdaten des ersten Ultraschallsignals gewonnen, sondern es wird aus den Daten des ersten Ultraschallsignals ein Hysterese-Fenster erzeugt, mittels welchem dann die Referenzkurve erzeugt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass eine verbesserte Auswertung des ersten Ultraschallsignals zur Erzeugung der Referenzkurve durchgeführt werden kann, wobei durch die Nutzung des Hysterese-Fensters insbesondere der obere Schwellwert und der untere Schwellwert entsprechend mit verwertet werden können. Dadurch sind ein verbesserter Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung und die verbesserte Detektion des Objekts unterhalb des Bodenbereichs des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn zur Erzeugung des Hysterese-Fensters eine Mittelwertbildung der empfangenen erstem Amplituden des ersten Ultraschallsignals durchgeführt wird. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass aus den jeweiligen unteren erfassten Schwellwerten des ersten Ultraschallsignals und der oberen erfassten Schwellwerte des ersten Ultraschallsignals eine Mittelwertbildung durchgeführt wird, welche dann wiederum zur Erzeugung der Referenzkurve mitgenutzt werden. Dadurch kann zuverlässig der Schwellwertbereich mit der Referenzkurve bestimmt werden, wodurch ein verbesserter Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung und dadurch eine verbesserte Erkennung des Objekts innerhalb des Bodenbereichs durchgeführt werden kann.
Beispielsweise kann das Hystere-Fenster (HF) mittels der Formel: $H F = \pm (M e a n_{r e f} + \frac{M a x_{r e f} - M i n_{r e f}}{2})$
bestimmt werden, wobei Mean_ref dem Mittelwert entspricht und Max_ref der oberen Schwellwertgrenze und Min_ref der unteren Schwellwertgrenze entsprechen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird das zweite Ultraschallsignal über einen vorbestimmten zweiten Zeitraum ausgesendet und durch Vergleich der empfangenen ersten Amplituden über den vorbestimmten zweiten Zeitraum mit der ersten Referenzkurve wird das Objekt erkannt. Mit anderen Worten wird auch das zweite Ultraschallsignal über einen vorbestimmten Zeitraum, beispielsweise eine Sekunde, zwei Sekunden, drei Sekunden, fünf Sekunden ausgesendet. Insbesondere erfolgt dann eine mehrfache Auswertung, insbesondere eine mehrfache Ultraschallmessung, des zweiten Ultraschallsignals über diesen vorbestimmten Zeitraum. Insbesondere kann dann vorgesehen sein, dass bei einer erfassten Amplitude, welche außerhalb des Schwellwertbereichs liegt, diese mehrmals außerhalb des Schwellwertbereichs über dem vorbestimmten Zeitraum liegen muss, um diesen entsprechend als signifikantes Zeichen für das Vorhandensein des Objekts anzusehen. Mit anderen Worten wird über den zweiten Zeitraum bestimmt, ob das Echo in dem vorbestimmten Abstand mehrmals außerhalb des Schwellwertbereichs liegt. Erst wenn dies als vorbestimmte Anzahl mehrmals außerhalb des Schwellbereichs liegt, wird das Echo als Objekt erkannt. Dadurch kann zuverlässig eine Fehlinterpretation eines nicht vorhandenen Objekts verhindert werden.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das erste Ultraschallsignal und das zweite Ultraschallsignal zusätzlich von zumindest einem zweiten Ultraschallsensor der Ultraschallsensorvorrichtung empfangen wird und eine zweite Referenzkurve mit einem zweiten Schwellwertbereich in Abhängigkeit der durch den zweiten Ultraschallsensor empfangenen zweiten Amplituden des ersten Ultraschallsignals erzeugt wird und mit den durch den zweiten Ultraschallsensor empfangenen zweiten Amplituden des zweiten Ultraschallsignals als eine zweite Vergleichskurve verglichen werden und das Objekt erkannt wird, wenn eine vorbestimmte zweite Anzahl von empfangenen zweiten Amplituden der zweiten Vergleichskurve außerhalb des zweiten Schwellwertbereichs detektiert wird. Mit anderen Worten kann mit dem ersten Ultraschallsensor eine direkte Messung durchgeführt werden und mit dem zweiten Ultraschallsensor kann eine indirekte Messung durchgeführt werden. Der zweite Ultraschallsensor ist somit insbesondere lediglich zum Empfangen des ersten Ultraschallsignals und des zweiten Ultraschallsignals des ersten Ultraschallsensors ausgebildet. Mit anderen Worten sendet der zweite Ultraschallsensor kein Ultraschallsignal aus, sondern empfängt lediglich die Ultraschallsignale des ersten Ultraschallsensors. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass detektiert werden kann, ob sich das durch die direkte Messung erfasste Objekt auch tatsächlich unterhalb des Kraftfahrzeugs befindet oder lediglich neben dem Kraftfahrzeug. Durch die indirekte Messung mittels des zweiten Ultraschallsensors kann somit verhindert werden, dass ein Objekt als kritisch beziehungsweise als vorhanden eingestuft wird, welches sich nicht unterhalb des Kraftfahrzeugs, sondern neben dem Kraftfahrzeug aber durch die direkte Messung detektiert wurde, befindet. Dadurch kann verhindert werden, dass beispielsweise ein Stoppsignal für das Kraftfahrzeug erzeugt wird, obwohl sich das Objekt nicht unterhalb des Kraftfahrzeugs befindet, sondern lediglich parallel zum Kraftfahrzeug angeordnet ist. Dadurch kann eine zuverlässige Erkennung des Objekts durchgeführt werden, ob sich das Objekt unterhalb des Kraftfahrzeugs befindet und somit das Kraftfahrzeug beeinträchtigen kann oder nicht. Des Weiteren kann dadurch das Ergebnis der Messung mittels des ersten Ultraschallsensors mit der Messung des zweiten Ultraschallsensors verglichen werden und beispielsweise erst das Objekt bestimmt werden, wenn von beiden Ultraschallsensoren beziehungsweise wenn bei der Auswertung von beiden Vergleichen herauskommt, dass sich das Objekt unterhalb des Kraftfahrzeugs befindet. Dadurch sind ein verbesserter Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung und eine verbesserte Überwachung des Bodenbereichs des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird das Objekt erkannt, wenn eine erste Echoanzahl von empfangenen Echoamplituden des ersten Ultraschallsensors gleich oder größer ist als eine zweite Echoanzahl von empfangenen Echoamplituden des zweiten Ultraschallsensors. Insbesondere, wie bereits beschrieben, wird dem Objekt eine Mehrzahl von Echoamplituden zugewiesen. Insbesondere da die Laufzeit des Ultraschallsignals zum ersten Ultraschallsensor niedriger ist als zum zweiten Ultraschallsensor, ist es daher von entscheidender Bedeutung, dass die Echoanzahl von den empfangenen Echoamplituden im ersten Ultraschallsensor zumindest gleich, insbesondere größer, ist als die zweite Echoanzahl von empfangenen Echoamplituden des zweiten Ultraschallsensors. Insbesondere kann damit validiert werden, ob sich das Objekt tatsächlich innerhalb des Unterbodenbereichs als Bodenbereich befindet. Dadurch ist eine verbesserte Überwachung des Unterbodenbereichs des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Objekt erkannt wird, wenn der erste Ultraschallsensor durch Vergleich und der zweite Ultraschallsensor durch Vergleich jeweils das Objekt erkennen. Mit anderen Worten wird jeweils durch die elektronische Recheneinrichtung ausgewertet, ob mittels des ersten Ultraschallsensors das Objekt erkannt wurde und mittels des zweiten Ultraschallsensors das Objekt erkannt wurde. Erst wenn sowohl vom ersten Ultraschallsensor als auch vom zweiten Ultraschallsensor, insbesondere erst wenn durch die Auswertung des entsprechenden Empfangssignals des ersten Ultraschallsensors und durch die Auswertung des entsprechenden Empfangssignals des zweiten Ultraschallsensors herauskommt, dass sich ein Objekt unterhalb des Bodenbereichs des Kraftfahrzeugs befindet, wird entsprechend ausgegeben, dass das Objekt vorhanden ist. Dadurch kann verhindert werden, dass beispielsweise eine fehlerhafte Auswertung des ersten Ultraschallsensors und/oder des zweiten Ultraschallsensors zu einer Fehlinterpretation des Vorhandenseins des Objekts führt. Somit können die Auswertungen des ersten Ultraschallsensors und des zweiten Ultraschallsensors miteinander validiert werden. Dies führt zu einem verbesserten und zuverlässigen Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung und dadurch zu einer verbesserten Erkennung des Objekts unterhalb des Bodenbereichs des Kraftfahrzeugs.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das erste Ultraschallsignal ausgesendet wird, wenn das Kraftfahrzeug zum Stillstand gebracht wird als erster Zeitpunkt, insbesondere geparkt wird. Mit anderen Worten, wird als erster Zeitpunkt gewählt, wenn das Kraftfahrzeug stillsteht. Insbesondere, nachdem das Kraftfahrzeug geparkt wird, wird das erste Ultraschallsignal ausgesendet. Insbesondere, da vor dem Stillstand eine Überwachung des Unterbodenbereichs bereits durch einen Nutzer durchgeführt wird, ist es von entscheidender Bedeutung, dass während des Stillstands, bei dem beispielsweise keine Überwachung durch den Nutzer erfolgt, der Unterbodenbereich überwacht wird. Insbesondere wird somit beim Parken beziehungsweise beim Stillstand des Kraftfahrzeugs das erste Ultraschallsignal ausgewertet und es kann dann beispielsweise vorgesehen sein, dass vor einem nächsten Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs wiederum der Bodenbereich für diese Stillstandszeit überwacht wird. Somit kann insbesondere während des Stillstands des Kraftfahrzeugs für einen nächsten Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs der Bodenbereich überwacht werden.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das erste Ultraschallsignal ausgesendet wird, wenn das Kraftfahrzeug durch einen Nutzer abgeschlossen wird als erster Zeitpunkt. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass erst, wenn der Nutzer das Kraftfahrzeug verlassen hat und das Kraftfahrzeug abgeschlossen ist, das erste Ultraschallsignal ausgesendet wird und eine Überwachung des Bodenbereichs beginnt. Insbesondere hat dies den Hintergrund darin, dass beispielsweise aufgrund der Beladung des Kraftfahrzeugs sich eine Höhe beziehungsweise eine Belastung des Kraftfahrzeugs entsprechend verändert, sobald das Kraftfahrzeug verlassen wird oder entladen wird. Insbesondere kann durch den Beladungszustand damit auch der Abstand zum Boden des Kraftfahrzeugs verändert werden. Somit würde, sollte bereits mit der entsprechenden Beladung beziehungsweise mit dem Nutzer das erste Ultraschallsignal ausgesendet werden, ein falscher Vergleich durchgeführt werden. Dies würde zu einer Fehlinterpretation für das Vorhandensein des Objekts führen. Daher ist vorgesehen, dass erst, wenn der Nutzer das Fahrzeug abgeschlossen hat, woraufhin dann zu schließen ist, dass das Fahrzeug endgültig in diesem Zustand für zumindest eine gewisse Zeitdauer verharren wird, erst die Überwachung des Unterbodens durchgeführt wird. Dadurch kann ein zuverlässiger Vergleich für die Überwachung des Bodenbereichs durchgeführt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird das zweite Ultraschallsignal ausgesendet, wenn das Kraftfahrzeug durch einen Nutzer gestartet wird als zweiter Zeitpunkt. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass bereits durch ein Aufschließen des Nutzers das zweite Ultraschallsignal ausgesendet wird. Somit kann bereits vor Fahrtantritt zuverlässig die entsprechende Vergleichskurve erzeugt werden. Dadurch kann eine zuverlässige Überwachung des Bodenbereichs durchgeführt werden. Insbesondere vor Fahrantritt und somit vor einer potentiellen Gefährdung des Kraftfahrzeugs durch das Objekt oder des Objekts durch das Kraftfahrzeug kann somit die Überwachung durchgeführt werden. Des Weiteren hat dadurch eine Beladungsänderung nach dem Aufschließen aber vor Fahrtantritt keinen negativen Einfluss auf die Überwachung. Dies führt zu einem verbesserten Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung und zu einer verbesserten Überwachung des Bodenbereichs des Kraftfahrzeugs.
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 mittels der elektronischen Recheneinrichtung durchgeführt. Das Computerprogrammprodukt weist insbesondere Programmcodemittel auf, welche auf einem computerlesbaren Medium abgespeichert und mittels der elektronischen Recheneinrichtung abgearbeitet werden können.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem ersten Ultraschallsensor und mit einer elektronischen Recheneinrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Ultraschallsensorvorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem nochmals vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren mittels der Ultraschallsensorvorrichtung durchgeführt. Die Ultraschallsensorvorrichtung ist insbesondere zum Überwachen des Bodenbereichs des Kraftfahrzeugs ausgebildet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform der Ultraschallsensorvorrichtung weist zumindest den ersten Ultraschallsensor zum Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen und einen zweiten Ultraschallsensor, welcher zumindest zum Empfangen von Ultraschallsignalen ausgebildet ist, auf.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Ultraschallsensorvorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Ultraschallsensorvorrichtung sowie des Kraftfahrzeugs anzusehen. Dazu weist die Ultraschallsensorvorrichtung beziehungsweise das Kraftfahrzeug gegenständliche Merkmale auf, welche zum Durchführen des Verfahrens oder einer vorteilhaften Ausgestaltungsform davon notwendig sind.
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.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer Ausführungsform einer Ultraschallsensorvorrichtung;
2 eine schematische Seitenansicht des Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform einer Ultraschallsensorvorrichtung gemäß 1;
3 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Referenzkurve;
4 eine weitere schematische Ansicht einer Referenzkurve; und
5 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Ausführungsform einer Ultraschallsensorvorrichtung 2. Das Kraftfahrzeug 1 ist insbesondere im vorliegenden Ausführungsbeispiel von einer Unterseite 3 des Kraftfahrzeugs 1 aus dargestellt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Kraftfahrzeug 1 ferner ein Fahrerassistenzsystem 4 auf, wobei die Ultraschallsensorvorrichtung 2 Teil des Fahrerassistenzsystems 4 sein kann. Das Kraftfahrzeug 1 weist ferner im vorliegenden Ausführungsbeispiel entsprechend vier Reifen 5 auf.
Mit der Ultraschallsensorvorrichtung 2 kann ein Bodenbereich 6 unterhalb des Kraftfahrzeugs 1 überwacht werden. Insbesondere kann mittels der Ultraschallsensorvorrichtung 2 überprüft werden, ob sich ein Objekt 7 (2) in dem Bodenbereich 6 befindet.
Die Ultraschallsensorvorrichtung 2 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von Ultraschallsensoren 8, 9. Insbesondere weist die Ultraschallsensorvorrichtung 2 zumindest einen ersten Ultraschallsensor 8 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Ultraschallsensorvorrichtung 2 zumindest den ersten Ultraschallsensor 8 und einen zweiten Ultraschallsensor 9 auf. Vorliegend weist die Ultraschallsensorvorrichtung 2 sechs erste Ultraschallsensoren 8 und sechs zweite Ultraschallsensoren 9 auf, wobei insbesondere mittels dieser Ausführungsform der gesamten Bodenbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 überwacht werden kann.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben der Ultraschallsensorvorrichtung 2 für das Kraftfahrzeug 1. Bei dem Verfahren wird ein Ultraschallsignal 10 (2) in den Bodenbereich 6 unterhalb des Kraftfahrzeugs 1 ausgesendet und ein Ultraschallsignal 10 aus dem Bodenbereich 6 empfangen und in Abhängigkeit des ausgesendeten und/oder des empfangenen Ultraschallsignals 10 das Objekt 7 in den Bodenbereich 6 mittels einer elektronischen Recheneinrichtung 11 der Ultraschallsensorvorrichtung 2 erkannt.
Es ist vorgesehen, dass ein erstes Ultraschallsignal 12 (3) mittels des ersten Ultraschallsensors 8 der Ultraschallsensorvorrichtung 2 zu einem ersten Zeitpunkt t1 ( 3) in den Bodenbereich 6 ausgesendet und empfangen wird und ein zweites Ultraschallsignal 13 (4) mittels des ersten Ultraschallsensors 8 zu einem zum ersten Zeitpunkt t1 unterschiedlichen zweiten Zeitpunkt t2 (4) ausgesendet und empfangen wird und das erste empfangene Ultraschallsignal 12 als Referenzkurve R1, R2 mit dem zweiten empfangenen Ultraschallsignal 13 als Vergleichskurve V (3) mittels der elektronischen Recheneinrichtung 11 miteinander verglichen werden und in Abhängigkeit des Vergleichs das Objekt 7 erkannt wird. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 11 wird die Referenzkurve R1, R2 derart ausgewertet, dass in Abhängigkeit von empfangenen Amplituden A1, A2 (3) des ersten Ultraschallsignals 12 ein Schwellwertbereich S', S" mit einer oberen Schwellwertgrenze G1 und mit einer unteren Schwellwertgrenze G2 für das erste Ultraschallsignal 12 erzeugt wird, und das Objekt 7 erkannt wird, wenn eine vorbestimmte erste Anzahl von empfangenen Amplituden A1, A2 der Vergleichskurve V außerhalb des Schwellwertbereichs S', S" detektiert wird.
Dadurch ist es ermöglicht, dass die Referenzkurve R1, R2 zum ersten Zeitpunkt t1 als Referenz für ein Nichtvorhandensein des Objekts 7 unterhalb des Kraftfahrzeugs 1 genutzt wird. Insbesondere da sich das Kraftfahrzeug 1 beispielsweise während des ersten Zeitpunkts t1 derart beispielsweise in eine Parklücke bewegt hat, dass der Bodenbereich 6 frei war, kann dies als Referenz für das Nichtvorhandensein des Objekts 7 angesehen werden. Um nun den Vergleich durchzuführen, ob sich die Situation unterhalb des Bodenbereichs 6 zum zweiten Zeitpunkt t2 verändert hat, wird ein zweites Ultraschallsignal 13 durch den ersten Ultraschallsensor 8 ausgesendet und das empfangene zweite Ultraschallsignal 13 wird mit der Referenzkurve R1, R2 verglichen. Sollte sich hierbei eine Änderung ergeben haben, so kann davon ausgegangen werden, dass sich ein Objekt 7 unterhalb des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere innerhalb des Bodenbereichs 6 befindet. Dadurch kann eine zuverlässige Erkennung des Objekts 7 durchgeführt werden, wodurch insbesondere der Bodenbereich 6 verbessert überwacht werden kann. Dies führt insbesondere dazu, dass es verhindert werden kann, dass das Kraftfahrzeug 1 durch das Objekt 7 beeinträchtigt wird, oder dass das Objekt 7 durch das Kraftfahrzeug 1 beeinträchtigt wird. Insbesondere kann somit ein Fahrerassistenzsystem 4 bereitgestellt werden, mittels welchem zuverlässig eine Bodenüberwachung des Kraftfahrzeugs 1 durchgeführt werden kann.
Unter Anzahl ist im vorliegenden Fall insbesondere zumindest eine Amplitude A1, A2, bevorzugt eine Vielzahl von Amplituden A1, A2, wobei Vielzahl insbesondere mehr als eine Amplitude A1, A2 bedeutet, zu verstehen.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Objekt 7 durch eine Vielzahl von Echos innerhalb des Ultraschallsignals 10 definiert ist. Mit anderen Worten können eine Vielzahl von Echos als Echoamplituden im Ultraschallsignal 10 erfasst werden, welche dann wiederum das Objekt 7 beschreiben. Insbesondere, da das Objekt 7 eine entsprechende geometrische Ausdehnung aufweist, werden mehrere Echos, beispielsweise bei unterschiedlichen Abständen zum Ultraschallsensor 8, 9, erfasst, und entsprechend ausgewertet. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass innerhalb der Vergleichskurve V eine Vielzahl von unterschiedlichen Echos erfasst wird, welche dem Objekt 7 zugeordnet werden können, um auf das Objekt 7 schließen zu können. Mit anderen Worten kann bevorzugt vorgesehen sein, dass bei einer Abweichung der Vergleichskurve V an mehreren Stellen/Amplituden, insbesondere an mehreren Zeitpunkten beziehungsweise Abständen, innerhalb der Vergleichskurve V, erst das Objekt 7 erkannt wird. Insbesondere führt diese Ausführungsform dazu, dass Fehlinterpretationen innerhalb des Vergleichs des ersten Ultraschallsignals 12 mit dem zweiten Ultraschallsignal 13 durchgeführt werden.
Bevorzugt kann vorgesehene sein, dass mittels des Verfahrens auch eine Vielzahl von Objekten 7, insbesondere mehr als ein Objekt 7, innerhalb des Bodenbereichs 6 erfasst werden kann.
Als Bodenbereich 6 wird insbesondere der Bereich angesehen, welcher sich direkt unterhalb des Kraftfahrzeugs 1 befindet. Insbesondere kann beispielsweise der Bodenbereich 6 durch die äußere Form des Kraftfahrzeugs 1 und/oder durch die Positionierung der Reifen 5 des Kraftfahrzeugs 1 definiert sein.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit des Vergleichs ein entsprechendes Warnsignal beispielsweise für einen Fahrer ausgegeben werden kann. Sollte beispielsweise festgestellt werden, dass sich ein Objekt 7 unterhalb des Kraftfahrzeugbodens befindet, so kann durch ein Fahrerassistenzsystem 4 ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben werden, welches beispielsweise einem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 vor dem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 zur Verfügung gestellt wird. Insbesondere kann dadurch der Fahrer über das Vorhandensein des Objekts 7 unterhalb des Kraftfahrzeugs 7 in Kenntnis gesetzt werden.
Sollte sich beispielsweise das Kraftfahrzeug 1 in einem zumindest teilweise autonomen, insbesondere in einem vollautonomen, Fahrbetrieb befinden, so kann mittels des Fahrerassistenzsystems 4 bevorzugt vorgesehen sein, dass, sollte ein Objekt 7 unterhalb des Kraftfahrzeugs 1 erkannt werden, ein Stoppsignal erzeugt wird, sodass ein Losfahren des zumindest teilweise autonomen, insbesondere des vollautonomen, Kraftfahrzeugs 1 nicht durchgeführt werden kann. Somit kann sowohl die Sicherheit für das Kraftfahrzeug 1 als auch die Sicherheit für das Objekt 7 erhöht werden.
Beispielsweise kann als Objekt 7 ein Stein oder Ast angesehen werden, welches beispielsweise aufgrund von Umweltbedingungen unterhalb des Kraftfahrzeugs 1 während des Stillstands des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet wurde. Ferner kann als Objekt 7 ein Tier angesehen werden, welches sich unterhalb des Kraftfahrzeugs 1 während des zweiten Zeitpunkts t2 befindet.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem zweiten Zeitpunkt t2 eine längere Zeitspanne, beispielsweise von mindestens zwei Minuten, liegt.
Der erste Zeitpunkt t1 ist insbesondere durch ein Abstellen des Kraftfahrzeugs 1 nach einem Fahrbetrieb definiert. Der zweite Zeitpunkt t2 ist insbesondere durch einen Betriebsbeginn des Kraftfahrzeugs 1 nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs 1 definiert.
Ferner kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der erste und/oder der zweite Ultraschallsensor 8, 9 insbesondere derart am Kraftfahrzeug 1 angeordnet ist, dass ein Bereich vor oder hinter zumindest einem Reifen 5 des Kraftfahrzeugs 1 damit überwacht werden kann. Dies hat insbesondere den Vorteil, da mittels des zumindest einen Reifens 1 das Objekt 7 überfahren werden könnte, wodurch dieses beschädigt werden könnte, genau dieser kritische Bereich überwacht werden kann. Somit kann zuverlässig der kritische Teil betrachtet werden, mittels welchem das Kraftfahrzeug 1 das Objekt 7 überfahren würde.
Insbesondere werden zum Erkennen des Objekts 7 die Rohdaten genutzt. Mit anderen Worten wird insbesondere mittels der Rohdaten des ersten Ultraschallsensors 8 die Referenzkurve R1, R2 erzeugt. Diese wiederum besteht aus einer spezifischen Anzahl von Werten, die die Amplituden A1, A2 des Signals in der vorgegebenen Laufzeit des Ultraschallsensors 8, 9 beschreiben. Sollte beispielsweise der Ultraschallsensor 8 ,9 dazu ausgelegt sein, eine Entfernung von 0 bis 1 Meter zu überwachen, so ist die Werteanzahl entsprechend vorgeschrieben. Insbesondere sind dann die Werte zu vorgegebenen diskreten Zeitabständen beziehungsweise Entfernungsabständen als Echosignale empfangbar. Insbesondere weist dann das empfangene Echosignal eine Vielzahl von unterschiedlichen entsprechenden Echowerten mit unterschiedlichen Amplituden A1, A2 zu den unterschiedlichen Zeitpunkten t1, t2 beziehungsweise Entfernungen auf. Diese unterschiedlichen Amplituden A1, A2 zu den unterschiedlichen Zeitpunkten t1, t2 wiederum werden dann als Rohdatenkurve beziehungsweise Referenzkurve R1, R2 und Vergleichskurve V genommen.
Ähnlich verhält es sich mit dem zweiten Ultraschallsignal 13. Es wird dann die Vergleichskurve V, wie die Referenzkurve R1, R2 aufgenommen. Jedoch, wenn sich ein Objekt 7 nun unterhalb des Kraftfahrzeugs 1 befindet, so verändern sich insbesondere die Werte in dem Abstandsbereich des Objekts 7. Insbesondere werden dann die Amplituden A1, A2 im Bereich des Objekts 7 verändert, was wiederum durch den Vergleich entsprechend erkannt werden kann. Insbesondere durch die Erzeugung des Schwellwertbereichs S', S" kann somit zuverlässig festgestellt werden, sollte sich die Amplituden A1, A2 in der Vergleichskurve V außerhalb dieses Schwellwertbereichs S', S" befinden, dass sich ein Objekt 7 nun unterhalb des Kraftfahrzeugbodens aufhält.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass zur Erkennung des Objekts 7 eine minimale Anzahl, beispielsweise mindestens zwei, mindestens fünf, mindestens zehn, mindestens 50, mindestens 100 oder mindestens 150, von Echos empfangen werden muss, welche außerhalb des Schwellwertbereichs S', S" liegen. Insbesondere kann somit verhindert werden, dass bereits bei der Erkennung von einem einzigen „Ausreißer“, bereits ein entsprechendes Erkennungssignal für ein Objekt 7 ausgegeben wird, obwohl kein Objekt 7 in der Umgebung, insbesondere im Bodenbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 vorhanden ist. Dies verhindert insbesondere eine Falscherkennung des Objekts 7.
Wie in der 1 dargestellt, kann die Ultraschallsensorvorrichtung 2 eine unterschiedliche Anzahl von Ultraschallsensoren 8, 9 aufweisen. Eine jeweils unterschiedliche Konfiguration der anderen Ultraschallsensoren 8, 9 hat wiederum einen unterschiedlichen Vorteil. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass lediglich ein Bereich der Reifen 5 mittels der Ultraschallsensoren 8, 9 überwacht wird. Insbesondere da diese das Objekt 7 überfahren können ist es von Vorteil eine entsprechende Überwachung des Bodenbereichs 6 im Bereich der Reifen 5 durchzuführen.
2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Ausführungsform des Kraftfahrzeugs 1 mit einer Ausführungsform der Ultraschallsensorvorrichtung 2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Ultraschallsensorvorrichtung 2 den ersten Ultraschallsensor 8 und den zweiten Ultraschallsensor 9 auf. Der erste Ultraschallsensor 8 ist insbesondere zum direkten Erfassen des Objekts 7 ausgebildet und der zweite Ultraschallsensor 9 ist zum indirekten Erfassen des Objekts 7 ausgebildet. Insbesondere ist somit vorgesehen, dass das erste Ultraschallsignal 12 und das zweite Ultraschallsignal 13 zusätzlich von zumindest dem zweiten Ultraschallsensor 9 der Ultraschallsensorvorrichtung 2 empfangen wird und eine zweite Referenzkurve R2 (4) mit einem zweiten Schwellwertbereich S" (4) in Abhängigkeit der durch den zweiten Ultraschallsensor 9 empfangenen Amplituden A2 des ersten Ultraschallsignals 12 erzeugt wird und mit dem durch den zweiten Ultraschallsensor 9 empfangenen Amplituden A2 des zweiten Ultraschallsignals 13 als eine zweite Vergleichskurve V verglichen werden und das Objekt 7 erkannt wird, wenn eine vorbestimmte zweite Anzahl von empfangenen Amplituden A2 der zweiten Vergleichskurve V außerhalb des zweiten Schwellwertbereichs S" detektiert werden.
Mit anderen Worten kann mit dem ersten Ultraschallsensor 8 eine direkte Messung durchgeführt werden und mit dem zweiten Ultraschallsensor 9 kann eine indirekte Messung durchgeführt werden. Der zweite Ultraschallsensor 9 ist somit insbesondere lediglich zum Empfangen des ersten Ultraschallsignals 12 und des zweiten Ultraschallsignals 13 des ersten Ultraschallsensors 8 ausgebildet. Mit anderen Worten sendet der zweite Ultraschallsensor 9 kein Ultraschallsignal 10 aus, sondern empfängt lediglich die Ultraschallsignale 12, 13 des ersten Ultraschallsensors 8. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass detektiert werden kann, ob sich das durch die direkte Messung erfasste Objekt 7 auch tatsächlich unterhalb des Kraftfahrzeugs 1 befindet oder lediglich neben dem Kraftfahrzeug 1. Durch die indirekte Messung mittels des zweiten Ultraschallsensors 9 kann somit verhindert werden, dass ein Objekt 7 als kritisch beziehungsweise als vorhanden eingestuft wird, welches sich nicht unterhalb des Kraftfahrzeugs 1, sondern neben dem Kraftfahrzeug 1 aber durch die direkte Messung detektiert wurde, befindet. Dadurch kann verhindert werden, dass beispielsweise ein Stoppsignal für das Kraftfahrzeug 1 erzeugt wird, obwohl sich das Objekt 7 nicht unterhalb des Kraftfahrzeugs 1 befindet, sondern lediglich parallel zum Kraftfahrzeug 1 angeordnet ist. Dadurch kann eine zuverlässige Erkennung des Objekts 7 durchgeführt werden, ob sich das Objekt 7 unterhalb des Kraftfahrzeugs 1 befindet und somit das Kraftfahrzeug 1 beeinträchtigen kann oder nicht. Des Weiteren kann dadurch das Ergebnis der Messung mittels des ersten Ultraschallsensors 8 mit der Messung des zweiten Ultraschallsensors 9 verglichen werden und beispielsweise erst das Objekt 7 bestimmt werden, wenn von beiden Ultraschallsensoren 8, 9 beziehungsweise wenn bei der Auswertung von beiden Vergleichen herauskommt, dass sich das Objekt 7 unterhalb des Kraftfahrzeugs 1 befindet. Dadurch sind ein verbesserter Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung 2 und eine verbesserte Überwachung des Bodenbereichs 6 des Kraftfahrzeugs 1 ermöglicht.
3 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Diagramm eines empfangenen Ultraschallsignals 12 mittels des ersten Ultraschallsensors 8. Insbesondere zeigt die 3 eine direkte Messung. Insbesondere ist zu sehen, dass eine Rohdatenkurve als erste Referenzkurve R1 herangezogen wird. Dies kann auch für die zweite Referenzkurve R2 (4) genutzt werden. Die Rohdatenkurve weißt eine spezifische Anzahl von Werten auf, die die Amplitude A1 repräsentieren, welche insbesondere den empfangenen Amplituden A1 des ersten Ultraschallsensors 8 bei einer direkten Messung entsprechen. Insbesondere zeigt die 3, wie mittels des ersten Ultraschallsensors 8 eine direkte Messung durchgeführt wird. Ferner zeigt die Fig., dass die erste Referenzkurve R1 durch Aussenden des ersten Ultraschallsignals 12 über einen vorbestimmten ersten Zeitraum t1 erzeugt wird und ein erster Schwellwertbereich S' durch Auswerten des empfangenen Ultraschallsignals 12 über den vorbestimmten Zeitraum t1 mittels des ersten Ultraschallsensors 8 erzeugt wird.
4 zeigt in einer schematischen Ansicht ein weiteres Diagramm eines durch den zweiten Ultraschallsensor 9 empfangenen indirekten Ultraschallsignals 12. Insbesondere zeigt 4, dass auf Basis des Laufzeitunterschieds erst später entsprechende Amplituden A2 empfangen werden. Ferner zeigt die 4, die Vergleichskurve V, welche zum zweiten Zeitpunkt t2 durch das zweite Ultraschallsignal 13 erzeugt wurde. Insbesondere kann die Vergleichskurve V außerhalb des im vorliegenden Beispiel zweiten Schwellwertbereichs S" liegen, wodurch auf das Objekt 7 geschlossen werden kann. Dies insbesondere durch die Pfeile mit dem Bezugszeichen 7 dargestellt. Analog kann der Vergleich der ersten Referenzkurve R1 ausfallen. Hier ist rein beispielhaft die Auswertung beziehungsweise der Vergleich mit der zweiten Referenzkurve erzeugt durch den zweiten Ultraschallsensor 9 aufgezeigt.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zur Erzeugung der Referenzkurve R1, R2 ein Hysterese-Fenster mittels der elektronischen Recheneinrichtung 11 erzeugt wird. Insbesondere kann zur Erzeugung des Hysterese-Fensters eine Mittelwertbildung der empfangenen Amplituden A1, A2 des Ultraschallsignals 12, 13 durchgeführt werden.
Beispielsweise kann das Hystere-Fenster (HF) mittels der Formel: $H F = \pm (M e a n_{r e f} + \frac{M a x_{r e f} - M i n_{r e f}}{2})$
bestimmt werden, wobei Mean_ref dem Mittelwert entspricht und Max_ref der oberen Schwellwertgrenze G1 und Min_ref der unteren Schwellwertgrenze G2 entsprechen.
4 zeigt insbesondere, dass eine Echoamplitude A3 des zweiten Ultraschallsignals 13 zum Beispiel innerhalb des zweiten Schwellwertbereichs S" oder außerhalb des Schwellwertbereichs S" liegen kann. Insbesondere, wenn die Echoamplitude A3 des zweiten Ultraschallsignals 13 außerhalb des zweiten Schwellwertbereichs S" liegt, kann somit auf ein Objekt 7 im Bodenbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 geschlossen werden.
Insbesondere sind die Echoamplituden A3 in der Vergleichskurve V zum Erkennen des Objekts 7 in einem gleichen Abstand 15 zum ersten Ultraschallsensor 8 und/oder bei einer gleichen Laufzeit des zweiten Ultraschallsignals 13 zu detektieren.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Objekt 7 erkannt wird, wenn der erste Ultraschallsensor 8 durch Vergleich und der zweite Ultraschallsensor 9 durch Vergleich jeweils das Objekt 7 erkennen. 4 zeigt insbesondere die zweite Referenzkurve R2 für die indirekte Erfassung des Objekts 7 mittels des zweiten Ultraschallsensors 9. Entsprechend analog gilt dies für die erste Referenzkurve R1 des ersten Ultraschallsensors 8.
5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Fig. zeigt insbesondere, dass das erste Ultraschallsignal 12 ausgesendet wird, wenn das Kraftfahrzeug 1 zum Stillstand gebracht wird als erster Zeitpunkt t1, insbesondere geparkt wird, im Schritt S1. Im Schritt S2 erfolgt das Aussenden des ersten Ultraschallsignals 12 sowie die Erzeugung der Referenzkurven R1, R2. Ferner zeigt die Fig., dass das erste Ultraschallsignal 12 ausgesendet wird, wenn das Kraftfahrzeug 1 durch einen Nutzer abgeschlossen wird als erster Zeitpunkt t1. Ferner zeigt die Fig., dass das zweite Ultraschallsignal 13 ausgesendet wird, wenn das Kraftfahrzeug 1 durch einen Nutzer gestartet wird als zweiter Zeitpunkt t2 im Schritt S3.
Im Schritt S1 wird überprüft, ob das Kraftfahrzeug 1 geparkt ist. Dies wird entsprechend wiederholt, sollte festgestellt werden dass das Kraftfahrzeug 1 nicht abgestellt wurde. In Schritt S2 wird mittels des ersten Ultraschallsensors 8 das Ultraschallsignal 12 ausgesendet und die Referenzkurve R1 und R2 entsprechend mittels des ersten Ultraschallsensors 8 und des zweiten Ultraschallsensors 9 erzeugt. Im Schritt S2` werden insbesondere die Rohdaten des Ultraschallsignals 10, insbesondere des ersten Ultraschallsignals 12, bereitgestellt. Insbesondere werden in der Referenzkurve R1, R2 die maximalen Amplituden und minimalen Amplituden als Werte erfasst und beispielsweise mittels des Hysteresefensters ausgewertet.
Im Schritt S3 wird überprüft, ob beispielsweise ein Schlüssel eingesteckt wurde, wodurch bei einer positiven Schlüsseldetektion im Schritt S4 wiederum das zweite Ultraschallsignal 13 ausgesendet wird. Sollte kein Schlüssel detektiert werden, so wird dieser Schritt S3 wiederholt. Im Schritt S4` werden die Rohdaten der Amplituden A1, A2 mit den Werten des zweiten Ultraschallsignals 13 verglichen.
Im Schritt S5 findet dann wiederum der Vergleich des ersten Ultraschallsignals 12 mit dem zweiten Ultraschallsignal 13 statt. Sollte beispielsweise ein Wert außerhalb des Schwellwertbereichs S`, S" liegen, dargestellt durch den Schritt S6.1, so wird ein Zähler hochgesetzt. Im Schritt S6.2 werden diejenigen Amplituden A1, A2 überprüft, welche sich innerhalb des Schwellwertbereichs S`, S" befinden. Im Schritt S7 wird die Messung beendet. Es kann eine Wiederholung des Schritts S5 und S6.1 oder S6.2 stattfinden.
Im Schritt S8 wird überprüft, ob sich die Werte innerhalb der vorgegebenen Schwellwertbereich S`, S" befinden und ob es ausreicht, dass zuverlässig detektiert werden kann, dass sich ein diese Werte, insbesondere dauerhaft, unterhalb des Bodenbereichs 6 befindet.
Im Schritt S9.1 findet dann wiederum eine entsprechende Erhöhung der Detektionswahrscheinlichkeit durch einen der Ultraschallsensoren 8, 9 statt und im Schritt S9.2 eine entsprechende Erniedrigung der Detektionswahrscheinlichkeit. Als Eingangswerte für diese Auswertung wird im Schritt S9` die Anzahl der detektierten außerhalb der Schwellwertbereiche S`, S" Amplituden A3 bereitgestellt.
Im Schritt S10 wird dann überprüft und ausgewertet, ob sich das Objekt 7 unterhalb des Bodenbereichs befindet, insbesondere in dem überprüft wird, ob die Anzahl der detektierten Werte für das Detektieren des Objekts 7 ausreicht. Es erfolgt dann wiederum im Schritt S11.1, sollte ein Objekt 7 unterhalb des Bodenbereichs 6 detektiert worden sein, eine Ausgabe eines Stoppsignals, beispielsweise für das Fahrerassistenzsystem 3. Beziehungsweise sollte kein Objekt 7 unterhalb des Bodenbereichs 6 detektiert worden sein, so erfolgt im Schritt S11.2 keine Ausgabe des Stoppsignals, mit anderen Worten eine Fahrberechtigung für das Kraftfahrzeug 1.
Insgesamt zeigt die Erfindung ein Verfahren zum Schützen des Unterbodens 6 des Kraftfahrzeugs 1 mit der Ultraschallsensorvorrichtung 2, bevor das Kraftfahrzeug 1 gestartet wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013001119 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), bei welchem ein Ultraschallsignal (10) in einen Bodenbereich (6) unterhalb des Kraftfahrzeugs (1) ausgesendet wird und ein Ultraschallsignal (10) aus dem Bodenbereich (6) empfangen wird und in Abhängigkeit des ausgesendeten und/oder des empfangenen Ultraschallsignals (10) ein Objekt (7) in dem Bodenbereich (6) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (11) der Ultraschallsensorvorrichtung (2) erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ultraschallsignal (12) mittels eines ersten Ultraschallsensors (8) der Ultraschallsensorvorrichtung (2) zu einem ersten Zeitpunkt (t1) in den Bodenbereich (6) ausgesendet und empfangen wird und ein zweites Ultraschallsignal (13) mittels des ersten Ultraschallsensors (8) zu einem zum ersten Zeitpunkt (t1) unterschiedlichen zweiten Zeitpunkt (t2) ausgesendet und empfangen wird und das erste empfangene Ultraschallsignal (12) als erste Referenzkurve (R1) mit dem zweiten empfangenen Ultraschallsignal (13) als Vergleichskurve (V) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (11) miteinander verglichen werden und in Abhängigkeit des Vergleichs das Objekt (7) erkannt wird, wobei mittels der elektronischen Recheneinrichtung (11) die erste Referenzkurve (R1) derart ausgewertet wird, dass in Abhängigkeit von empfangenen ersten Amplituden (A1) des ersten empfangenen Ultraschallsignals (12) ein erster Schwellwertbereich (S') mit einer oberen Schwellwertgrenze (G1) und mit einer unteren Schwellwertgrenze (G2) für das erste empfangene Ultraschallsignal (12) erzeugt wird, und das Objekt (7) erkannt wird, wenn eine vorbestimmte erste Anzahl von empfangenen Echoamplituden (A3) der Vergleichskurve (V) außerhalb des ersten Schwellwertbereichs (S') detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Referenzkurve (R1) durch Aussenden des ersten Ultraschallsignals (12) über einen vorbestimmten ersten Zeitraum (t1) erzeugt wird und der erste Schwellwertbereich (S') durch Auswerten des empfangenen Ultraschallsignals (12) über den vorbestimmten ersten Zeitraum (t1) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Referenzkurve (R1) als Hysterese-Fenster mittels der elektronischen Recheneinrichtung (11) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Hysterese Fensters eine Mittelwertbildung der empfangenen ersten Amplituden (A1) des ersten Ultraschallsignals (12) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ultraschallsignal (13) über einen vorbestimmten zweiten Zeitraum (t2) ausgesendet wird und durch Vergleich der empfangenen ersten Amplituden (A1) über den vorbestimmten zweiten Zeitraum (t2) mit der ersten Referenzkurve (R1) das Objekt (7) erkannt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Echoamplituden (A3) in der Vergleichskurve (V) zum Erkennen des Objekts (7) in einem gleichen Abstand (15) zum ersten Ultraschallsensor (8) und/oder bei einer gleichen Laufzeit des zweiten Ultraschallsignals (13) detektiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ultraschallsignal (12) und das zweite Ultraschallsignal (13) zusätzlich von zumindest einem zweiten Ultraschallsensor (9) der Ultraschallsensorvorrichtung (2) empfangen wird und eine zweite Referenzkurve (R2) mit einem zweiten Schwellwertbereich (S") in Abhängigkeit der durch den zweiten Ultraschallsensor (9) empfangenen zweiten Amplituden (A2) des ersten Ultraschallsignals (12) erzeugt wird und mit den durch den zweiten Ultraschallsensor (9) empfangenen zweiten Amplituden (A2) des zweiten Ultraschallsignals (13) als eine zweite Vergleichskurve (V) verglichen werden und das Objekt (7) erkannt wird, wenn eine vorbestimmte zweite Anzahl von empfangenen Echoamplituden (A3) der zweiten Vergleichskurve (V) außerhalb des zweiten Schwellwertbereichs (S") detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (7) erkannt wird, wenn eine erste Echoanzahl von empfangenen Echoamplituden (A3) des ersten Ultraschallsensors (8) gleich oder größer ist als eine zweite Echoanzahl von empfangenen Echoamplituden (A3) des zweiten Ultraschallsensors (9).
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (7) erkannt wird, wenn der erste Ultraschallsensor (8) durch Vergleich und der zweite Ultraschallsensor (9) durch Vergleich jeweils das Objekt (7) erkennen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ultraschallsignal (12) ausgesendet wird, wenn das Kraftfahrzeug (1) zum Stillstand gebracht wird als erster Zeitpunkt (t1), insbesondere geparkt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ultraschallsignal (12) ausgesendet wird, wenn das Kraftfahrzeug (1) durch einen Nutzer abgeschlossen wird als erster Zeitpunkt (t1).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ultraschallsignal (13) ausgesendet wird, wenn das Kraftfahrzeug (1) durch einen Nutzer gestartet wird als zweiter Zeitpunkt (t2).
Elektronische Recheneinrichtung (11) mit einem Computerprogrammprodukt, wobei die elektronische Recheneinrichtung (11) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
Ultraschallsensorvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (10) mit zumindest einem ersten Ultraschallsensor (8) und mit einer elektronischen Recheneinrichtung (11) nach Anspruch 13, wobei die Ultraschallsensorvorrichtung (2) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
Ultraschallsensorvorrichtung (2) nach Anspruch 14, wobei zumindest der erste Ultraschallsensor (8) zum Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen (12, 13) ausgebildet ist und die Ultraschallsensorvorrichtung (2) zumindest einen zweiten Ultraschallsensor (9) aufweist, welcher zumindest zum Empfangen von Ultraschallsignalen (12, 13) ausgebildet ist.