DE102019114207A1

DE102019114207A1 - Method for operating an ultrasonic sensor for a vehicle with determination of a free space, computing device and ultrasonic sensor device

Info

Publication number: DE102019114207A1
Application number: DE102019114207.5A
Authority: DE
Inventors: Anto Michael; Jean-Francois Bariant
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2020-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors (4) für ein Fahrzeug (1), bei welchem zur Bestimmung eines Sensorsignals (10) der Ultraschallsensor (4) zum Aussenden eines Ultraschallsignals angeregt wird und das in einem Umgebungsbereich (9) des Fahrzeugs (1) reflektierte Ultraschallsignal empfangen wird, wobei das Sensorsignal (10) mit zumindest einer Schwellwertkurve (S1, S2) verglichen wird und anhand des Vergleichs ein Objekt (8) in dem Umgebungsbereich (9) erkannt wird und ein Freiraum (9), welcher frei von Objekten (8) ist, bestimmt wird, wobei für die Bestimmung des Freiraums (F) im Vergleich zu der Erkennung des Objekts (8) die Bestimmung des Sensorsignals (10) und/oder eine Bestimmung der zumindest einen Schwellwertkurve (S1, S2) derart durchgeführt wird, dass eine Amplitude der zumindest einen Schwellwertkurve (S1, S2) im Vergleich zu einer Amplitude (A) des Sensorsignals (10) verringert wird.

The invention relates to a method for operating an ultrasonic sensor (4) for a vehicle (1), in which the ultrasonic sensor (4) is excited to emit an ultrasonic signal in order to determine a sensor signal (10) and which is located in a surrounding area (9) of the vehicle ( 1) reflected ultrasonic signal is received, the sensor signal (10) being compared with at least one threshold value curve (S1, S2) and, based on the comparison, an object (8) in the surrounding area (9) and a free space (9) which is free of objects (8) is determined, with the determination of the sensor signal (10) and / or a determination of the at least one threshold value curve (S1, S2) for the determination of the free space (F) compared to the detection of the object (8) is carried out in such a way that an amplitude of the at least one threshold value curve (S1, S2) is reduced in comparison to an amplitude (A) of the sensor signal (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors für ein Fahrzeug, bei welchem zur Bestimmung eines Sensorsignals der Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals angeregt wird und das in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs reflektierte Ultraschallsignal empfangen wird, wobei das Sensorsignal mit zumindest einer Schwellwertkurve verglichen wird und anhand des Vergleichs des Sensorsignals mit der zumindest einen Schwellwertkurve ein Objekt in dem Umgebungsbereich erkannt wird und ein Freiraum, welcher frei von Objekten ist, bestimmt wird. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Recheneinrichtung sowie eine Ultraschallsensorvorrichtung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares (Speicher)medium.The present invention relates to a method for operating an ultrasonic sensor for a vehicle, in which, in order to determine a sensor signal, the ultrasonic sensor is excited to emit an ultrasonic signal and the ultrasonic signal reflected in an area around the vehicle is received, the sensor signal being compared with at least one threshold value curve and on the basis of the comparison of the sensor signal with the at least one threshold value curve, an object is recognized in the surrounding area and a free space which is free of objects is determined. The present invention also relates to a computing device and an ultrasonic sensor device. Finally, the present invention relates to a computer program and a computer-readable (storage) medium.

Das Interesse richtet sich vorliegend auf Ultraschallsensorvorrichtungen für Fahrzeuge. Derartige Ultraschallsensorvorrichtungen umfassen üblicherweise mehrere Ultraschallsensoren, welche dazu dienen, Objekte in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs zu erkennen. Hierzu wird mit den Ultraschallsensoren jeweils ein Ultraschallsignal ausgesendet und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals kann dann anhand der Laufzeit der Abstand zu dem Objekt bestimmt werden.In the present case, the interest is directed towards ultrasonic sensor devices for vehicles. Such ultrasonic sensor devices usually comprise a plurality of ultrasonic sensors which are used to detect objects in an area surrounding the vehicle. For this purpose, an ultrasonic signal is transmitted with the ultrasonic sensors and the ultrasonic signal reflected by the object is received again. Using the transit time between the transmission of the ultrasonic signal and the reception of the ultrasonic signal reflected by the object, the distance to the object can then be determined using the transit time.

Des Weiteren ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass ein Sensorsignal, welches mit dem Ultraschallsensor bereitgestellt wird, mit einer Schwellwertkurve verglichen wird. Dabei beschreibt das Sensorsignal das in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs reflektierte Ultraschallsignal in Abhängigkeit von der Zeit. Durch den Vergleich des Sensorsignals mit der Schwellwertkurve kann erreicht werden, dass ein Rauschanteil des Sensorsignals und/oder Anteile des Sensorsignals, welche von Reflexionen des Ultraschallsignals am Boden beziehungsweise der Fahrbahnoberfläche stammen, nicht berücksichtigt werden. Um Objekte zu erkennen, werden nur Anteile des Sensorsignals berücksichtigt, welche die Schwellwertkurve überschreiten.Furthermore, it is known from the prior art that a sensor signal which is provided by the ultrasonic sensor is compared with a threshold value curve. The sensor signal describes the ultrasonic signal reflected in the area surrounding the vehicle as a function of time. By comparing the sensor signal with the threshold value curve, it can be achieved that a noise component of the sensor signal and / or components of the sensor signal that originate from reflections of the ultrasonic signal on the ground or the road surface are not taken into account. In order to detect objects, only those parts of the sensor signal are taken into account that exceed the threshold value curve.

Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Verfahren bekannt, mittels welcher ein so genannter Freiraum bestimmt werden kann. Dieser Freiraum beschreibt den Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs, welcher frei von Objekt ist. In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 10 2015 104 934 A1 ein Verfahren zum Bereitstellen von von einem in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs erfassten Objekt abhängig Informationen. Hierbei werden Sensor-Rohdaten als Information über einen zwischen der Sensoreinrichtung und einem im Umgebungsbereich erfassten Objekt erkannten Freiraum in einer sensoreinrichtungsseitigen Steuereinheit abgelegt. Diese Sensor-Rohdaten werden dazu genutzt, eine Umgebungsbereichskarte zu erstellen.In addition, methods are known from the prior art, by means of which a so-called free space can be determined. This free space describes the area in the vicinity of the vehicle that is free of objects. In this context, the DE 10 2015 104 934 A1 a method for providing information as a function of an object detected in a surrounding area of a motor vehicle. In this case, raw sensor data are stored as information about a free space recognized between the sensor device and an object detected in the surrounding area in a control unit on the sensor device side. This raw sensor data is used to create a map of the surrounding area.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie eine Bestimmung eines Freiraums auf Grundlage einer Messung eines Ultraschallsensors auf einfache und zuverlässige Weise ermöglicht werden kann.It is the object of the present invention to provide a solution as to how a determination of a free space on the basis of a measurement by an ultrasonic sensor can be made possible in a simple and reliable manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Recheneinrichtung, durch eine Ultraschallsensorvorrichtung, durch ein Computerprogramm sowie durch ein computerlesbares (Speicher)medium mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by a method, by a computing device, by an ultrasonic sensor device, by a computer program and by a computer-readable (storage) medium having the features according to the independent claims. Advantageous further developments of the present invention are specified in the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben eines Ultraschallsensors für ein Fahrzeug. Bei dem Verfahren wird zur Bestimmung eines Sensorsignals der Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals angeregt wird und das in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs reflektierte Ultraschallsignal wird empfangen. Zudem wird das Sensorsignal mit zumindest einer Schwellwertkurve verglichen und anhand des Vergleichs des Sensorsignals mit der zumindest einen Schwellwertkurve wird ein Objekt in dem Umgebungsbereich erkannt und ein Freiraum, welcher frei von Objekten ist, wird bestimmt. Dabei ist vorgesehen, dass für die Bestimmung des Freiraums im Vergleich zu der Erkennung des Objekts die Bestimmung des Sensorsignals und/oder eine Bestimmung der zumindest einen Schwellwertkurve derart durchgeführt wird, dass eine Amplitude der zumindest einen Schwellwertkurve im Vergleich zu einer Amplitude des Sensorsignals verringert wird.A method according to the invention is used to operate an ultrasonic sensor for a vehicle. In the method, in order to determine a sensor signal, the ultrasonic sensor is excited to emit an ultrasonic signal and the ultrasonic signal reflected in an area surrounding the vehicle is received. In addition, the sensor signal is compared with at least one threshold value curve and, based on the comparison of the sensor signal with the at least one threshold value curve, an object is recognized in the surrounding area and a free space that is free of objects is determined. It is provided that for the determination of the free space compared to the detection of the object, the determination of the sensor signal and / or a determination of the at least one threshold value curve is carried out in such a way that an amplitude of the at least one threshold value curve is reduced compared to an amplitude of the sensor signal .

Mithilfe des Verfahrens soll ein Objekt in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs erfasst werden und zudem soll der Freiraum bestimmt werden. Das Verfahren kann beispielsweise mit einer entsprechenden Recheneinrichtung einer Ultraschallsensorvorrichtung durchgeführt werden. Bei dieser Recheneinrichtung kann es sich um ein elektronisches Steuergerät (ECU - Electronic Control Unit) des Fahrzeugs oder um eine in dem Ultraschallsensor integrierte Elektronik handeln. Der Ultraschallsensor kann eine Membran aufweisen, die beispielsweise topfförmig ausgebildet sein kann und aus einem Metall, insbesondere Aluminium, gefertigt sein kann. Diese Membran wird mit einem entsprechenden Schallwandlerelement, beispielsweise einem piezoelektrischen Element, zu mechanischen Schwingungen im Ultraschallbereich angeregt. Hierzu kann das Schallwandlerelement mit einem entsprechenden Anregungssignal angeregt werden. Das ausgesendete Ultraschallsignal wird von dem Objekt reflektiert und gelangt zu dem Ultraschallsensor zurück. Durch das reflektierte Ultraschallsignal wird die Membran zum Schwingen angeregt, wobei die Schwingung mittels des Schallwandlerelements erfasst werden kann. Mit dem Schallwandlerelement kann dann das Sensorsignal ausgegeben werden, welches den zeitlichen Verlauf des reflektierten Ultraschallsignals beschreibt. Bei dem Sensorsignal kann es sich um ein Rohsignal handeln, welches mit dem Schallwandlerelement in Form einer zeitlich veränderlichen elektrischen Spannung ausgegeben wird und welches entsprechen abgetastet wird. Das Sensorsignal kann auch dadurch bereitgestellt werden, dass das Rohsignal vor der Abtastung entsprechend verstärkt und/oder gefiltert wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Sensorsignal eine Hüllkurve des Rohsignals beschreibt. Dieses Sensorsignal kann man mit zumindest einer Schwellwertkurve verglichen werden.With the aid of the method, an object is to be detected in an area surrounding the vehicle and the free space is also to be determined. The method can be carried out, for example, with a corresponding computing device of an ultrasonic sensor device. This computing device can be an electronic control unit (ECU - Electronic Control Unit) of the vehicle or electronics integrated in the ultrasonic sensor. The ultrasonic sensor can have a membrane which, for example, can be pot-shaped and can be made of a metal, in particular aluminum. This membrane is excited to mechanical vibrations in the ultrasonic range with a corresponding sound transducer element, for example a piezoelectric element. Can do this the sound transducer element can be excited with a corresponding excitation signal. The transmitted ultrasonic signal is reflected by the object and returns to the ultrasonic sensor. The membrane is stimulated to vibrate by the reflected ultrasonic signal, and the vibration can be detected by means of the sound transducer element. The sensor signal, which describes the time profile of the reflected ultrasonic signal, can then be output with the sound transducer element. The sensor signal can be a raw signal which is output with the sound transducer element in the form of a time-variable electrical voltage and which is correspondingly sampled. The sensor signal can also be provided in that the raw signal is appropriately amplified and / or filtered before the sampling. It can also be provided that the sensor signal describes an envelope curve of the raw signal. This sensor signal can be compared with at least one threshold value curve.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit davon, ob der Freiraum bestimmt werden soll oder ob ein Objekt in dem Umgebungsbereich erkannt werden soll, die Bestimmung des Sensorsignals und/oder die Bestimmung der Schwellwertkurve angepasst wird. Der Freiraum kann insbesondere den Teil des Umgebungsbereichs beschreiben, welcher frei von Objekten ist und/oder welcher an die Außenhülle des Fahrzeugs angrenzt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass für die Bestimmung des Freiraums im Vergleich zu der Erkennung des Objekts die Bestimmung des Sensorsignals und/oder die Bestimmung der zumindest einen Schwellwertkurve derart durchgeführt wird, dass eine Amplitude der zumindest einen Schwellwertkurve im Vergleich zu einer Amplitude des Sensorsignals verringert wird. Mit anderen Worten soll bei der Bestimmung des Freiraums im Vergleich zu der Erkennung des Objekts die Empfindlichkeit beziehungsweise Messempfindlichkeit des Ultraschallsensors quasi erhöht werden. Für die Erkennung von Objekten in dem Umgebungsbereich wird das Sensorsignal üblicherweise mit einer Schwellwertkurve verglichen. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein Rauschen des Sensorsignals und/oder Reflexionen des Ultraschallsignals an der Fahrbahnoberfläche beziehungsweise sogenannte Bodenechos nicht berücksichtigt werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Vergleich des Sensorsignals mit einer derartigen Schwellwertkurve dazu führen kann, dass Objekte beziehungsweise Hindernisse, welche sich nahe an dem Ultraschallsensor oder einem geringen Abstand seitlich zu dem Ultraschallsensor angeordnet sind, nicht erkannt werden können. Dies kann dadurch begründet sein, dass die von diesen Objekten reflektierten Signalanteile unterhalb der Schwellwertkurve liegen. Zudem weisen die Anteile des Ultraschallsignals, die seitlich abgestrahlt werden beziehungsweise eine große Entfernung von der Hauptsenderichtung aufweisen, eine geringere Energie aufweisen als die Anteile des Ultraschallsignals, die entlang der Hauptsenderichtung ausgesendet werden. Dies kann dazu führen, dass der Freiraum nicht zuverlässig bestimmt werden kann. Aus diesem Grund wird gemäß der Erfindung der Vergleich des Sensorsignals mit der Schwellwertkurve für die Erkennung des Freiraums angepasst. Dies kann derart durchgeführt werden, dass das Sensorsignal und/oder die Schwellwertkurve derart angepasst werden, dass bei der Bestimmung des Freiraums das Sensorsignal, welches von einem Objekt stammt, die Schwellwertkurve überschreitet. Für die Objekterkennung beziehungsweise die Abstandsmessung kann der Signalanteil, der von dem gleichen Objekt stammt, die Schwellwertkurve nicht überschreiten. Somit wird quasi für die Messung des Freiraums eine höhere Empfindlichkeit verwendet als für die normale Abstandsmessung. Insgesamt kann somit der Freiraum auf einfache und zuverlässige Weise bestimmt werden.According to an essential aspect of the invention, it is provided that the determination of the sensor signal and / or the determination of the threshold value curve is adapted as a function of whether the free space is to be determined or whether an object is to be recognized in the surrounding area. The free space can in particular describe the part of the surrounding area which is free of objects and / or which adjoins the outer shell of the vehicle. In particular, it is provided that for the determination of the free space compared to the detection of the object, the determination of the sensor signal and / or the determination of the at least one threshold value curve is carried out in such a way that an amplitude of the at least one threshold value curve is reduced compared to an amplitude of the sensor signal becomes. In other words, when determining the free space, the sensitivity or measurement sensitivity of the ultrasonic sensor is to be increased, as it were, compared to the detection of the object. For the detection of objects in the surrounding area, the sensor signal is usually compared with a threshold value curve. In this way it can be achieved that noise of the sensor signal and / or reflections of the ultrasonic signal on the road surface or so-called ground echoes are not taken into account. The present invention is based on the knowledge that the comparison of the sensor signal with such a threshold value curve can lead to objects or obstacles which are close to the ultrasonic sensor or a small distance to the side of the ultrasonic sensor cannot be detected. This can be due to the fact that the signal components reflected by these objects are below the threshold value curve. In addition, the components of the ultrasonic signal that are emitted laterally or are at a large distance from the main transmission direction have a lower energy than the components of the ultrasonic signal that are transmitted along the main transmission direction. This can mean that the free space cannot be reliably determined. For this reason, according to the invention, the comparison of the sensor signal with the threshold value curve is adapted for the detection of the free space. This can be carried out in such a way that the sensor signal and / or the threshold value curve are adapted in such a way that, when determining the free space, the sensor signal, which originates from an object, exceeds the threshold value curve. For object detection or distance measurement, the signal component that originates from the same object cannot exceed the threshold value curve. Thus, a higher sensitivity is used for measuring the free space than for normal distance measurement. Overall, the free space can thus be determined in a simple and reliable manner.

Bevorzugt wird für die Erkennung des Objekts das Sensorsignal mit einer ersten Schwellwertkurve verglichen und für die Bestimmung des Freiraums wird das Sensorsignal mit einer zweiten Schwellwertkurve verglichen, wobei die zweite Schwellwertkurve bezogen auf die Amplitude zumindest teilweise unterhalb der ersten Schwellwertkurve liegt. Es ist also vorgesehen, dass als die zumindest einen Schwellwertkurve die erste Schwellwertkurve und die zweite Schwellwertkurve bestimmt werden. Für die Erkennung von Objekten in dem Umgebungsbereich beziehungsweise für die Abstandsmessung zwischen den Objekten und dem Ultraschallsensor kann also das Sensorsignal mit der ersten Schwellwertkurve verglichen werden. Für die Bestimmung des Freiraums in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs kann das Sensorsignal mit der zweiten Schwellwertkurve verglichen werden. Somit kann auf einfache Weise die erste Schwellwertkurve für die Objekterkennung und die zweite Schwellwertkurve für die Bestimmung des Freiraums genutzt werden.The sensor signal is preferably compared with a first threshold value curve for the detection of the object and the sensor signal is compared with a second threshold value curve to determine the free space, the second threshold value curve being at least partially below the first threshold value curve in relation to the amplitude. It is therefore provided that the first threshold value curve and the second threshold value curve are determined as the at least one threshold value curve. For the detection of objects in the surrounding area or for the distance measurement between the objects and the ultrasonic sensor, the sensor signal can therefore be compared with the first threshold value curve. To determine the free space in the area surrounding the vehicle, the sensor signal can be compared with the second threshold value curve. In this way, the first threshold value curve can be used in a simple manner for object recognition and the second threshold value curve can be used for determining the free space.

Im einfachsten Fall können die erste Schwellwertkurve und/oder die zweite Schwellwertkurve in Abhängigkeit von der Zeit einen konstanten Wert aufweisen beziehungsweise eine Gerade beschreiben. Insbesondere ist vorgesehen, dass sowohl die erste Schwellwertkurve als auch die zweite Schwellwertkurve in Abhängigkeit von der Zeit einen vorbestimmten Verlauf aufweisen. Beispielsweise kann die erste Schwellwertkurve derart ausgebildet sein, dass diese in einem vorbestimmten Bereich, in welchem üblicherweise Reflexionen des Ultraschallsignals von dem Boden empfangen werden, eine höhere Amplitude aufweist. Die zweite Schwellwertkurve kann insbesondere so bestimmt sein, dass diese im Vergleich zu der ersten Schwellwertkurve eine geringere Amplitude aufweist. Insbesondere in einem vorbestimmten Nahbereich und/oder dem Bereich, in dem üblicherweise Reflexionen des Ultraschallsignals am Boden empfangen werden, kann die zweite Schwellwertkurve eine geringere Amplitude aufweist als die erste Schwellwertkurve. Der Abstandsbereich, in welchem üblicherweise Bodenechos empfangen werden, kann etwa zwischen 60 cm und 70 cm betragen. Somit kann erreicht werden, dass in dem Nahbereich und/oder dem Bereich, welcher den Bodenechos zugeordnet ist, beispielsweise Objekte seitlich neben dem Ultraschallsensor erkannt werden können und bei der Bestimmung des Freiraums berücksichtigt werden.In the simplest case, the first threshold value curve and / or the second threshold value curve can have a constant value as a function of time or describe a straight line. In particular, it is provided that both the first threshold value curve and the second threshold value curve have a predetermined profile as a function of time. For example, the first threshold value curve can be designed such that it has a higher amplitude in a predetermined area in which reflections of the ultrasonic signal are usually received from the floor. The second threshold value curve can in particular be determined in such a way that these are compared has a lower amplitude than the first threshold value curve. In particular in a predetermined close range and / or the area in which reflections of the ultrasonic signal are usually received on the ground, the second threshold value curve can have a lower amplitude than the first threshold value curve. The distance range in which floor echoes are usually received can be approximately between 60 cm and 70 cm. It can thus be achieved that in the close-up area and / or the area that is assigned to the ground echoes, for example, objects to the side of the ultrasonic sensor can be detected and taken into account when determining the free space.

In einer weiteren Ausführungsform wird anhand eines Signalanteils des Sensorsignals, welcher die zweite Schwellwertkurve überschreitet ein Freiraumabstand, welcher einen Abstand zwischen dem Ultraschallsensor und einer Grenze des Freiraums beschreibt, bestimmt. Der Freiraum beschreibt den Bereich in dem Umgebungsbereich, welcher frei von Objekten ist beziehungsweise in welchem sich keine Objekte befinden. Der Freiraum kann sich insbesondere direkt an den Ultraschallsensor anschließen. Der Freiraum kann ausgehend von einer äußeren Grenze des Fahrzeugs beziehungsweise einer Außenhülle des Fahrzeugs bestimmt werden. Dabei kann sich der Freiraum zwischen dem Ultraschallsensor und dem Freiraumabstand befinden. Anhand der Signalanteile des Sensorsignals, welche die zweite Schwellwertkurve überschreitet, kann der Freiraumabstand bestimmt werden. Der Signalanteil des Sensorsignals, der die zweite Schwellwertkurve überschreitet, kann beispielsweise ein Peak beziehungsweise eine Signalspitze sein, welcher beziehungsweise welche das von einem Objekt reflektierte Ultraschallsignal beschreibt. Somit können auch Echos des Ultraschallsignals von Objekten empfangen werden, welche ansonsten unterhalb der ersten Schwellwertkurve liegen. Dies ermöglicht es, insbesondere Objekte oder Hindernisse seitlich neben dem Sensor beziehungsweise dem Fahrzeug zu erkennen und hieraus den Freiraum zu bestimmen.In a further embodiment, a free space distance, which describes a distance between the ultrasonic sensor and a boundary of the free space, is determined on the basis of a signal component of the sensor signal which exceeds the second threshold value curve. The free space describes the area in the surrounding area which is free of objects or in which there are no objects. The free space can in particular directly adjoin the ultrasonic sensor. The free space can be determined on the basis of an outer boundary of the vehicle or an outer shell of the vehicle. The free space can be located between the ultrasonic sensor and the free space distance. The free space distance can be determined on the basis of the signal components of the sensor signal which the second threshold value curve exceeds. The signal component of the sensor signal that exceeds the second threshold value curve can be, for example, a peak or a signal peak which describes the ultrasonic signal reflected from an object. Thus, echoes of the ultrasonic signal can also be received from objects which otherwise lie below the first threshold value curve. This makes it possible, in particular, to detect objects or obstacles to the side of the sensor or the vehicle and to determine the free space from this.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn die Erkennung des Objekts und die Bestimmung des Freiraums in einem Messzyklus durchgeführt wird, wobei während des Messzyklus das Ultraschallsignal ausgesendet wird und das in dem Umgebungsbereich reflektierte Ultraschallsignal empfangen wird. Mit dem Ultraschallsensor können zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt werden. Es kann vorgesehen sein, dass in dem gleichen Messzyklus das Sensorsignal sowohl mit der ersten Schwellwertkurve also mit der zweiten Schwellwertkurve verglichen wird. Somit wird es ermöglicht, dass innerhalb einer kurzen Zeitdauer sowohl der Freiraum bestimmt wird als auch Objekte in dem Umgebungsbereich erkannt werden beziehungsweise ein Abstand zu den jeweiligen Objekten bestimmt wird. Für die Bestimmung des Freiraums ist es insbesondere vorgesehen, dass dieser im mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden Messzyklen bestimmt wird und akkumuliert wird.It is also advantageous if the detection of the object and the determination of the free space are carried out in one measuring cycle, the ultrasonic signal being transmitted during the measuring cycle and the ultrasonic signal reflected in the surrounding area being received. Successive measurement cycles can be carried out with the ultrasonic sensor. Provision can be made for the sensor signal to be compared both with the first threshold value curve and with the second threshold value curve in the same measurement cycle. This enables both the free space to be determined and objects in the surrounding area to be recognized or a distance to the respective objects to be determined within a short period of time. In order to determine the free space, it is provided in particular that this is determined and accumulated in several successive measurement cycles.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird für die Bestimmung des Freiraums im Vergleich zu der Erkennung des Objekts für die Bestimmung des Sensorsignals eine Verstärkung erhöht. Alternativ zur Anpassung der Schwellwertkurve beziehungsweise zur Verwendung der zweiten Schwellwertkurve kann auch das Sensorsignal für die Bestimmung des Freiraums angepasst werden. Beispielsweise kann die Verstärkung des Sensorsignals erhöht werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Rohsignal, welches die Schwingung der Membran des Ultraschallsensors beschreibt, mit einer höheren Verstärkung verstärkt wird. Insbesondere ist diese Verstärkung höher als eine Verstärkung, welche bei der Bestimmung des Sensorsignals für die Objekterkennung verwendet wird. Somit kann die gleiche Schwellwertkurve für die Objekterkennung und die Bestimmung des Freiraums verwendet werden.According to a further embodiment, a gain is increased for the determination of the free space compared to the detection of the object for the determination of the sensor signal. As an alternative to adapting the threshold value curve or to using the second threshold value curve, the sensor signal can also be adapted to determine the free space. For example, the gain of the sensor signal can be increased. It can also be provided that the raw signal, which describes the vibration of the membrane of the ultrasonic sensor, is amplified with a higher gain. In particular, this gain is higher than a gain that is used when determining the sensor signal for object recognition. The same threshold value curve can thus be used for object recognition and the determination of the free space.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Anregung des Ultraschallsensors derart angepasst, dass das ausgesendete Ultraschallsignal für die Bestimmung des Freiraums im Vergleich zu der Erkennung des Objekts einen höheren Schalldruck aufweist. Es kann also vorgesehen sein, dass für die Bestimmung des Freiraums der Schalldruckpegel des ausgesendeten Ultraschallsignals erhöht wird. Hierzu kann ein Anregungssignal, mittels welchem der Ultraschallsensor zum Aussenden des Ultraschallsignals angeregt wird, angepasst werden. Damit kann dann auch die Amplitude des Sensorsignals erhöht werden. Auch auf diese Weise kann die Bestimmung des Freiraums zuverlässiger durchgeführt werden.In a further embodiment, the excitation of the ultrasonic sensor is adapted in such a way that the transmitted ultrasonic signal for the determination of the free space has a higher sound pressure compared to the detection of the object. It can therefore be provided that the sound pressure level of the emitted ultrasonic signal is increased in order to determine the free space. For this purpose, an excitation signal, by means of which the ultrasonic sensor is excited to emit the ultrasonic signal, can be adapted. The amplitude of the sensor signal can then also be increased in this way. In this way, too, the free space can be determined more reliably.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Erkennung des Objekts und die Bestimmung des Freiraums in unterschiedlichen Messzyklen durchgeführt werden, wobei während eines Messzyklus das Ultraschallsignal ausgesendet wird und das in dem Umgebungsbereich reflektierte Ultraschallsignal empfangen wird. Beispielsweise können alternierende Messzyklen für die Objekterkennung und die Bestimmung des Freiraums durchgeführt werden.It is provided in particular that the detection of the object and the determination of the free space are carried out in different measuring cycles, the ultrasonic signal being transmitted during a measuring cycle and the ultrasonic signal reflected in the surrounding area being received. For example, alternating measuring cycles can be carried out for object recognition and the determination of the free space.

Eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung für eine Ultraschallsensorvorrichtung eines Fahrzeugs ist zum Durchführen eines Verfahrens und der vorteilhaften Ausgestaltungen davon ausgelegt. Die Recheneinrichtung kann beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Ferner kann die Recheneinrichtung durch eine Elektronik des Ultraschallsensors beziehungsweise Sensorelektronik bereitgestellt werden. In diesem Fall kann die Recheneinrichtung insbesondere durch eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) bereitgestellt werden.A computing device according to the invention for an ultrasonic sensor device of a vehicle is designed to carry out a method and the advantageous embodiments thereof. The computing device can be provided, for example, by an electronic control unit of the vehicle. Furthermore, the computing device can be provided by electronics of the ultrasonic sensor or sensor electronics. In this case, the computing device in particular are provided by an application-specific integrated circuit (ASIC).

Der Vergleich des Sensorsignals mit der zumindest einen Schwellwertkurve kann mittels der Sensorelektronik durchgeführt werden. In diesem Fall kann ein Ergebnis des Vergleichs an das Steuergerät übertragen werden. Alternativ dazu kann das Sensorsignal von dem Ultraschallsensor an das Steuergerät übertragen werden. Dann kann der Vergleich des Sensorsignals mit der zumindest einen Schwellwertkurve mittels des Steuergeräts durchgeführt werden.The comparison of the sensor signal with the at least one threshold value curve can be carried out by means of the sensor electronics. In this case, a result of the comparison can be transmitted to the control unit. Alternatively, the sensor signal can be transmitted from the ultrasonic sensor to the control unit. The comparison of the sensor signal with the at least one threshold value curve can then be carried out by means of the control device.

Eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung und zumindest einen Ultraschallsensor. Bevorzugt kann die Ultraschallsensorvorrichtung eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweisen, die beispielsweise verteilt an dem Kraftfahrzeug angeordnet werden können. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem, welches eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung umfasst. Mittels des Fahrerassistenzsystems kann das Fahrzeug in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt zumindest semi-autonom manövriert werden.An ultrasonic sensor device according to the invention for a vehicle comprises a computing device according to the invention and at least one ultrasonic sensor. The ultrasonic sensor device can preferably have a plurality of ultrasonic sensors which, for example, can be arranged in a distributed manner on the motor vehicle. Another aspect of the invention relates to a driver assistance system which comprises an ultrasonic sensor device according to the invention. By means of the driver assistance system, the vehicle can be maneuvered at least semi-autonomously as a function of the detected object.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung. Das Fahrzeug kann beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrzeug als Nutzfahrzeug ausgebildet ist.A vehicle according to the invention comprises an ultrasonic sensor device according to the invention. The vehicle can be designed as a passenger car, for example. It can also be provided that the vehicle is designed as a utility vehicle.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.A further aspect of the invention relates to a computer program comprising commands which, when the program is executed by a computing device, cause the computer to execute a method according to the invention and the advantageous refinements thereof.

Ein erfindungsgemäßes computerlesbares (Speicher)medium umfasst Befehle, die bei der Ausführung durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.A computer-readable (storage) medium according to the invention comprises commands which, when executed by a computing device, cause it to execute a method according to the invention and the advantageous embodiments thereof.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Recheneinrichtung, für die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung, für das erfindungsgemäße Fahrzeug, für das erfindungsgemäße Computerprogramm sowie für das erfindungsgemäße computerlesbare (Speicher)medium.The preferred embodiments presented with reference to the method according to the invention and their advantages apply accordingly to the computing device according to the invention, for the ultrasonic sensor device according to the invention, for the vehicle according to the invention, for the computer program according to the invention and for the computer-readable (storage) medium according to the invention.

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 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. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as 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 specified combination, but also in other combinations without departing from the scope of the invention . There are thus also embodiments of the invention to be considered as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, but emerge from the explained embodiments and can be generated by separate combinations of features. Designs and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which therefore do not have all the features of an originally formulated independent claim. In addition, designs and combinations of features, in particular through the statements set out above, are to be regarded as disclosed which go beyond the combinations of features set forth in the back references of the claims or differ from them.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, welches eine Ultraschallsensorvorrichtung mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweist, sowie ein Objekt in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs;
2 eine schematische Darstellung eines Ultraschallsensors und eines Objekts sowie eines Sensorsignals des Ultraschallsensors, welches mit einer Schwellwertkurve verglichen wird;
3 eine schematische Darstellung des Ultraschallsensors und des Objekts sowie des Sensorsignals des Ultraschallsensors gemäß einer weiteren Ausführungsform;
4 ein weitere schematische Darstellung eines Sensorsignals, welches mit einer ersten Schwellwertkurve und einer zweiten Schwellwertkurve verglichen wird; und
5 ein Freiraum, welcher in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs während des Einparkens in eine Querparklücke bestimmt wird.

The invention will now be explained in more detail on the basis of preferred exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawings. Show:

1 a schematic representation of a vehicle having an ultrasonic sensor device with a plurality of ultrasonic sensors, and an object in a surrounding area of the vehicle;
2 a schematic representation of an ultrasonic sensor and an object as well as a sensor signal of the ultrasonic sensor, which is compared with a threshold value curve;
3 a schematic representation of the ultrasonic sensor and the object as well as the sensor signal of the ultrasonic sensor according to a further embodiment;
4th a further schematic representation of a sensor signal which is compared with a first threshold value curve and a second threshold value curve; and
5 a free space which is determined in a surrounding area of the vehicle while parking in a perpendicular parking space.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt ein Fahrzeug 1, welches vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet ist, in einer Draufsicht. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches dazu dient, einen Fahrer beim Führen des Fahrzeugs 1 zu unterstützen. Das Fahrerassistenzsystem 2 kann beispielsweise als Parkhilfesystem ausgebildet sein, mittels welchem ein Fahrer beim Einparken des Fahrzeugs 1 in eine Parklücke und/oder beim Ausparken der Parklücke unterstützt werden kann. 1 shows a vehicle 1 , which is designed here as a passenger car, in a plan view. The vehicle 1 includes a driver assistance system 2 which is used to assist a driver in driving the vehicle 1 to support. The driver assistance system 2 can for example as Be designed parking aid system, by means of which a driver when parking the vehicle 1 can be supported in a parking space and / or when pulling out of the parking space.

Das Fahrerassistenzsystem 2 beziehungsweise das Fahrzeug 1 weist ferner eine Ultraschallsensorvorrichtung 3 auf. Diese Ultraschallsensorvorrichtung 3 umfasst zumindest einen Ultraschallsensor 4. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung 3 zwölf Ultraschallsensoren 4, von denen sechs in einem Frontbereich 6 des Fahrzeugs 1 und sechs in einem Heckbereich 7 des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Die Ultraschallsensoren 4 können beispielsweise an den Stoßfängern des Fahrzeugs 1 montiert sein. Dabei können die Ultraschallsensoren 4 zumindest bereichsweise in entsprechenden Ausnehmungen beziehungsweise Durchgangsöffnungen der Stoßfänger angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensoren 4 verdeckt hinter den Stoßfängern angeordnet sind. Grundsätzlich können die Ultraschallsensoren 4 auch an weiteren Verkleidungsteilen oder Bauteilen des Fahrzeugs 1 angeordnet sein. Beispielsweise können die Ultraschallsensoren an oder verdeckt hinter den Türen des Fahrzeugs 1 angeordnet sein.The driver assistance system 2 or the vehicle 1 further comprises an ultrasonic sensor device 3 on. This ultrasonic sensor device 3 comprises at least one ultrasonic sensor 4th . In the present exemplary embodiment, the ultrasonic sensor device comprises 3 twelve ultrasonic sensors 4th , of which six in a front area 6th of the vehicle 1 and six in a stern area 7th of the vehicle 1 are arranged. The ultrasonic sensors 4th can for example on the bumpers of the vehicle 1 be mounted. The ultrasonic sensors 4th be arranged at least partially in corresponding recesses or through openings of the bumpers. It can also be provided that the ultrasonic sensors 4th are arranged concealed behind the bumpers. In principle, the ultrasonic sensors 4th also on other trim parts or components of the vehicle 1 be arranged. For example, the ultrasonic sensors can be on or hidden behind the doors of the vehicle 1 be arranged.

Mit den jeweiligen Ultraschallsensoren 4 können Objekte 8 in einem Umgebungsbereich 9 des Fahrzeugs 1 erfasst werden. Vorliegend ist schematisch ein Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 gezeigt. Die Ultraschallsensorvorrichtung 3 umfasst ferner eine elektronische Recheneinrichtung 5, welche zur Datenübertragung mit den jeweiligen Ultraschallsensoren 4 verbunden ist. Die Recheneinrichtung 5 ist vorliegend durch ein Steuergerät des Fahrzeugs 1 gebildet. Eine Datenleitung beziehungsweise ein entsprechender Datenbus ist vorliegend der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Mit der elektronischen Recheneinrichtung 5 können die jeweiligen Ultraschallsensoren 4 zum Aussenden des Ultraschallsignals mit einem entsprechenden Anregungssignal angeregt werden. Zudem können Sensorsignale 10, die mit den Ultraschallsensoren 4 bereitgestellt werden, an die Recheneinrichtung 5 übertragen werden. Auf Grundlage der Sensorsignale 10 können dann mit der Recheneinrichtung 5 die Objekte 8 in einem Umgebungsbereich 9 erkannt werden. Diese Information kann dann von dem Fahrerassistenzsystem 2 dazu genutzt werden, eine Ausgabe an den Fahrer des Fahrzeugs 1 auszugeben. Zudem kann es vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem 2 in eine Lenkung, ein Bremssystem und/oder einen Antriebsmotor des Fahrzeugs eingreift, um das Fahrzeug 1 in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt 8 zumindest semi-autonom zu manövrieren.With the respective ultrasonic sensors 4th can objects 8th in a surrounding area 9 of the vehicle 1 are recorded. An object is shown schematically here 8th in the surrounding area 9 shown. The ultrasonic sensor device 3 further comprises an electronic computing device 5 which are used for data transmission with the respective ultrasonic sensors 4th connected is. The computing device 5 is present by a control unit of the vehicle 1 educated. A data line or a corresponding data bus is not shown here for the sake of clarity. With the electronic computing device 5 can the respective ultrasonic sensors 4th to emit the ultrasonic signal are excited with a corresponding excitation signal. In addition, sensor signals 10 that came with the ultrasonic sensors 4th are provided to the computing device 5 be transmitted. Based on the sensor signals 10 can then use the computing device 5 the objects 8th in a surrounding area 9 be recognized. This information can then be provided by the driver assistance system 2 can be used to output an output to the driver of the vehicle 1 to spend. In addition, it can be provided that the driver assistance system 2 engages in a steering, a braking system and / or a drive motor of the vehicle to the vehicle 1 depending on the detected object 8th to maneuver at least semi-autonomously.

Im oberen Bereich von 2 ist schematisch ein Ultraschallsensor 4 dargestellt, wobei sich seitlich neben dem Ultraschallsensor 4 ein Objekt 8 befindet. Bei dem Objekt 8 kann es sich beispielsweise um eine Wand oder um ein geparktes Fahrzeug, welches eine Querparklücke begrenzt, handeln. Im unteren Bereich von 2 ist das Sensorsignal 10 des Ultraschallsensors 4 dargestellt. Dabei ist auf der Abszisse ein Abstand d und auf der Ordinate eine Amplitude A des Sensorsignals 10 aufgetragen. Dabei ist der Abstand d proportional zu der Zeit. In dem vorliegenden Beispiel beschreibt das Sensorsignal 10 eine Hüllkurve oder Einhüllende der Schwingung der Membran des Ultraschallsensors 4.In the upper area of 2 is schematically an ultrasonic sensor 4th shown, with the side next to the ultrasonic sensor 4th an object 8th is located. At the object 8th it can be, for example, a wall or a parked vehicle that delimits a perpendicular parking space. In the lower area of 2 is the sensor signal 10 of the ultrasonic sensor 4th shown. There is a distance d on the abscissa and an amplitude A of the sensor signal on the ordinate 10 applied. The distance d is proportional to the time. In the present example describes the sensor signal 10 an envelope curve or envelope of the vibration of the membrane of the ultrasonic sensor 4th .

In einem ersten Bereich 11 beschreibt das Sensorsignal 10 die Schwingung der Membran während des Sendens des Ultraschallsignals und/oder das anschließende Ausschwingen der Membran. Um Objekte 8 in dem Umgebungsbereich 9 zu erkennen und insbesondere zum Bestimmen eines Abstands zwischen den Objekten 8 und dem Ultraschallsensor 4 wird das Sensorsignal 10 mit einer ersten Schwellwertkurve S1 verglichen. Dies erste Schwellwertkurve S1 ist derart bestimmt, dass der Bereich 11, der das Ausschwingen beschreibt, ausgeblendet wird. Des Weiteren weist die erste Schwellwertkurve S1 einen Bereich 12 mit einer erhöhten Amplitude auf. Dieser Bereich 12 kann einem Abstand d von etwa 60 cm bis 70 cm zugeordnet sein. In diesem Abstandsbereich treten üblicherweise Reflexionen des Ultraschallsignals an der Fahrbahnoberfläche beziehungsweise sogenannte Bodenechos auf. Durch den Verlauf der ersten Schwellwertkurve S1 können diese Bodenechos herausgefiltert werden.In a first area 11 describes the sensor signal 10 the vibration of the membrane during the transmission of the ultrasonic signal and / or the subsequent oscillation of the membrane. To objects 8th in the surrounding area 9 to recognize and in particular to determine a distance between the objects 8th and the ultrasonic sensor 4th becomes the sensor signal 10 with a first threshold value curve S1 compared. This is the first threshold value curve S1 is determined such that the area 11 that describes the swing out is faded out. Furthermore, the first threshold value curve S1 an area 12th with an increased amplitude. This area 12th can be assigned a distance d of approximately 60 cm to 70 cm. In this distance range, reflections of the ultrasonic signal on the road surface or so-called ground echoes usually occur. Through the course of the first threshold value curve S1 these ground echoes can be filtered out.

Der Ultraschallsensor 4 hat einen Erfassungsbereich, der einem Winkel von etwa 180° zugeordnet ist. Die Reflexionen des ausgesendeten Ultraschallsignals gehorchen dem Huygens-Prinzip. Dies führt dazu, dass eine Energie für Anteile des Ultraschallsignals, welche weit von einer Hauptsenderichtung entfernt sind, gering ist. Hierzu beschreibt der Pfeil 13 einen ersten Teil des Ultraschallsignals, welcher von dem Objekt 8 reflektiert wird. Dieser Teil des Signals weist eine höhere Energie auf als ein Teil des Ultraschallsignals, welcher weit von der Hauptsenderichtung entfernt ist. Dies ist durch den Pfeil 14 veranschaulicht. Zudem ist der seitliche Abstand zwischen dem Ultraschallsensor 4 und dem Objekt 8 vorliegend so groß, dass ein Peak 15 des Sensorsignals 10, welcher die Reflexion des Ultraschallsignals entlang des Pfeils 14 beschreibt, unterhalb der ersten Schwellwertkurve S1 liegt. Dies führt dazu, dass dieser Peak 15 nicht berücksichtigt wird. Insbesondere wird dieser Peak 15 nicht bei einer Bestimmung eines Freiraums F berücksichtigt. Der Freiraum F beschreibt den Bereich in dem Umgebungsbereich 9, welcher frei von Objekten 8 ist.The ultrasonic sensor 4th has a detection area that is assigned to an angle of approximately 180 °. The reflections of the transmitted ultrasonic signal obey the Huygens principle. As a result, the energy for components of the ultrasonic signal which are far from a main transmission direction is low. The arrow describes this 13 a first portion of the ultrasound signal received from the object 8th is reflected. This part of the signal has a higher energy than a part of the ultrasonic signal which is far from the main transmission direction. This is by the arrow 14th illustrated. There is also the lateral distance between the ultrasonic sensor 4th and the object 8th present so large that a peak 15th of the sensor signal 10 , which shows the reflection of the ultrasonic signal along the arrow 14th describes below the first threshold value curve S1 lies. This leads to this peak 15th is not taken into account. In particular, this peak becomes 15th not when determining a free space F. considered. The free space F. describes the area in the surrounding area 9 which is free of objects 8th is.

3 zeigt ein Beispiel, bei welchem der seitliche Abstand zwischen dem Ultraschallsensor 4 und dem Objekt 8 geringer ist als bei dem Beispiel von 2. In diesem Fall liegt der Peak 15 des Sensorsignals 10 in einem Bereich nach dem Ausschwingen der Membran und vor dem Bereich 12 der ersten Schwellwertkurve S1, durch welche die Bodenechos ausgeblendet werden. Der seitliche Abstand zwischen dem Ultraschallsensor 4 und dem Objekt 8 kann einem Nahbereich zugeordnet sein. In diesem Fall überschreitet der Peak 15 die erste Schwellwertkurve S1. 3 shows an example in which the lateral distance between the ultrasonic sensor 4th and the object 8th is less than the example of 2 . In this case the peak lies 15th of the sensor signal 10 in an area after the membrane swings out and in front of the area 12th the first threshold curve S1 , through which the ground echoes are suppressed. The lateral distance between the ultrasonic sensor 4th and the object 8th can be assigned to a close range. In this case the peak exceeds 15th the first threshold curve S1 .

Um die Bestimmung des Freiraums F zuverlässiger durchführen zu können, kann es vorgesehen sein, zusätzlich zu der ersten Schwellwertkurve S1 eine zweite Schwellwertkurve S2 zu verwenden. Diese zweite Schwellwertkurve S2 liegt bezogen auf die Amplitude A unterhalb der ersten Schwellwertkurve S1. Dies ist schematisch in 4 dargestellt. Hier ist die erste Schwellwertkurve S1 so bestimmt, dass der Peak 15 unterhalb der ersten Schwellwertkurve S1 liegt. Ein zweiter Peak 16, welcher von der Reflexion des Ultraschallsignals an einem Objekt 8 stammt, überschreitet die erste Schwellwertkurve S1. Die zweite Schwellwertkurve S2 ist derart bestimmt, dass sowohl der erste Peak 15 als auch der zweite Peak 16 die zweite Schwellwertkurve S2 überschreiten. Auf Grundlage des Peaks 16 kann ein Objektabstand d1 beziehungsweise der Abstand d zu dem Objekt 8 bestimmt werden. Anhand des Peaks 15 kann ein Freiraumabstand d2 bestimmt werden. Der Freiraumabstand d2 beschreibt den Abstand zwischen dem Ultraschallsensor 4 beziehungsweise der Außenhülle des Fahrzeugs 1 und dem Ende des Freiraums F. Die Erfassung des Objekts 8 und die Bestimmung des Freiraums F kann dabei im gleichen Messzyklus durchgeführt werden. Der Vergleich des Sensorsignals 10 mit der ersten Schwellwertkurve S1 und der zweiten Schwellwertkurve S2 kann mittels der Recheneinrichtung 5 beziehungsweise dem Steuergerät durchgeführt werden. Alternativ dazu kann der Vergleich mit einer Sensorelektronik beziehungsweise einem ASIC des Ultraschallsensors 4 durchgeführt werden.To determine the free space F. To be able to perform more reliably, it can be provided in addition to the first threshold value curve S1 a second threshold value curve S2 to use. This second threshold value curve S2 is below the first threshold curve in relation to the amplitude A S1 . This is schematically in 4th shown. Here is the first threshold curve S1 so determined that the peak 15th below the first threshold value curve S1 lies. A second peak 16 which is caused by the reflection of the ultrasonic signal on an object 8th originates, exceeds the first threshold value curve S1 . The second threshold curve S2 is determined such that both the first peak 15th as well as the second peak 16 the second threshold curve S2 exceed. Based on the peak 16 can be an object distance d1 or the distance d to the object 8th to be determined. Using the peak 15th a clearance distance d2 can be determined. The clearance distance d2 describes the distance between the ultrasonic sensor 4th or the outer shell of the vehicle 1 and the end of the space F. . The capture of the object 8th and the determination of the free space F. can be carried out in the same measuring cycle. The comparison of the sensor signal 10 with the first threshold value curve S1 and the second threshold value curve S2 can by means of the computing device 5 or the control unit. Alternatively, the comparison can be made with sensor electronics or an ASIC of the ultrasonic sensor 4th be performed.

Alternativ zur Verwendung von zwei Schwellwertkurven S1 und S2 kann es auch vorgesehen sein, dass zur Bestimmung des Freiraums F die Empfindlichkeit der Messung mit dem Ultraschallsensor 4 quasi erhöht wird. Diese kann dadurch erreicht werden, dass der Schalldruck des ausgesendeten Ultraschallsignals erhöht wird und/oder dass die Verstärkung des Sensorsignals 10 erhöht wird. In diesem Fall kann ein Messzyklus zur Objekterkennung und einer weiterer Messzyklus zur Bestimmung des Freiraums F verwendet werden.As an alternative to using two threshold value curves S1 and S2 it can also be provided that to determine the free space F. the sensitivity of the measurement with the ultrasonic sensor 4th is quasi increased. This can be achieved by increasing the sound pressure of the emitted ultrasonic signal and / or by increasing the sensor signal 10 is increased. In this case, one measuring cycle can be used to detect the object and another measuring cycle can be used to determine the free space F. be used.

5 zeigt eine schematische Darstellung des Freiraums F, welcher über zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen bestimmt und akkumuliert wurde. Zudem ist ein Abbild 17 des Fahrzeugs 1 abgebildet. Vorliegend wurde der Freiraum F beim Manövrieren des Fahrzeugs 1 in eine Querparklücke bestimmt. In diesem Fall ist es wichtig, dass Objekte 8 seitlich neben dem Fahrzeug 1 zuverlässig erkannt werden können. Bei diesen Objekten 8 kann es sich um geparkte Fahrzeug auf benachbarten Parkplätzen beziehungsweise um geparkte Fahrzeuge, welche die Querparklücke begrenzen, handeln. Es ist zu erkennen, dass der Freiraum F auch seitlich neben dem Fahrzeug 1 zuverlässig bestimmt werden kann. 5 shows a schematic representation of the free space F. which was determined and accumulated over successive measuring cycles. There is also an image 17th of the vehicle 1 pictured. The present was the free space F. when maneuvering the vehicle 1 determined in a perpendicular parking space. In this case it is important that objects 8th to the side of the vehicle 1 can be reliably recognized. With these objects 8th it can be a question of parked vehicles in neighboring parking spaces or of parked vehicles that delimit the perpendicular parking space. It can be seen that the free space F. also on the side of the vehicle 1 can be reliably determined.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015104934 A1 [0004]

Claims

Method for operating an ultrasonic sensor (4) for a vehicle (1), in which the ultrasonic sensor (4) is excited to emit an ultrasonic signal and the ultrasonic signal reflected in a surrounding area (9) of the vehicle (1) to determine a sensor signal (10) is received, the sensor signal (10) being compared with at least one threshold value curve (S1, S2) and an object (8) in the surrounding area (9) based on the comparison of the sensor signal (10) with the at least one threshold value curve (S1, S2) is recognized and a free space (9) which is free of objects (8) is determined, characterized in that the determination of the sensor signal (10) for the determination of the free space (F) compared to the detection of the object (8) and / or the at least one threshold value curve (S1, S2) is determined in such a way that an amplitude of the at least one threshold value curve (S1, S2) is compared to an amplitude (A) of the sensor signal (10) v is reduced.

Procedure according to Claim 1 characterized in that the sensor signal (10) is compared with a first threshold value curve (S1) for the detection of the object (8) and the sensor signal (10) is compared with a second threshold value curve (S2) for the determination of the free space (F), wherein the second threshold value curve (S2) is at least partially below the first threshold value curve (S1) in relation to the amplitude.

Procedure according to Claim 2 , characterized in that a free space distance (d2), which describes a distance between the ultrasonic sensor (4) and a boundary of the free space (F), is determined on the basis of a signal component of the sensor signal (15) which exceeds the second threshold value curve (S2).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the detection of the object (8) and the determination of the free space (F) are carried out in one measuring cycle, the ultrasonic signal being transmitted during the measuring cycle and the ultrasonic signal reflected in the surrounding area (9) Will be received.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that for the determination of the free space (F) compared to the detection of the object (8) in the determination of the sensor signal (10) a gain is increased.

Procedure according to Claim 1 or 5 , characterized in that the excitation of the ultrasonic sensor is adapted in such a way that the transmitted ultrasonic signal for determining the free space (F) has a higher sound pressure compared to the detection of the object (8).

Procedure according to Claim 5 or 6th , characterized in that the detection of the object (8) and the determination of the free space (F) are carried out in different measuring cycles, the ultrasonic signal being transmitted during a measuring cycle and the ultrasonic signal reflected in the surrounding area (9) being received.

Computing device (5) for an ultrasonic sensor device (3), the computing device (5) being designed to carry out a method according to one of the preceding claims.

Ultrasonic sensor device (3) for a vehicle (1) with a computing device (5) according to Claim 8 and with at least one ultrasonic sensor (4).

Computer program, comprising instructions which, when the program is executed by a computing device (5), cause the latter, a method according to one of the Claims 1 to 7th execute.

Computer-readable (storage) medium, comprising instructions which, when executed by a computing device (5), cause them, a method according to one of the Claims 1 to 7th execute.