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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Unterbodenbereichs unterhalb eines Fahrzeugs, bei welchem mittels einer Ultraschallsensorvorrichtung Messungen durchgeführt werden, wobei bei jeder der Messungen ein Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals in den Unterbodenbereich angesteuert wird und ein Sensorsignal bestimmt wird, welches einen zeitlichen Verlauf des empfangenen Ultraschallsignals beschreibt. Dabei wird anhand eines bei einer ersten Messung bestimmten ersten Sensorsignals ein Referenzsignal bestimmt und anhand eines Vergleichs des bei einer nachfolgenden, zweiten Messung bestimmten zweiten Sensorsignals mit dem Referenzsignal das Vorhandensein eines Objekts in dem Unterbodenbereich überprüft. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Recheneinrichtung sowie eine Ultraschallsensorvorrichtung. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie ein computerlesbares (Speicher)medium.
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Zur Überwachung eines Unterbodenbereichs unterhalb eines Unterbodens eines Fahrzeugs sind aus dem Stand der Technik verschiedene Möglichkeiten bekannt. Neben Kamera-basierten Lösungen, die insbesondere in schlecht ausgeleuchteten Parkhäusern oder bei Nacht an ihre Grenzen stoßen, sind auch Infrarot-basierte Lösungen möglich. Wie bei Kameras können auch bei diesen Systemen jedoch hohe Leistungseinbußen durch Verschmutzung oder Beschädigung der Sensorhülle auftreten. Die Verwendung von Ultraschallsensoren bietet eine kostengünstige Möglichkeit, um den Unterbodenbereich zu überwachen. Störgrößen wie eine nicht ausreichende Beleuchtung beziehungsweise schlechte Lichtverhältnisse oder ähnliches treten hier nicht auf. Die Reichweite der Ultraschallsensoren ist prinzipiell auch für die Überwachung des Unterbodenbereichs ausreichend.
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Bisherige Implementierungen von Ultraschallsensoren nutzen beispielsweise die direkte Detektion von Objekten zur Bestimmung der Freiheit des Unterbodenbereichs. Dabei können beispielsweise Ultraschallsensoren in der Nähe des Radkastens platziert werden und anhand von Messungen überprüft werden, ob sich Objekte vor oder hinter dem Rad befinden. Um eine vollständige Abdeckung mit einem solchen Verfahren zu erreichen, ist es erforderlich, vor und hinter jedem Rad einen Ultraschallsensor zu platzieren. Dies bringt sowohl hohe Anforderungen und wenig Flexibilität für den Einbau mit sich und zudem ist eine derartige Ultraschallsensorvorrichtung mit erhöhten Kosten verbunden.
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Darüber hinaus werden zur Überwachung des Unterbodenbereichs mit Ultraschallsensoren sowohl direkte Messungen als auch indirekte Messungen verwendet. Als direkte Messung wird im Folgenden eine Messung bezeichnet, bei der ein Ultraschallsensor ein Ultraschallsignal aussendet und derselbe Ultraschallsensor dieses Ultraschallsignal auch wieder empfängt. Im Gegensatz dazu ist eine indirekte Messung eine solche, bei welcher ein Ultraschallsensor ein Ultraschallsignal aussendet und ein anderer Ultraschallsensor dieses empfängt.
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In diesem Zusammenhang beschreibt die
DE 10 2017 111 932 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Hierbei wird ein Ultraschallsignal in einen Bodenbereich unterhalb des Fahrzeugs ausgesendet und ein Ultraschallsignal aus dem Bodenbereich empfangen. Hierbei wird das Ultraschallsignal mit einem ersten Ultraschallsensor der Ultraschallsensorvorrichtung ausgesendet und das von dem ersten Ultraschallsensor ausgesendete und an einer Fahrbahnoberfläche in dem Bodenbereich reflektierte Ultraschallsignal wird mit einem zweiten Ultraschallsensor der Ultraschallsensorvorrichtung empfangen. Ferner kann es vorgesehen sein, dass ein Anteil des von dem zweiten Ultraschallsensor empfangenen Ultraschallsignals nach einem Abstellen des Kraftfahrzeugs gespeichert wird und der Anteil des von dem zweiten Ultraschallsensor empfangenen Ultraschallsignals zu einem späteren Zeitpunkt nochmals bestimmt wird und mit dem gespeicherten Anteil verglichen wird.
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Neben Objekten, welche das Fahrzeug beschädigen können, beispielsweise Steine, Flaschen oder dergleichen, können sich unter dem Fahrzeug auch sensible Objekte befinden, die durch das Fahrzeug zu Schaden kommen können. Während Objekte, welche das Fahrzeug beschädigen, typischerweise gute Reflexionseigenschaften im Ultraschallbereich aufweisen, trifft dies auf sensible Objekte nicht zu. Bei einem solchen sensiblen Objekt kann es sich beispielsweise um ein Tier oder um eine Person, insbesondere ein Kind, handeln. Fell oder Kleidung sind Materialien, die Ultraschallsignale stark dämpfen. Eine Detektion von solchen schwach reflektierenden Objekten im Unterbodenbereich aufgrund einer erhöhten Signalamplitude ist also typischerweise nicht möglich.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie eine Überwachung eines Unterbodenbereichs mithilfe einer Ultraschallsensorvorrichtung der eingangs genannten Art erweitert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Recheneinrichtung, durch eine Ultraschallsensorvorrichtung, durch ein Computerprogrammprodukt sowie durch ein computerlesbares (Speicher)medium mit den Merkmalen gemäß den abhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Überwachen eines Unterbodenbereichs unterhalb eines Fahrzeugs. Hierbei werden mittels einer Ultraschallsensorvorrichtung Messungen durchgeführt. Bei jeder der Messung wird ein Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals in den Unterbodenbereich angesteuert und ein Sensorsignal wird bestimmt, welches einen zeitlichen Verlauf des empfangenen Ultraschallsignals beschreibt. Ferner wird anhand eines bei einer ersten Messung bestimmten ersten Sensorsignals ein Referenzsignal bestimmt und anhand eines Vergleichs eines bei einer nachfolgenden, zweiten Messung bestimmten zweiten Sensorsignals mit dem Referenzsignal wird das Vorhandensein eines Objekts in dem Unterbodenbereich überprüft. Hierbei ist vorgesehen, dass bei dem Vergleich des zweiten Sensorsignals mit dem Referenzsignal ein Vorhandensein einer Reduzierung der Amplitude eines Bereichs des zweiten Sensorsignals überprüft wird und falls die Reduzierung der Amplitude vorhanden ist, ein für das Ultraschallsignal schwach reflektierendes Objekt in dem Unterbodenbereich erkannt wird.
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Mithilfe des Verfahrens soll der Unterbodenbereich unterhalb des Fahrzeugs überwacht werden. Dieser Unterbodenbereich kann sich bevorzugt von der Fahrbahnoberfläche, auf welcher sich das Fahrzeug aktuell befindet, bis zu einem Unterboden des Fahrzeugs erstrecken. Somit kann beispielsweise überprüft werden, ob sich ein Objekt in dem Unterbodenbereich befindet. Das Verfahren kann mit einer Ultraschallsensorvorrichtung durchgeführt werden. Diese Ultraschallsensorvorrichtung umfasst den zumindest einen Ultraschallsensor. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensorvorrichtung zumindest zwei Ultraschallsensoren aufweist. Mit dem zumindest einen Ultraschallsensor kann das Ultraschallsignal in dem Unterbodenbereich ausgesendet werden. Dieses ausgesendete Ultraschallsignal, welches gegebenenfalls am Boden beziehungsweise der Fahrbahnoberfläche und/oder dem Unterboden des Fahrzeugs reflektiert wird, kann dann mit dem gleichen Ultraschallsensor oder einem anderen Ultraschallsensor empfangen werden. Der zumindest eine Ultraschallsensor kann eine Membran aufweisen, die mit einem Wandlerelement, insbesondere einem piezoelektrischen Element, zu mechanischen Schwingungen angeregt werden kann. Hierdurch kann das Ultraschallsignal ausgesendet werden. Zum Empfangen des Ultraschallsignals kann die Schwingung der Membran, die durch das Ultraschallsignal bewirkt wird, mit dem Wandlerelement erfasst werden und in Form eines Sensorsignals ausgegeben werden. Dabei werden mit der Ultraschallsensorvorrichtung fortlaufend Messungen durchgeführt. Bei jeder der Messungen wird das Ultraschallsignal ausgesendet und das Ultraschallsignal wieder empfangen. Anhand des empfangenen Ultraschallsignals wird jeweils ein Sensorsignal bestimmt. Dabei kann das jeweilige Sensorsignal ein Rohsignal sein. Das Sensorsignal kann auch ein Rohsignal sein, welches entsprechend gefiltert und/oder verstärkt wird. Darüber hinaus kann das Sensorsignal eine Einhüllende oder Hüllkurve des gegebenenfalls verstärkten und/oder gefilterten Rohsignals sein.
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Dabei wird bei einer ersten Messung der Messungen anhand des hierbei bestimmten ersten Sensorsignals das Referenzsignal bestimmt. Dieses Referenzsignal kann entsprechend gespeichert werden und dient als Referenz für nachfolgende Messungen. Bei einer zweiten Messung, welche zeitlich auf die erste Messung folgt, kann dann das zweite Sensorsignal bestimmt werden. Um zu überprüfen, ob sich ein Objekt in dem Unterbodenbereich befindet, kann das zweite Sensorsignal mit dem Referenzsignal verglichen werden. Beispielsweise - je nach Ausgestaltung der Messung - kann überprüft werden, ob das zweite Sensorsignal das Referenzsignal überschreitet oder ob das zweite Sensorsignal das Referenzsignal unterschreitet. Hierdurch kann eine Abweichung der aktuellen Messung beziehungsweise der zweiten Messung von der Referenz festgestellt werden und gegebenenfalls darauf geschlossen werden, dass sich ein Objekt in dem Unterbodenbereich befindet.
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Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswertung des zweiten Sensorsignals nicht nur auf Amplitudenausschläge beschränkt wird. Insbesondere sollen zusätzlich zu dem Vergleich des zweiten Sensorsignals mit dem Referenzsignal weitere Untersuchungen des zweiten Sensorsignals durchgeführt werden. Hierzu ist vorgesehen, dass zumindest ein Bereich des zweiten Sensorsignals bezüglich einer Reduzierung der Amplitude überprüft wird. Dies bedeutet, dass von dem zweiten Sensorsignal der Bereich vorbestimmt wird beziehungsweise ausgewählt wird. Bei dem Vergleich des zweiten Sensorsignals mit dem Referenzsignal wird dann überprüft, ob das zweite Sensorsignal eine Reduzierung der Amplitude in dem Bereich aufweist. Dies bedeutet insbesondere, dass überprüft wird, ob die Amplitude des zweiten Sensorsignals beziehungsweise Amplitudenwerte des zweiten Sensorsignals einen vorbestimmten Unterschied zu dem Referenzsignal aufweisen. Falls diese Reduzierung der Amplitude vorhanden ist, wird angenommen, dass sich in dem Unterbodenbereich ein für das Ultraschallsignal schwach reflektierendes Objekt befindet.
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Vorliegend werden also nicht nur Amplitudenausschläge beziehungsweise Peaks des zweiten Sensorsignals beachtet, sondern es wird eine Reduzierung der Amplituden in dem Bereich beziehungsweise an dem gewissen Abstandsbereich als Kriterium für da Vorhandensein des schwach reflektierenden Objekts genutzt. Eine derartige Reduzierung der Amplitude tritt genau dann auf wenn ein stark reflektierendes Objekt, beispielsweise die Fahrbahnoberfläche beziehungsweise der Boden, von einem schwach reflektierenden Objekt verdeckt wird. In diesem Fall kann davon ausgegangen werden, dass sich ein schwach reflektierendes Objekt auf dem Bodenbelag befindet beziehungsweise dass das schwach reflektierende Objekt den Bodenbelag verdeckt. Bei dem schwach reflektierenden Objekt kann es sich um ein Tier mit Fell oder um eine Person, insbesondere um ein Kind, mit Kleidung handeln. Aufgrund von Fell und Kleidung ergibt sich typischerweise eine deutlich niedrigere Reflexions-Amplitude für derartige sensible Objekte.
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Für eine zuverlässige Überwachung des Unterbodenbereichs ist es nicht nur erforderlich, Objekte, welche das Fahrzeug beschädigen können, zu detektieren. Zudem ist es erforderlich, dass auch Objekte, die durch das Auto selbst Schaden erleiden können, detektiert werden können. Diese Objekte sind typischerweise schlechte Ultraschall-Reflektoren aufgrund der Oberflächenbeschaffenheit, welche beispielsweise durch ein Fell oder die Kleidung begründet ist. Mit der vorgestellten Lösung können auch solche Objekte, deren Echo-Amplitude deutlich geringer ist als die der Umgebung beziehungsweise des Bodens zuverlässig detektiert werden. Damit erhöht sich die Robustheit und insbesondere die Sensitivität der Ultraschallsensorvorrichtung in dem Unterbodenbereich, was für den praktischen Einsatz eines solchen Systems von entscheidender Bedeutung sein kann. Insgesamt kann somit die Funktionalität einer Ultraschallsensorvorrichtung zur Überwachung des Unterbodenbereichs erweitert werden.
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Bevorzugt werden die Messungen als direkte Messungen durchgeführt, bei welchen das Ultraschallsignal mit dem Ultraschallsensor ausgesendet wird und das in dem Unterbodenbereich reflektierte Ultraschallsignal mit dem Ultraschallsensor wieder empfangen wird. Das bedeutet, dass der Ultraschallsensor sowohl als Sender als auch als Empfänger für das Ultraschallsignal verwendet wird. Dabei kann der Ultraschallsensor im Bereich des Unterbodenbereichs des Fahrzeugs angeordnet sein. Mit dem Ultraschallsensor kann das Ultraschallsignal in Richtung des Bodens beziehungsweise der Fahrbahnoberfläche ausgesendet werden. Falls sich kein Objekt in dem Unterbodenbereich befindet, wird das ausgesendete Ultraschallsignal an dem Boden reflektiert und gelangt wieder zu dem Ultraschallsensor zurück. Falls sich ein Objekt, welches für das Ultraschallsignal schwach reflektierend ist, in dem Unterbodenbereich befindet, wird die Amplitude des empfangenen beziehungsweise von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals deutlich reduziert. Dies kann durch die Auswertung des Bereichs des zweiten Sensorsignals erkannt werden und somit das schwach reflektierende Objekt in dem Unterbodenbereich auf zuverlässige Weise erkannt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird während einer vorbestimmten Zeitdauer eine Mehrzahl von zweiten Messungen durchgeführt und hierbei jeweils ein zweites Sensorsignal bestimmt, wobei für jedes der zweiten Sensorsignale das Vorhandensein der Reduzierung der Amplitude überprüft wird. Mit anderen Worten wird überprüft, ob eine dauerhafte Reduzierung der Amplitude in gewissen Abstandsbereichen vorhanden ist. Tritt eine deutliche Reduzierung der Amplitudenwerte bei den zweiten Sensorsignalen im Vergleich zu dem Referenzsignal auf und ist diese Reduzierung über einen gewissen Zeitraum beziehungsweise die vorbestimmte Zeitdauer vorhanden, so kann davon ausgegangen werden, dass ein Objekt die starken Reflexionen von dem Bodenbelag verdeckt und selbst eine starke Dämpfung des Ultraschallsignals vornimmt. Die vorbestimmte Zeitdauer kann kleiner oder gleich 1 s sein. Beispielsweise kann die vorbestimmte Zeitdauer zwischen 0,5 s und 1 s betragen. Hierdurch wird eine zuverlässige Detektion von schwach reflektierenden Objekten in dem Unterbodenbereich ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Mehrzahl von zweiten Messungen durchgeführt wird und hierbei jeweils ein zweites Sensorsignal bestimmt. Ferner kann anhand der zweiten Sensorsignale ein gemitteltes zweites Sensorsignal bestimmt werden und für das gemittelte zweite Sensorsignal kann das Vorhandensein der Reduzierung der Amplitude überprüft werden. Über die Mittelung über eine gewisse Zeit können temporäre Effekte beziehungsweise Schwankungen der Ultraschallmessung kompensiert werden. In Abhängigkeit von der Temperatur und/oder von einer Luftströmung können Schwankungen des Ultraschallsignals auftreten, die durch die Mittelung kompensiert werden können. Auch hierdurch kann eine zuverlässige Erkennung der schwach reflektierenden Objekte in dem Unterbodenbereich ermöglicht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird der Bereich des zweiten Sensorsignals einem vorbestimmten Abstand zugeordnet. Insbesondere kann der Bereich des zweiten Sensorsignals, der bezüglich der Reduzierung der Amplitude untersucht wird, einem vorbestimmten Abstandsbereich zugeordnet werden. Dieser Abstandsbereich kann in Abhängigkeit von der Einbauposition, einem Einbauwinkel sowie einer Ausgestaltung des Fahrzeugs bestimmt werden. Hierbei kann beispielsweise ein Abstand zwischen dem Unterboden des Fahrzeugs beziehungsweise dem Ultraschallsensor und der Fahrbahnoberfläche berücksichtigt werden. Auf Grundlage dieser Informationen kann dann ermittelt werden, in welchem Abstand sich die Fahrbahnoberfläche befindet und welchem Bereich des zweiten Sensorsignals Reflexionen des Ultraschallsignals an dem Boden zuzuordnen sind. Somit kann der Bereich des zweiten Sensorsignals, welcher bezüglich der Reduzierung der Amplitude untersucht wird, auf präzise Weise bestimmt werden.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Bereich des zweiten Sensorsignals in zuvor durchgeführten Referenzmessungen ermittelt wird. Hierbei kann es ferner vorgesehen sein, dass Referenzmessungen mit vorbestimmten Referenzobjekten durchgeführt werden. Dabei können die Referenzmessungen für verschiedene Objekte und/oder für verschiedene Positionen durchgeführt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird der Bereich des zweiten Sensorsignals einer maximalen Abweichung zwischen dem zweiten Sensorsignal und dem Referenzsignal zugeordnet. Nach der Bestimmung des zweiten Sensorsignals kann der Bereich beziehungsweise der Amplitudenwert des zweiten Sensorsignals ermittelt werden, welcher die größte Abweichung zu dem Referenzsignal aufweist. Somit kann zur Erhöhung der Robustheit ein gewisser Abstandsbereich um die größte Differenz definiert werden, in welchem die reduzierte Amplitude zu detektieren ist. Somit ergibt sich eine zuverlässige Möglichkeit, um schwach reflektierende Objekte im Unterbodenbereich des Fahrzeugs mithilfe von Ultraschallsensorik zu detektieren.
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Weiterhin ist vorteilhaft, wenn die Reduzierung der Amplitude relativ zu dem Referenzsignal bestimmt wird. Zusätzlich zu der Auswertung des absoluten Abstands zwischen dem Referenzsignal und dem zweiten Sensorsignal beziehungsweise der aktuellen Messung kann der Abstand auch relativ zu dem Referenzsignal bestimmt werden. Auf diese Weise kann eine relative Abweichung des zweiten Sensorsignals zu dem Referenzsignal bestimmt werden. Auf diese Weise kann die Erkennung des schwach reflektierenden Objekts, beispielsweise eines Lebewesens, verbessert werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird die erste Messung nach einem Abstellen des Fahrzeugs durchgeführt und die zweite Messung wird vor einer Weiterfahrt des Fahrzeugs durchgeführt. Für die Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens können prinzipiell mehrere Schritte vorgesehen sein. In einem ersten Schritt kann das Fahrzeug an einer entsprechenden Stellfläche oder einem Parkplatz abgestellt werden. Nach dem Abstellen des Fahrzeugs kann dann davon ausgegangen werden, dass sich keine relevanten Objekte unter dem Fahrzeug beziehungsweise in dem Unterbodenbereich befinden. Der Zeitraum kurz nach dem Abstellen des Fahrzeugs kann somit dafür genutzt werden, um eine Referenz aufzunehmen, zu verarbeiten und zu speichern. Hierzu kann das erste Sensorsignal bestimmt werden und als Referenzsignal verwendet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass das erste Sensorsignal entsprechend skaliert wird, um das Referenzsignal zu erzeugen. Wenn das Fahrzeug wieder gestartet wird beziehungsweise vor dem Losfahren des Fahrzeugs kann dann die zweite Messung durchgeführt werden und das zweite Sensorsignal bestimmt werden. Ferner kann der Bereich des Sensorsignals bezüglich der Reduzierung der Amplitude untersucht werden, um ein Vorhandensein eines schwach reflektierenden Objekts in dem Unterbodenbereich zu erkennen.
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Eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung für eine Ultraschallsensorvorrichtung eines Fahrzeugs ist zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und der vorteilhaften Ausgestaltungen davon ausgebildet. Die Recheneinrichtung kann einen Prozessor aufweisen. Die Recheneinrichtung kann durch ein elektronisches Steuergerät (Electronic Control Unit) des Fahrzeugs gebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung durch eine integriere Sensorelektronik des Ultraschallsensors gebildet ist. Diese Sensorelektronik kann als anwendungsspezifische integrierte Schaltung ausgebildet sein.
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Eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung sowie zumindest einen Ultraschallsensor. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensorvorrichtung zumindest zwei Ultraschallsensoren aufweist. Die Ultraschallsensoren können beispielsweise an verschiedenen Einbaupositionen an dem Unterboden des Fahrzeugs montiert werden. Mit der Ultraschallsensorvorrichtung können grundsätzlich direkte Messungen und auch indirekte Messungen durchgeführt werden.
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Die Ultraschallsensorvorrichtung kann Teil eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs sein. Dabei kann das Fahrerassistenzsystem bevorzugt dazu ausgelegt sein, eine Warnung an den Fahrer beziehungsweise Nutzer des Fahrzeugs abzugeben, falls erkannt wird, dass sich ein Objekt in dem Unterbodenbereich befindet. Es kann auch vorgesehen sein, dass mittels des Fahrerassistenzsystems eine Weiterfahrt beziehungsweise ein Anfahren des Fahrzeugs unterbunden wird, sobald ein Objekt in dem Unterbodenbereich erkannt wird.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem beziehungsweise eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung. Das Fahrzeug kann insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet sein.
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Zur Erfindung gehört auch ein Computerprogramm umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares (Speicher)medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.
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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 Fahrerassistenzsystem, für das erfindungsgemäße Fahrzeug, für das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt sowie für das erfindungsgemäße computerlesbare (Speicher)medium.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen 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.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ein Fahrzeug, welches eine Ultraschallsensorvorrichtung zur Überwachung eines Unterbodenbereichs unterhalb des Fahrzeugs aufweist, wobei die Ultraschallsensorvorrichtung einen Ultraschallsensor aufweist; und
- 2 ein Referenzsignal sowie ein zweites Sensorsignal, welches mit dem Ultraschallsensor bereitgestellt wird.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1 von einer Rückseite. Das Fahrzeug 1 ist vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2 sowie eine Ultraschallsensorvorrichtung 3. Mithilfe der Ultraschallsensorvorrichtung 3 kann ein Unterbodenbereich 6 unterhalb des Fahrzeugs 1 überwacht werden. Insbesondere kann mittels der Ultraschallsensorvorrichtung 3 überprüft werden, ob sich ein Objekt 7 in dem Unterbodenbereich 6 befindet.
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Die Ultraschallsensorvorrichtung 3 umfasst in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Ultraschallsensor 4. Wie in der 1 nur schematisch angedeutet ist, kann der Ultraschallsensor 4 in einem Bereich eines Unterbodens 8 des Fahrzeugs 1 angeordnet sein. Mit diesem Ultraschallsensor 4 kann ein Ultraschallsignal in dem Unterbodenbereich 6 ausgesendet werden. In dem vorliegenden Beispiel wird dieses ausgesendete Ultraschallsignal dann an einem Boden 9 beziehungsweise einer Fahrbahnoberfläche, auf welcher sich das Fahrzeug 1 aktuell befindet, reflektiert und gelangt wieder zu dem Ultraschallsensor 4 zurück. Anhand des reflektierten Ultraschallsignals kann dann mittels der Ultraschallsensorvorrichtung 3 ein Sensorsignal bestimmt werden.
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Darüber hinaus umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung 3 eine elektronische Recheneinrichtung 5, welche zur Datenübertragung mit dem Ultraschallsensor 4 verbunden ist. Mit der Recheneinrichtung 5 kann der Ultraschallsensor 4 zum Aussenden des Ultraschallsignals angesteuert werden. Zudem kann das Sensorsignal von dem Ultraschallsensor 4 an die Recheneinrichtung 5 übertragen werden. Die Recheneinrichtung 5 kann beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät (ECU - Electronic Control Unit) gebildet sein.
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Mithilfe des Fahrerassistenzsystems 2 kann das Fahrzeug 1 zumindest teilautonom manövriert werden. Um mit dem Fahrerassistenzsystem 2 ein automatisches Anfahren zu ermöglichen, ist es notwendig, den Unterbodenbereich 6 unterhalb des Fahrzeugs 1 zu überwachen oder sicherzustellen, dass sich kein Objekt 7 in dem Unterbodenbereich 6 befindet. Möglicherweise können sich Objekte 7 in Form von Tieren oder Kinder unter dem Fahrzeug 1 befinden und es kann auch der Fall sein, dass sich Objekte 7 in Form von Gegenständen unter dem Fahrzeug 1 befinden, die das Fahrzeug 1 beim Anfahren beschädigen können.
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Vorliegend sollen nun als Objekte 7 für das Ultraschallsignal schwach reflektierende Objekte 7 erkannt werden. Hierzu kann das Fahrzeug 1 in einem ersten Schritt auf einem Parkplatz abgestellt werden. Nach dem Abstellen des Fahrzeugs 1 kann davon ausgegangen werden, dass sich keine Objekte 7 in dem Unterbodenbereich 6 befinden. Nach dem Abstellen des Fahrzeugs 1 kann hierzu eine Messung mit der Ultraschallsensorvorrichtung 3 durchgeführt werden. Bei dieser Messung wird ein erstes Sensorsignal bestimmt, welches das in dem Unterbodenbereich 6 reflektierte Ultraschallsignal beschreibt. Insbesondere beschreibt das erste Sensorsignal eine Einhüllende des reflektierten Ultraschallsignals. Auf Grundlage des ersten Sensorsignals kann dann ein Referenzsignal 10 bestimmt werden, welches entsprechend gespeichert wird. Wenn das Fahrzeug 1 wieder gestartet wird beziehungsweise vor dem Losfahren des Fahrzeugs wird eine zweite Messung durchgeführt und hierbei ein zweites Sensorsignal 11 bestimmt. Anhand eines Vergleichs des zweiten Sensorsignals 11 mit dem Referenzsignal 10 kann dann überprüft werden, ob sich ein Objekt 7 in dem Unterbodenbereich 6 befindet.
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Ein Beispiel für derartige Signale ist in 2 dargestellt. Dabei ist auf der Abszisse die Zeit t beziehungsweise der Abstand und auf der Ordinate die Amplitude A aufgetragen. Vorliegend ist das Referenzsignal 10 sowie das zweite Sensorsignal 11 beziehungsweise das Ergebnis einer aktuellen Messung dargestellt. Hierbei ist zu erkennen, dass in einem Bereich 12 die Abweichung zwischen dem zweiten Sensorsignal 11 und dem Referenzsignal 10 verhältnismäßig gering ist. Im Vergleich hierzu weist das zweite Sensorsignal 11 in einem Bereich 13 eine deutliche Abweichung zu dem Referenzsignal 10 auf. Vorliegend tritt in dem Bereich 13 mit der höchsten Amplitude A eine deutliche Abweichung auf. In diesem Fall ist eine deutliche Reduzierung der Amplitude A des zweiten Sensorsignals 11 im Vergleich zu dem Referenzsignal 10 erkennbar, sodass davon ausgegangen werden kann, dass sich ein schwach reflektierendes Objekt 7 in dem Unterbodenbereich 6 beziehungsweise auf dem Boden 8 befindet.
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Zusätzlich zur Auswertung des absoluten Abstands zwischen dem Referenzsignal 10 und der aktuellen Messung beziehungsweise dem zweiten Sensorsignal 11 kann auch der Abstand relativ zur Referenz oder relativ zur gemessenen Amplitude erfolgen. Des Weiteren kann zur Erhöhung der Robustheit ein gewisser Abstandsbereich um die größte Differenz definiert werden, indem ebenfalls eine reduzierte Amplitude vorhanden sein muss. Über die Mittelung über eine gewisse Zeit können temporäre Effekte, die beispielsweise durch das so genannte „Atmen“ des Ultraschallsignals oder den Wind auftreten können, kompensiert werden. Das vorgeschlagene Verfahren bietet bei geeigneter Implementierung somit eine zuverlässige Möglichkeit, um schwach reflektierende Objekte 7 im Unterbodenbereich 6 des Fahrzeugs 1 mithilfe der Ultraschallsensorvorrichtung 3 zu detektieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017111932 A1 [0005]
