DE102019126277A1

DE102019126277A1 - Method for detecting an object in an area surrounding a vehicle by using object models, a computing device and an ultrasonic sensor device

Info

Publication number: DE102019126277A1
Application number: DE102019126277.1A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Poepperl; Johannes Renner; Niko Sommer; Raghavendra Gulagundi
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-04-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Objekts (8) in einem Umgebungsbereich (9) eines Fahrzeugs (1), bei welchem anhand von Messungen von zumindest zwei Ultraschallsensoren (4) gemessene Abstandspunkte bestimmt werden, wobei die gemessenen Abstandspunkte einen Abstand zwischen zumindest einem der Ultraschallsensoren (4) und dem Objekt (8) beschreiben, und das Objekt (8) anhand der gemessenen Abstandspunkte detektiert wird, wobei verschiedene Objektmodelle (P, C, W) vorgegeben werden, welche verschiedene Objekttypen beschreiben, anhand der Objektmodelle (P, C, W) berechnete Abstandspunkte bestimmt werden, wobei die berechneten Abstandspunkte einen Abstand zwischen zumindest einem der Ultraschallsensoren (4) und dem jeweiligen Objektmodell (P, C, W) beschreiben, und das Objekt (8) in dem Umgebungsbereich (9) anhand eines Vergleichs der gemessenen Abstandspunkte und der berechneten Abstandspunkte identifiziert und/oder lokalisiert wird.

The invention relates to a method for detecting an object (8) in a surrounding area (9) of a vehicle (1), in which measured distance points are determined on the basis of measurements from at least two ultrasonic sensors (4), the measured distance points being a distance between at least one describe the ultrasonic sensors (4) and the object (8), and the object (8) is detected on the basis of the measured distance points, with different object models (P, C, W) being specified, which describe different object types, on the basis of the object models (P, C, W) calculated distance points are determined, the calculated distance points describing a distance between at least one of the ultrasonic sensors (4) and the respective object model (P, C, W), and the object (8) in the surrounding area (9) using a Comparison of the measured distance points and the calculated distance points is identified and / or localized.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Objekts in einem Umgebungsbereich eines Fahrzeugs, bei welchem anhand von Messungen mit zumindest zwei Ultraschallsensoren gemessene Abstandspunkte bestimmt werden, wobei die gemessenen Abstandspunkte einen Abstand zwischen zumindest einem der Ultraschallsensoren und dem Objekt beschreiben, und das Objekt anhand der gemessenen Abstandspunkte detektiert wird. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Recheneinrichtung sowie eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Fahrzeug. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie ein computerlesbares (Speicher)medium.The present invention relates to a method for detecting an object in a surrounding area of a vehicle, in which measured distance points are determined on the basis of measurements with at least two ultrasonic sensors, the measured distance points describing a distance between at least one of the ultrasonic sensors and the object, and the object based on the measured distance points is detected. The present invention also relates to a computing device and an ultrasonic sensor device for a vehicle. Finally, the present invention relates to a computer program product and a computer-readable (storage) medium.

Das Interesse richtet sich vorliegend auf Ultraschallsensoren für Fahrzeuge. Derartige Ultraschallsensoren können beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs sein. Mit den Ultraschallsensoren können Objekte in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs erfasst werden. Zu diesem Zweck kann mit den Ultraschallsensoren ein Ultraschallsignal ausgesendet werden und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals kann dann ein Abstand zwischen dem Ultraschallsensor und dem Objekt bestimmt werden.In the present case, the interest is directed towards ultrasonic sensors for vehicles. Such ultrasonic sensors can be part of a driver assistance system of the vehicle, for example. Objects in the area surrounding the vehicle can be detected with the ultrasonic sensors. For this purpose, an ultrasonic signal can be transmitted with the ultrasonic sensors and the ultrasonic signal reflected by the object can be received again. A distance between the ultrasonic sensor and the object can then be determined on the basis of the transit time between the transmission of the ultrasonic signal and the reception of the ultrasonic signal reflected by the object.

In heutigen Ultraschallsystemen beziehungsweise Ultraschallsensorvorrichtungen erfolgt die Zieldetektion beziehungsweise die Detektion der Objekte über das Auffinden von Spitzen in dem Antwortsignal des Ultraschallsensors. Um herauszufinden, wo sich das Objekt befindet, trianguliert man zwei oder drei Signale, je nachdem, ob eine zweidimensionale oder dreidimensionale Objekterkennung notwendig ist. Hierzu sind werden die zwei oder drei Signal mit unterschiedlichen Sensoren ausgesendet und/oder empfangen, wobei sich die Sensoren an unterschiedlichen Positionen befinden. Bei der dreidimensionalen Objekterkennung ist es zudem erforderlich, dass die Sensoren nicht auf einer Linie liegen. Allerdings kann man hieraus nicht direkt auf die Form des Objektes schließen. Es ist ferner aus dem Stand der Technik bekannt, dass einzelne Abstandspunkte bestimmt werden, welche den Abstand zwischen dem Ultraschallsensor und dem Objekt beschreiben. Ferner ist es bekannt, dass diese Abstandspunkte zusammengefasst beziehungsweise geclustert werden. Beispielsweise können diejenigen Abstandspunkte verbunden werden, die sich näherungsweise auf einer Linie befinden. Der Nachteil bei derartigen Verfahren besteht darin, dass bei Objekten, welche sich zum Beispiel in der Nähe einer Wand befinden, falsche Abstandspunkte für das Objekt geliefert werden.In today's ultrasonic systems or ultrasonic sensor devices, the target detection or the detection of the objects takes place by finding peaks in the response signal of the ultrasonic sensor. To find out where the object is, two or three signals are triangulated, depending on whether two-dimensional or three-dimensional object recognition is necessary. For this purpose, the two or three signals are transmitted and / or received with different sensors, the sensors being at different positions. With three-dimensional object recognition, it is also necessary that the sensors are not on a line. However, one cannot infer the shape of the object directly from this. It is also known from the prior art that individual distance points are determined which describe the distance between the ultrasonic sensor and the object. It is also known that these spacing points are combined or clustered. For example, those distance points that are approximately on a line can be connected. The disadvantage with such methods is that, in the case of objects which are, for example, in the vicinity of a wall, incorrect distance points are supplied for the object.

Hierzu beschreibt die DE 10 2017 118 099 B3 ein selbsttestfähiges Sensorsystem, welches vier Zustände, einen Betriebszustand und drei Testzustände aufweisen kann. In den Testzuständen können digitale Eingangsschaltkreise, eine analoge Signalkette, die Sensorteilvorrichtung, welche üblicherweise als Ultraschallsensor ausgebildet ist, oder dergleichen angeregt werden.To this end, the DE 10 2017 118 099 B3 a self-test capable sensor system, which can have four states, one operating state and three test states. In the test states, digital input circuits, an analog signal chain, the sensor sub-device, which is usually designed as an ultrasonic sensor, or the like can be excited.

Darüber hinaus offenbart die DE 10 2014 118 320 A1 eine Prüfvorrichtung für einen Prüfstand einer Ultraschallsensorvorrichtung. Die Prüfvorrichtung umfasst eine Halteeinrichtung zum Halten von Ultraschallsensoren der Ultraschallsensorvorrichtung während des Prüfens. Zudem umfasst die Prüfvorrichtung jeweils einen korrespondierenden Signalwandler für jeden der Ultraschallsensor. Ferner ist eine Recheneinrichtung dazu ausgelegt, die Signalwandler zum jeweiligen Aussenden des jeweiligen Empfangssignals für jeden der Ultraschallsensoren unabhängig voneinander anzusteuern.In addition, the DE 10 2014 118 320 A1 a test device for a test bench of an ultrasonic sensor device. The test device comprises a holding device for holding ultrasonic sensors of the ultrasonic sensor device during the testing. In addition, the test device comprises a corresponding signal converter for each of the ultrasonic sensors. Furthermore, a computing device is designed to control the signal converters for the respective transmission of the respective received signal for each of the ultrasonic sensors independently of one another.

Darüber hinaus offenbart die DE 103 14 129 A1 ein Verfahren zum Ermitteln des Detektionsbereichs eines Sensors, insbesondere eines Ultraschallsensors. Hierbei werden Amplitudenwerte und Empfangszeitpunkte von Echos, die ein Empfänger des Sensors an einer fest vorgegebenen Einbauposition als Reflexionen von Strahlung an einem Normkörper empfangen würde, simuliert. Hierbei wird ferner berücksichtigt, dass sich der Normkörper an verschiedenen Positionen im Strahlungsbereich einer Strahlungsquelle des Sensors mit bekannter Richtcharakteristik befinden kann. Dabei können die fest vorgegebenen Einbaupositionen die spätere vorgesehene reale Einbauposition des Empfängers repräsentieren.In addition, the DE 103 14 129 A1 a method for determining the detection range of a sensor, in particular an ultrasonic sensor. Here, amplitude values and times of reception of echoes, which a receiver of the sensor would receive at a fixed, predetermined installation position as reflections of radiation on a standard body, are simulated. It is also taken into account here that the standard body can be located at different positions in the radiation range of a radiation source of the sensor with a known directional characteristic. The fixed, predetermined installation positions can represent the later intended real installation position of the receiver.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie Objekte in einem Umgebungsbereich eines Fahrzeugs mit Hilfe einer Ultraschallsensorvorrichtung der eingangs genannten Art zuverlässiger identifiziert werden können.It is the object of the present invention to provide a solution as to how objects in an area surrounding a vehicle can be identified more reliably with the aid of an ultrasonic sensor device of the type mentioned at the beginning.

Die 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 unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention by a method, by a computing device, by an ultrasonic sensor device, by a computer program product and by a computer-readable (storage) medium with the features according to the independent claims. Advantageous developments of the present invention are specified in the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Erfassen eines Objekts in einem Umgebungsbereich eines Fahrzeugs. Bei dem Verfahren werden anhand von Messungen mit zumindest zwei Ultraschallsensoren gemessene Abstandspunkte bestimmt, wobei die gemessenen Abstandspunkte einen Abstand zwischen zumindest einem der Ultraschallsensoren und dem Objekt beschreiben. Darüber hinaus wird das Objekt anhand der gemessenen Abstandspunkte detektiert. Ferner ist vorgesehen, dass verschiedene Objektmodelle vorgegeben werden, welche verschiedene Objekttypen beschreiben. Anhand der Objektmodelle werden berechnete Abstandspunkte bestimmt, wobei die berechneten Abstandspunkte einen Abstand zwischen zumindest einem der Ultraschallsensoren und dem Objektmodell beschreiben. Zudem wird das Objekt in dem Umgebungsbereich anhand eines Vergleichs der gemessenen Abstandspunkte und der berechneten Abstandspunkte klassifiziert und/oder lokalisiert.A method according to the invention is used to detect an object in an area surrounding a vehicle. In the method, measured distance points are determined on the basis of measurements with at least two ultrasonic sensors, the measured distance points having a distance describe between at least one of the ultrasonic sensors and the object. In addition, the object is detected based on the measured distance points. It is also provided that different object models are specified which describe different object types. Calculated distance points are determined on the basis of the object models, the calculated distance points describing a distance between at least one of the ultrasonic sensors and the object model. In addition, the object in the surrounding area is classified and / or localized on the basis of a comparison of the measured distance points and the calculated distance points.

Mithilfe des Verfahrens sollen Objekte in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs identifiziert werden. Das Verfahren kann mit einer entsprechenden Recheneinrichtung einer Ultraschallsensorvorrichtung durchgeführt werden. Diese Recheneinrichtung kann durch ein elektronisches Steuergerät der Ultraschallsensorvorrichtung und/oder durch eine in die Ultraschallsensoren integrierte Recheneinrichtungen beziehungsweise Sensorelektronik durchgeführt werden. Im Betrieb der Ultraschallsensorvorrichtung beziehungsweise der Ultraschallsensoren wird mit den Ultraschallsensoren ein Ultraschallsignal ausgesendet. Die Ultraschallsensoren können eine Membran aufweisen, die mit einem Schallwandlerelement, beispielsweise einem piezoelektrischen Element, zu mechanischen Schwingungen angeregt werden kann. Hierdurch kann das Ultraschallsignal ausgesendet werden. Das in dem Umgebungsbereich beziehungsweise an dem Objekt reflektierte Objekt gelangt wieder zu dem Ultraschallsensor zurück, wodurch die Membran in Schwingungen versetzt wird. Diese Schwingung der Membran kann mit dem Schallwandlerelement erfasst werden und in Form eines Sensorsignals, insbesondere in einer zeitlich veränderlichen Spannung, ausgegeben werden. Darüber hinaus kann dieses Sensorsignal dahingehend überprüft werden, ob dieses Signalspitzen beziehungsweise Peaks aufweist. Zudem kann eine Zuordnung der Signalspitzen zu dem Echo des Ultraschallsignals an dem Objekt durchgeführt werden. Hierbei ist üblicherweise vorgesehen, dass entsprechende Assoziationsverfahren eingesetzt werden.Objects in the area surrounding the vehicle are intended to be identified with the aid of the method. The method can be carried out with a corresponding computing device of an ultrasonic sensor device. This computing device can be implemented by an electronic control unit of the ultrasonic sensor device and / or by a computing device or sensor electronics integrated in the ultrasonic sensors. When the ultrasonic sensor device or the ultrasonic sensors are in operation, the ultrasonic sensors transmit an ultrasonic signal. The ultrasonic sensors can have a membrane which can be excited to mechanical vibrations with a sound transducer element, for example a piezoelectric element. This allows the ultrasonic signal to be transmitted. The object reflected in the surrounding area or on the object returns to the ultrasonic sensor, causing the membrane to vibrate. This vibration of the membrane can be detected with the sound transducer element and output in the form of a sensor signal, in particular in a time-variable voltage. In addition, this sensor signal can be checked to determine whether it has signal peaks or peaks. In addition, the signal peaks can be assigned to the echo of the ultrasonic signal on the object. Here it is usually provided that appropriate association procedures are used.

Die Ultraschallsensorvorrichtung kann zumindest zwei Ultraschallsensoren aufweisen. Mit diesen Ultraschallsensoren können sowohl direkte als auch indirekte Messungen durchgeführt werden. Bei einer direkten Messung wird das Ultraschallsignal mit einem der Ultraschallsensoren ausgesendet und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal auch wieder mit dem gleichen Ultraschallsensor empfangen. Bei der indirekten Messung wird das Ultraschallsignal mit einem ersten Ultraschallsensor ausgesendet und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal mit einem zweiten Ultraschallsensor empfangen. Aus diesen direkten und indirekten Signalen kann dann mittels Trilateration jeweils ein gemessener Abstandspunkt bestimmt werden, der den Abstand zwischen zumindest einem der Ultraschallsensoren und dem Objekt beschreibt. Diese gemessenen Abstandspunkte können fortlaufend während der Bewegung des Fahrzeugs bestimmt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die gemessenen Abstandspunkte in eine digitale Umgebungskarte eingetragen werden, welche die Umgebung beziehungsweise den Umgebungsbereich des Fahrzeugs beschreiben.The ultrasonic sensor device can have at least two ultrasonic sensors. Both direct and indirect measurements can be carried out with these ultrasonic sensors. In the case of a direct measurement, the ultrasonic signal is transmitted with one of the ultrasonic sensors and the ultrasonic signal reflected by the object is also received again with the same ultrasonic sensor. In the case of indirect measurement, the ultrasonic signal is transmitted with a first ultrasonic sensor and the ultrasonic signal reflected by the object is received with a second ultrasonic sensor. From these direct and indirect signals, a measured distance point can then be determined by means of trilateration, which describes the distance between at least one of the ultrasonic sensors and the object. These measured distance points can be determined continuously while the vehicle is moving. It can also be provided that the measured distance points are entered in a digital map of the surroundings, which describe the surroundings or the surrounding area of the vehicle.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass verschiedene beziehungsweise eine Mehrzahl von Objektmodellen vorgegeben werden. Diese Objektmodelle können verschiedene Objekttypen beschreiben. Beispielsweise können die Objektmodelle unterschiedliche Formen von Objekten beschreiben. Auf Grundlage dieser Objektmodelle werden nun berechnete Abstandspunkte bestimmt. Diese berechneten Abstandspunkte beschreiben jeweils den Abstand zwischen zumindest einem der Ultraschallsensoren und einem der Objektmodelle. Die jeweiligen Abstandspunkte können also separat für die unterschiedlichen Objektmodelle bestimmt werden. Zudem ist es vorgesehen, dass die gemessenen Abstandspunkte mit den berechneten Abstandspunkten verglichen werden. Aus diesem Vergleich kann nun abgeleitet werden, welches der Objektmodelle den gemessenen Abstandspunkten am besten zugeordnet werden kann oder am ähnlichsten ist. Es kann also eine Klassifikation des Objekts durchgeführt werden. Die gefundenen Abstandspunkte beziehungsweise Reflexionspunkte sollen also einen Objektmodell zugeordnet werden.According to an essential aspect of the present invention, it is provided that different or a plurality of object models are specified. These object models can describe different object types. For example, the object models can describe different forms of objects. Calculated distance points are now determined on the basis of these object models. These calculated distance points each describe the distance between at least one of the ultrasonic sensors and one of the object models. The respective distance points can therefore be determined separately for the different object models. It is also provided that the measured distance points are compared with the calculated distance points. From this comparison it can now be derived which of the object models can best be assigned to the measured distance points or is most similar. A classification of the object can therefore be carried out. The distance points or reflection points found should therefore be assigned to an object model.

Es ist also gemäß der Erfindung vorgesehen, für verschiedene Objektmodelle beziehungsweise Objekttypen den theoretisch erwarteten Abstand, den die Ultraschallsensoren messen würden, zu berechnen. Zudem ist vorgesehen, dass die gemessenen Abstandspunkte den theoretisch berechneten Abstandspunkten der vorgegebenen beziehungsweise bekannten Objektmodelle zugeordnet werden. Durch diese Zuordnung kann auf einfache und zuverlässige Weise die Position und/oder die Form des Objekts in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs abgeleitet werden. Insgesamt können somit Objekte in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs mithilfe von Messungen mit Ultraschallsensoren zuverlässiger identifiziert werden.It is therefore provided according to the invention to calculate the theoretically expected distance that the ultrasonic sensors would measure for various object models or object types. It is also provided that the measured distance points are assigned to the theoretically calculated distance points of the specified or known object models. This association allows the position and / or the shape of the object in the area surrounding the vehicle to be derived in a simple and reliable manner. Overall, objects in the area surrounding the vehicle can thus be identified more reliably with the aid of measurements with ultrasonic sensors.

Bevorzugt wird für die jeweiligen Objektmodelle eine Fehlerfunktion bestimmt, welche die mittlere quadratische Abweichung zwischen den gemessenen Abstandspunkten und den berechneten Abstandspunkten beschreibt, und der Vergleich wird anhand der Fehlerfunktion durchgeführt. Aus den gemessenen Distanzen und den theoretisch berechneten Distanzen kann also die Fehlerfunktion konstruiert werden. Die mittlere quadratische Abweichung wird auch als Mean-square-error bezeichnet. Für die Minimierung des Fehlers kann der Mittelwert auch nur durch die Summe realisiert werden, da die Anzahl der Messpunkte beziehungsweise Abstandspunkte während der Minimierung konstant bleibt. Auf Grundlage dieser Fehlerfunktion kann nun überprüft werden, wie ähnlich die theoretisch berechneten Abstandspunkte zu den gemessenen Abstandspunkten sind. Somit kann für jedes der Objektmodelle eine entsprechende Fehlerfunktion bestimmt werden, um die bestimmten Objektmodelle mit den gemessenen Abstandspunkten zu vergleichen. Auf diese Weise kann mit geringem Rechenaufwand der Vergleich der gemessenen Abstandspunkte mit den berechneten Abstandspunkten durchgeführt werden.An error function is preferably determined for the respective object models, which describes the mean square deviation between the measured distance points and the calculated distance points, and the comparison is carried out on the basis of the error function. From the measured distances and the theoretically calculated distances, the error function can be constructed. The mean square deviation is also known as the mean square error. In order to minimize the error, the mean value can also only be realized by the sum, since the number of measuring points or distance points remains constant during the minimization. On the basis of this error function, it can now be checked how similar the theoretically calculated distance points are to the measured distance points. A corresponding error function can thus be determined for each of the object models in order to compare the determined object models with the measured distance points. In this way, the measured distance points can be compared with the calculated distance points with little computing effort.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Fehlerfunktion für verschiedene Sensorpfade bestimmt wird, wobei ein Sensorpfad einen Weg eines Ultraschallsignals beschreibt, welches mit einem ersten der Ultraschallsensoren ausgesendet wird und mit einem ersten Ultraschallsensor oder einem zweiten der Ultraschallsensoren empfangen wird. Dies bedeutet, die Fehlerfunktion kann für verschiedene Sensorpfade bestimmt werden. Sensorpfad heißt in diesem Fall, dass ein Ultraschallsensor das Ultraschallsignal aussendet und ein anderer oder der gleiche Ultraschallsensor das reflektierte Ultraschallsignal detektiert. Wie viele Sensorpfade benötigt werden, hängt von den Freiheitsgraden des jeweiligen Objektmodells und der betrachteten Dimensionen ab. Es kann beispielsweise eine zweidimensionale Betrachtung oder eine dreidimensionale Betrachtung vorgesehen sein. Damit können die jeweiligen Fehlerfunktionen speziell für die Objektmodelle definiert werden.In particular, it is provided here that the error function is determined for different sensor paths, with a sensor path describing a path of an ultrasonic signal which is transmitted by a first of the ultrasonic sensors and received by a first ultrasonic sensor or a second of the ultrasonic sensors. This means that the error function can be determined for different sensor paths. In this case, sensor path means that one ultrasonic sensor emits the ultrasonic signal and another or the same ultrasonic sensor detects the reflected ultrasonic signal. How many sensor paths are required depends on the degrees of freedom of the respective object model and the dimensions considered. For example, a two-dimensional view or a three-dimensional view can be provided. This means that the respective error functions can be specifically defined for the object models.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn die Fehlerfunktion eine Variable und/oder einen Parameter umfasst, wobei die Variable und/oder der Parameter eine Form und/oder eine Position des jeweiligen Objektmodells beschreiben. Die theoretisch berechneten Abstandspunkte können von der Variablen und/oder dem Parameter abhängen. Mit anderen Worten kann der jeweils berechnete Abstandspunkt Funktionen der Variablen und/oder des Parameters sein. Wenn es sich bei dem Objektmodell um eine Wand handelt, kann die Variable ein Vektor oder Normalenvektor sein und der Parameter kann die Position der Wand beschreiben. Durch die Variable und/oder den Parameter können die Position und/oder die Form des Objektmodells definiert werden.It is also advantageous if the error function comprises a variable and / or a parameter, the variable and / or the parameter describing a shape and / or a position of the respective object model. The theoretically calculated distance points can depend on the variable and / or the parameter. In other words, the distance point calculated in each case can be functions of the variables and / or of the parameter. If the object model is a wall, the variable can be a vector or normal vector and the parameter can describe the position of the wall. The position and / or the shape of the object model can be defined by the variable and / or the parameter.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird ein Minimum der jeweiligen Fehlerfunktion bestimmt und das Objektmodell, deren Fehlerfunktion das Minimum mit dem niedrigsten Wert aufweist, wird dem Objekt zugeordnet. Mit anderen Worten kann die konstruierte Fehlerfunktion ein globales Minimum bei den am besten passenden Objekteigenschaften beziehungsweise bei dem am besten passenden Objektmodell aufweisen. Durch das Minimieren der Fehlerfunktion kann somit die Information über das Objekt in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs herausgefunden werden. Je nachdem wie groß der Funktionswert dieser Fehlerfunktion für die verschiedenen Objektmodelle beziehungsweise Objekttypen ist, kann ein Rückschluss auf die Form und die Position des Objekts geschlossen werden. Um die Fehlerfunktion zu minimieren, können standardmäßig bekannte Algorithmen, beispielsweise Gradient Descent, Nelder-Mead oder Simulated Annealing verwendet werden. Insgesamt kann somit auf einfache und zuverlässige Weise eine Zuordnung eines der Objektmodelle zu den gemessenen Abstandspunkten durchgeführt werden.In a further embodiment, a minimum of the respective error function is determined and the object model, the error function of which has the minimum with the lowest value, is assigned to the object. In other words, the constructed error function can have a global minimum with the best matching object properties or with the best matching object model. By minimizing the error function, the information about the object in the area surrounding the vehicle can thus be found out. Depending on how large the functional value of this error function is for the various object models or object types, conclusions can be drawn about the shape and position of the object. In order to minimize the error function, known algorithms, for example Gradient Descent, Nelder-Mead or Simulated Annealing, can be used as standard. Overall, an assignment of one of the object models to the measured distance points can thus be carried out in a simple and reliable manner.

In einer weiteren Ausführungsform ist eines der Objektmodelle ein Punkt und/oder eines der Objektmodelle ist eine Linie. Mit anderen Worten können als Objektmodelle Punktmodelle und/oder Linienmodelle vorgegeben werden. Für ein Punktobjekt und/oder ein Linienobjekt können analytische Lösungen verwendet werden, um den Abstand abhängig von der Position zu bestimmen. Dabei kann sich der theoretische Abstand aus dem Weg von dem sendenden Ultraschallsensor zum Objekt und von dem Objekt zu dem empfangenden Ultraschallsensor zusammensetzen. Derartige Punktmodelle und/oder Linienmodelle können somit auf einfache Weise definiert werden und den gemessenen Abstandspunkten zugeordnet werden.In a further embodiment, one of the object models is a point and / or one of the object models is a line. In other words, point models and / or line models can be specified as object models. For a point object and / or a line object, analytical solutions can be used to determine the distance as a function of the position. The theoretical distance can be made up of the path from the transmitting ultrasonic sensor to the object and from the object to the receiving ultrasonic sensor. Such point models and / or line models can thus be defined in a simple manner and assigned to the measured distance points.

Bei seiner weiteren Ausführungsform ist eines der Objektmodelle eine Wand, wobei die Wand durch einen Referenzpunkt und einen normalen Vektor definiert wird. Eine derartige Wand kann also anhand ihrer Position beziehungsweise des Referenzpunkts definiert werden. Ferner kann die Wand durch die Orientierung des Normalenvektors definiert werden. Somit kann die Neigung der Wand relativ zu den Ultraschallsensoren beziehungsweise zu dem Fahrzeug vorgegeben werden. Somit kann auch ein derartiges dreidimensionales Objekt entsprechend beschrieben werden und die hieraus abgeleiteten berechneten Abstandspunkte mit den gemessenen Abstandspunkten verglichen werden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass andere dreidimensionale Objektmodelle beziehungsweise Objekttypen verwendet werden.In its further embodiment, one of the object models is a wall, the wall being defined by a reference point and a normal vector. Such a wall can therefore be defined on the basis of its position or the reference point. Furthermore, the wall can be defined by the orientation of the normal vector. The inclination of the wall relative to the ultrasonic sensors or to the vehicle can thus be specified. Such a three-dimensional object can thus also be described accordingly and the calculated distance points derived therefrom can be compared with the measured distance points. In principle, it is also conceivable that other three-dimensional object models or object types are used.

In einer weiteren Ausgestaltung ist eines der Objektmodelle ein Kreis, wobei der Kreis numerisch definiert wird. Ein derartiger Kreis kann beispielsweise dazu verwendet werden, ein zylinderförmiges Objekt im zweidimensionalen Raum zu modellieren. Wenn die gemessenen Abstandspunkte im zweidimensionalen Raum bestimmt werden, können diese mit Objektmodellen, welche zylinderförmige Objekte beziehungsweise Pfosten im dreidimensionalen Raum beschreiben, verglichen werden. Neben kreisförmigen Objektmodellen können auch quadratische oder rechteckförmige Objektmodelle verwendet werden.In a further embodiment, one of the object models is a circle, the circle being defined numerically. Such a circle can be used, for example, to model a cylindrical object in two-dimensional space. If the measured distance points in two-dimensional space are determined, these can be compared with object models that describe cylindrical objects or posts in three-dimensional space. In addition to circular object models, square or rectangular object models can also be used.

In einer weiteren Ausgestaltung wird bei der Bestimmung der berechneten Abstandspunkte eine Bewegung des Fahrzeugs berücksichtigt. Mit der Fahrt des Fahrzeugs werden mit der Ultraschallsensorvorrichtung zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt. In den jeweiligen Messzyklen werden mit den Ultraschallsensoren die Ultraschallsignale ausgesendet und die von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignale wieder bestimmt. Zudem werden die gemessenen Abstandspunkte bestimmt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass das Fahrzeug relativ zu dem Objekt bewegt wird. Die Bewegung des Fahrzeugs kann beispielsweise mittels Odometrie bestimmt werden. Hierzu können die Umdrehungen zumindest eines Rads des Fahrzeugs und/oder ein Lenkwinkel des Fahrzeugs fortlaufend aufgezeichnet werden. Um die berechneten Abstandspunkte zuverlässig bestimmen zu können, ist auch hier die Bewegung des Fahrzeugs zu berücksichtigen.In a further embodiment, a movement of the vehicle is taken into account when determining the calculated distance points. When the vehicle is moving, measurement cycles that follow one another in time are carried out with the ultrasonic sensor device. In the respective measuring cycles, the ultrasonic signals are transmitted with the ultrasonic sensors and the ultrasonic signals reflected by the object are determined again. In addition, the measured distance points are determined. It must be taken into account here that the vehicle is moved relative to the object. The movement of the vehicle can be determined by means of odometry, for example. For this purpose, the revolutions of at least one wheel of the vehicle and / or a steering angle of the vehicle can be recorded continuously. In order to be able to reliably determine the calculated distance points, the movement of the vehicle must also be taken into account here.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren für zumindest zwei Objekte beziehungsweise eine Mehrzahl von Objekten in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs durchgeführt. Das Verfahren kann also für mehrere Objekte der Umgebung des Fahrzeugs durchgeführt werden. Dabei können den jeweiligen Objekten unterschiedliche Objektmodelle zugeordnet werden.In a further embodiment, the method is carried out for at least two objects or a plurality of objects in the area surrounding the vehicle. The method can therefore be carried out for several objects in the vicinity of the vehicle. Different object models can be assigned to the respective objects.

Das Verfahren wurde vorliegend in Zusammenhang mit Ultraschallsensoren beschrieben. Grundsätzlich kann das Verfahren auch auf andere Abstandssensoren, wie beispielsweise Radarsensoren, Lidar-Sensoren, Laserscanner oder dergleichen übertragen werden.The method has been described here in connection with ultrasonic sensors. In principle, the method can also be transferred to other distance sensors, such as, for example, radar sensors, lidar sensors, laser scanners or the like.

Eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung für eine Ultraschallsensorvorrichtung ist zum Durchführen eines Verfahrens und der vorteilhaften Ausgestaltungen davon ausgelegt. Die Recheneinrichtung kann beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät (ECU) des Fahrzeugs gebildet sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung durch eine in einem Ultraschallsensor integrierte Sensorelektronik gebildet wird. In diesem Fall kann die Sensorelektronik insbesondere als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgebildet sein. Auf der Recheneinrichtung kann ein entsprechendes Computerprogramm zum Ablauf gebracht werden, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.A computing device according to the invention for an ultrasonic sensor device is designed to carry out a method and the advantageous refinements thereof. The computing device can be formed, for example, by an electronic control unit (ECU) of the vehicle. Furthermore, it can be provided that the computing device is formed by sensor electronics integrated in an ultrasonic sensor. In this case, the sensor electronics can in particular be designed as an application-specific integrated circuit (ASIC). A corresponding computer program can be run on the computing device in order to carry out the method according to the invention.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Fahrzeug. Die Ultraschallsensorvorrichtung umfasst eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung sowie zumindest zwei Ultraschallsensoren. Insbesondere kann die Ultraschallsensorvorrichtung eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweisen, welche dann verteilt an dem Fahrzeug angeordnet werden können.Another aspect of the invention relates to an ultrasonic sensor device for a vehicle. The ultrasonic sensor device comprises a computing device according to the invention and at least two ultrasonic sensors. In particular, the ultrasonic sensor device can have a plurality of ultrasonic sensors, which can then be arranged in a distributed manner on the vehicle.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung. Die Ultraschallsensorvorrichtung kann beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs sein. Das Fahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrzeug als Nutzfahrzeug ausgebildet ist.A method according to the invention comprises an ultrasonic sensor device according to the invention. The ultrasonic sensor device can be part of a driver assistance system of the vehicle, for example. The vehicle is designed in particular as a passenger car. It can also be provided that the vehicle is designed as a utility vehicle.

Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.In addition, the present invention relates to a computer program comprising commands which, when the program is executed by a computing device, cause it to execute a method according to the invention and the advantageous refinements thereof.

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.A further aspect of the invention relates to a computer-readable (storage) medium, comprising instructions which, when executed by a computing device, cause the computing device to execute a method according to the invention and the advantageous refinements 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 Computerprogrammprodukt sowie für das erfindungsgemäße computerlesbare 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 product according to the invention and for the computer-readable 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 regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, but emerge and can be generated from the explained embodiments by means of 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. There are 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 die Ultraschallsensorvorrichtung mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweist;
2 eine schematische Darstellung eines Umgebungsbereichs des Fahrzeugs, in dem sich als Objekt eine schräg angeordnete Wand befindet, sowie unterschiedliche Objektmodelle in Form von Punkten, einer Wand und eines Kreises,
3 eine weitere schematische Darstellung des Umgebungsbereichs, in welchem sich als Objekt eine senkrechte Wand befindet, sowie die unterschiedlichen Objektmodelle;
4 eine weitere schematische Darstellung des Umgebungsbereichs, in dem sich als Objekt ein Zylinder befindet, sowie unterschiedliche Objektmodelle; und
5 eine weitere schematische Darstellung des Umgebungsbereichs, in dem sich als Objekt ein Zylinder gemäß einer weiteren Ausführungsform befindet, sowie unterschiedliche Objektmodelle.

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 the ultrasonic sensor device with a plurality of ultrasonic sensors;
2 a schematic representation of a surrounding area of the vehicle in which the object is an inclined wall, as well as different object models in the form of points, a wall and a circle,
3 a further schematic representation of the surrounding area, in which the object is a vertical wall, as well as the different object models;
4th a further schematic representation of the surrounding area in which the object is a cylinder, as well as different object models; and
5 a further schematic representation of the surrounding area in which a cylinder according to a further embodiment is located as an object, as well as different object models.

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. Beispielsweise kann das Fahrerassistenzsystem 2 als Parkhilfesystem ausgebildet sein, mittels welchem der Fahrer beim Einparken des Fahrzeugs 1 in eine Parklücke und/oder beim Ausparken aus 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. For example, the driver assistance system 2 be designed as a parking aid system, by means of which the 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 umfasst wiederum eine Ultraschallsensorvorrichtung 3. Die Ultraschallsensorvorrichtung 3 weist zumindest einen Ultraschallsensor 4 auf. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung acht Ultraschallsensoren 4, von denen vier in einem Frontbereich 6 und vier in einem Heckbereich 7 des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Die Ultraschallsensoren 4 können insbesondere 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 des Fahrzeugs 1 angeordnet sein.The driver assistance system 2 again comprises an ultrasonic sensor device 3 . The ultrasonic sensor device 3 has at least one ultrasonic sensor 4th on. In the present exemplary embodiment, the ultrasonic sensor device comprises eight ultrasonic sensors 4th , four of which in a front area 6th and four in a stern area 7th of the vehicle 1 are arranged. The ultrasonic sensors 4th can in particular on the bumpers of the vehicle 1 be mounted. The ultrasonic sensors 4th be arranged at least in some areas in corresponding recesses or through openings of the bumpers. It can also be provided that the ultrasonic sensors 4th are concealed behind the bumpers. In principle, the ultrasonic sensors 4th also on other trim parts of the vehicle 1 be arranged.

Mithilfe der jeweiligen Ultraschallsensoren 4 können Sensorsignale bereitgestellt werden, welche zumindest ein Objekt 8 in einem Umgebungsbereich 9 des Kraftfahrzeugs 1 beschreiben. Vorliegend ist schematisch ein Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 gezeigt. Zum Bestimmen des Sensorsignals kann mit jedem der Ultraschallsensoren 4 ein Ultraschallsignal ausgesendet werden. Im Anschluss daran kann das von dem Objekt 8 reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt 8 reflektierten Ultraschallsignals kann dann ein Abstand zwischen dem Ultraschallsensor 4 und dem Objekt 8 bestimmt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die jeweiligen Abstände, die mit unterschiedlichen Ultraschallsensoren 4 bestimmt werden, berücksichtigt werden. Somit kann mittels Trilateration die relative Lage zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Objekt 8 bestimmt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Ultraschallsignal, das von einem der Ultraschallsensoren 4 ausgesendet wurde, mit einem benachbarten Ultraschallsensor 4 empfangen wird. Dies wird auch als indirekte Messung oder Kreuzmessung bezeichnet.With the help of the respective ultrasonic sensors 4th sensor signals can be provided which at least one object 8th in a surrounding area 9 of the motor vehicle 1 describe. An object is shown schematically here 8th in the surrounding area 9 shown. Each of the ultrasonic sensors can be used to determine the sensor signal 4th an ultrasonic signal can be emitted. This can then be done by the object 8th reflected ultrasonic signal can be received again. Based on the transit time between the transmission of the ultrasonic signal and the reception of the from the object 8th The reflected ultrasonic signal can then be a distance between the ultrasonic sensor 4th and the object 8th to be determined. It can also be provided that the respective distances are determined with different ultrasonic sensors 4th be determined. Thus, by means of trilateration, the relative position between the vehicle 1 and the object 8th to be determined. It can also be provided that the ultrasonic signal, which is from one of the ultrasonic sensors 4th was sent out with a neighboring ultrasonic sensor 4th Will be received. This is also known as an indirect measurement or cross measurement.

Des Weiteren umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung 3 eine Recheneinrichtung 5, welche mit den Ultraschallsensoren 4 zur Datenübertragung mit einer Datenleitung verbunden ist. Vorliegend ist die Datenleitung der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Über die Datenleitung können die mit den jeweiligen Ultraschallsensoren 4 bestimmten Sensorsignale an die Recheneinrichtung 5 übertragen werden. Anhand der Sensorsignale kann die Recheneinrichtung 5 überprüfen, ob sich das Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 befindet und an welcher Position sich das Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 befindet. Diese Information kann dann von dem Fahrerassistenzsystem 2 genutzt werden, um 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 eingreift, um das Fahrzeug 1 in Abhängigkeit von dem zumindest einen erfassten Objekt 8 zumindest semi-autonom zu manövrieren.Furthermore, the ultrasonic sensor device comprises 3 a computing device 5 , which with the ultrasonic sensors 4th is connected to a data line for data transmission. In the present case, the data line is not shown for the sake of clarity. The data line can be used to communicate with the respective ultrasonic sensors 4th certain sensor signals to the computing device 5 be transmitted. The computing device can use the sensor signals 5 check that the object is 8th in the surrounding area 9 is located and at which position the object is 8th in the surrounding area 9 is located. This information can then be provided by the driver assistance system 2 used to provide 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 to the vehicle 1 as a function of the at least one detected object 8th to maneuver at least semi-autonomously.

In den Signalen, die mit den Ultraschallsensoren 4 bereitgestellt werden, können entsprechende Signalspitzen beispielsweise Peaks erkannt werden. Zumindest einige dieser Signalspitzen können dann dem Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 zugeordnet werden. Auf Grundlage der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt 8 reflektierten Ultraschallsignals kann dann der Abstand zwischen dem jeweiligen Ultraschallsensor 4 und dem Objekt 8 bestimmt werden. Hieraus können dann gemessene Abstandspunkte abgeleitet werden. Zudem ist es vorgesehen, dass berechnete Abstandspunkte bestimmt werden. Diese berechneten Abstandspunkte werden auf Grundlage von unterschiedlichen Objektmodellen P, C, W bestimmt. Wie nachfolgend näher erläutert wird, können als Objektmodelle beispielsweise Punkte P, Kreise C oder Wände W verwendet werden. Auf Grundlage dieser Objektmodelle P, C, W können dann die berechneten Abstandspunkte bestimmt werden. Für die unterschiedlichen Objektmodelle P, C, W beziehungsweise Objekttypen kann dann der theoretisch erwartete Abstand bestimmt werden, den die Ultraschallsensoren 4 messen würden. Darüber hinaus kann eine Fehlerfunktion bestimmt werden, welche die folgende Formel aufweisen kann: $(q, e) = {\sum_{S e n s o r e n} (d_{m} - d_{c} (q, e))}^{2}$

In the signals sent to the ultrasonic sensors 4th are provided, corresponding signal peaks, for example peaks, can be recognized. At least some of these signal peaks can then be transmitted to the object 8th in the surrounding area 9 be assigned. Based on the transit time between sending the ultrasonic signal and receiving it from the object 8th The reflected ultrasonic signal can then be the distance between the respective ultrasonic sensor 4th and the object 8th to be determined. Measured distance points can then be derived from this. It is also provided that calculated distance points are determined. These calculated distance points are based on different object models P , C. , W. certainly. As will be explained in more detail below, points, for example, can be used as object models P , Circles C. or walls W. be used. Based on these object models P , C. , W. the calculated distance points can then be determined. For the different object models P , C. , W. or object types, the theoretically expected distance can then be determined by the ultrasonic sensors 4th would measure. In addition, an error function can be determined, which can have the following formula:

(q, e) = {\sum_{S. e n s O r e n} (d_{m} - d_{c} (q, e))}^{2}

Dabei ist die Fehlerfunktion f abhängig von dem Vektor q als Variable und e als Parameter. Die Formel beschreibt die Summe über verschiedene Signalpfade für das Quadrat der Differenzen beziehungsweise Abweichungen der gemessenen Abstandspunkte d_m abzüglich der berechneten Abstandspunkte d_c. Wie viele Sensorpfade benötigt werden, hängt von den Freiheitsgraden der jeweiligen Objektmodelle P, C, W und der betrachteten Dimensionen ab. Das Minimum dieser Fehlerfunktion ergibt die nach Objektmodell P, C, W die am besten passende Objekteigenschaft. Der theoretische Abstand setzt sich aus dem Weg von dem sendenden Ultraschallsensor 4 zu dem Objekt 8 und von dem Objekt 8 zu dem empfangenden Ultraschallsensor 4 zusammen.The error function f is dependent on the vector q as a variable and e as a parameter. The formula describes the sum over various signal paths for the square of the differences or deviations of the measured distance points d _m minus the calculated distance points d _c . How many sensor paths are required depends on the degrees of freedom of the respective object models P , C. , W. and the dimensions considered. The minimum of this error function results in that according to the object model P , C. , W. the best matching property. The theoretical distance is made up of the way of the transmitting ultrasonic sensor 4th to the object 8th and from the object 8th to the receiving ultrasonic sensor 4th together.

Hierzu zeigt 2 ein zweidimensionales Abbild des Umgebungsbereichs 9 des Fahrzeugs. Dabei ist das Abbild des Umgebungsbereichs 9 entlang einer Fahrzeuglängsrichtung x und einer Fahrzeugquerrichtung y jeweils in m (Metern) aufgetragen. Darüber hinaus sind die Ultraschallsensoren 4 beziehungsweise die Positionen der Ultraschallsensoren 4 in dem Umgebungsbereich 9 gezeigt. In der hier gezeigten Darstellung sind die vier Ultraschallsensoren 4 im Frontbereich 6 des Fahrzeugs 1 gezeigt. In dem vorliegenden simulierten Beispiel befindet sich als Objekt 8 eine Wand in dem Umgebungsbereich 9. Dabei ist die Wand schräg zu der Längsrichtung x des Fahrzeugs 1 angeordnet. Im Vergleich hierzu zeigt 3 ein Beispiel, bei welchem eine Wand als Objekt 8 senkrecht zu der Fahrzeuglängsrichtung x angeordnet ist.This shows 2 a two-dimensional image of the surrounding area 9 of the vehicle. This is the image of the surrounding area 9 plotted along a vehicle longitudinal direction x and a vehicle transverse direction y, each in m (meters). In addition, the ultrasonic sensors 4th or the positions of the ultrasonic sensors 4th in the surrounding area 9 shown. In the illustration shown here are the four ultrasonic sensors 4th in the front area 6th of the vehicle 1 shown. In the present simulated example, there is an object 8th a wall in the surrounding area 9 . The wall is inclined to the longitudinal direction x of the vehicle 1 arranged. In comparison shows 3 an example in which a wall is used as an object 8th is arranged perpendicular to the vehicle longitudinal direction x.

Die 2 und 3 zeigen zwei Situationen für vier Ultraschallsensoren 4, die sich mit einer Geschwindigkeit von 15 km/h in x-Richtung auf die zwei Wände zu bewegen. Zudem sind Objektmodelle P, C, W gezeigt, die sich bezüglich der Form und/oder den Abmessungen voneinander unterscheiden. Die jeweiligen Objektmodelle setzten sich aus den berechneten Abstandspunkten zusammen. Ferner sind Punkte P als Objektmodelle gezeigt. Diese Punkte P sind unter der Annahme eines punktförmigen Objekts für alle Sensorweg-Paare dargestellt und geben eine grobe Abschätzung über diejenige Form des Objekts 8 wieder. Zudem ist als Objektmodell eine Wand W dargestellt, mittels welcher das Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 nahezu perfekt wiedergegeben werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch bestätigt werden, dass die Fehlerfunktion einen Wert von kleiner als 10^-6 aufweist. In den Darstellungen der 2 und 3 überlappen sich das Objekt 8 und die Wand W. Des Weiteren ist als Objektmodell ein Kreis C beziehungsweise ein Zylinder vorgesehen. Dieser berechnete Kreis C ist zwar in der Nähe des Objekts 8, liefert aber keine gute Übereinstimmung. Der Funktionswert beträgt in diesem Fall ungefähr 0,05 und ist somit deutlich größer als der Funktionswert für die Wand W. Somit lassen sich linienförmige Objekte 8 sehr gut erkennen.The 2 and 3 show two situations for four ultrasonic sensors 4th moving towards the two walls at a speed of 15 km / h in the x-direction. In addition, there are object models P , C. , W. shown, which differ from one another in terms of shape and / or dimensions. The respective object models are composed of the calculated distance points. There are also points P shown as object models. These points P are shown assuming a point-like object for all sensor path pairs and give a rough estimate of the shape of the object 8th again. In addition, the object model is a wall W. shown, by means of which the object 8th in the surrounding area 9 can be reproduced almost perfectly. This can be confirmed, for example, by the fact that the error function has a value of less than 10 ^-6 . In the representations of the 2 and 3 overlap the object 8th and the wall W. . Furthermore, the object model is a circle C. or a cylinder is provided. This calculated circle C. is close to the object 8th but does not match well. The function value in this case is approximately 0.05 and is therefore significantly larger than the function value for the wall W. . Thus, linear objects can be created 8th recognize very well.

Die 4 und 5 zeigen weitere Beispiele für Simulationen des Umgebungsbereichs 9 des Fahrzeugs 1. Dabei befinden sich als Objekte 8 in dem Umgebungsbereich 9 jeweils Zylinder mit einem Radius von 0,1 m. In diesem Fall bewegen sich die vier Ultraschallsensoren 4 mit einer Geschwindigkeit von 15 km/h in x-Richtung auf die Objekte 8 beziehungsweise die Zylinder zu. Auch in diesen Beispielen wurden als Objektmodelle Kreise C beziehungsweise Zylinder verwendet. Diese Kreise C sollten theoretisch eine gute Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Objekt 8 haben. Allerdings ist die Konvergenz hauptsächlich abhängig von dem Bereich des Zylinders, der den Ultraschallsensoren 4 zugewandt ist. Die beste Approximation ist in diesem Fall durch die Punktobjekte beziehungsweise Punkte P für alle Sensorweg-Paare gegeben. Die Wand W ist zwar in der Nähe der Zylinderoberfläche, welche den Ultraschallsensoren 4 zugewandt ist, aber in diesem Fall ergeben sich Funktionswerte von ungefähr 0,03. Dies zeigt an, dass es sich nicht um ein linienförmiges Objekt 8 handelt. Insgesamt ist man in der Lage, anhand der Funktionswerte des Minimums für die verschiedenen Objekttypen beziehungsweise Objektemerkmale abzuschätzen, welche Form das detektierte Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 des Fahrzeugs hat.The 4th and 5 show further examples of simulations of the surrounding area 9 of the vehicle 1 . There are as objects 8th in the surrounding area 9 each cylinder with a radius of 0.1 m. In this case, the four ultrasonic sensors move 4th at a speed of 15 km / h in the x-direction on the objects 8th or the cylinders too. In these examples, too, circles were used as object models C. or cylinder used. These circles C. should theoretically be a good match with the actual object 8th to have. However, the convergence is mainly dependent on the area of the cylinder containing the ultrasonic sensors 4th is facing. The best approximation in this case is through the point objects or points P given for all sensor path pairs. The wall W. is in the vicinity of the cylinder surface, which the ultrasonic sensors 4th facing, but in this case the function values are approximately 0.03. This indicates that it is not a line shaped object 8th acts. Overall, one is able to use the functional values of the minimum for the various object types or object features to estimate the shape of the detected object 8th in the surrounding area 9 of the vehicle.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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Claims

Method for detecting an object (8) in a surrounding area (9) of a vehicle (1), in which measured distance points are determined on the basis of measurements from at least two ultrasonic sensors (4), the measured distance points a distance between at least one of the ultrasonic sensors (4 ) and describe the object (8), and the object (8) is detected on the basis of the measured distance points, characterized in that different object models (P, C, W) are specified, which describe different object types, on the basis of the object models (P, C , W) calculated distance points are determined, the calculated distance points describing a distance between at least one of the ultrasonic sensors (4) and the respective object model (P, C, W), and the object (8) in the surrounding area (9) based on a comparison of the measured distance points and the calculated distance points is classified and / or localized.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that an error function is determined for the respective object models (P, C, W), which describes the mean square deviation between the measured distance points and the calculated distance points, and the comparison is carried out on the basis of the error function.

Procedure according to Claim 2 , characterized in that the error function is determined for different sensor paths, with a sensor path describing a path of an ultrasonic signal which is transmitted with a first of the ultrasonic sensors (4) and received with the first ultrasonic sensor (4) or a second of the ultrasonic sensors (4) becomes.

Procedure according to Claim 2 or 3 , characterized in that the error function comprise a variable and / or a parameter, the variable and / or the parameter describing a shape and / or a position of the respective object model (P, C, W).

Method according to one of the Claims 2 to 4th , characterized in that a minimum of the respective error function is determined by the object model (P, C, W), whose error function has the minimum with the lowest value, is assigned to the object (8).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that one of the object models (P, C, W) is a point (P) and / or that one of the object models (P, C, W) is a line.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that one of the object models (P, C, W) is a wall (W), the wall (W) being defined by a reference point and a normal vector.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that one of the object models (P, C, W) is a circle (C), the circle (C) being defined numerically.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a movement of the vehicle (1) is taken into account when determining the calculated distance points.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is carried out for at least two objects (8) in the surrounding area (9) of the vehicle (1).

Computing device (5) for an ultrasonic sensor device (3) of a vehicle (1), wherein the computing device (5) is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.

Ultrasonic sensor device (3) for a vehicle (1) comprising a computing device (5) according to Claim 11 and at least two ultrasonic sensors (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 10 to 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 10 to execute.