DE102019130372A1

DE102019130372A1 - Synchronisierung von Sensoren

Info

Publication number: DE102019130372A1
Application number: DE102019130372.9A
Authority: DE
Inventors: Hamid Afrasiabi Vayghan
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2019-11-11
Publication date: 2021-05-12

Abstract

Gemäß einem Verfahren zur Synchronisierung von Sensoren (2, 3, 4, 5), die dazu eingerichtet sind, Messsignale (6, 7, 8, 9) auszusenden und basierend auf reflektierten Anteilen (10, 11) der ausgesendeten Messsignale (6, 7, 8, 9) Sensorsignale zu erzeugen, werden während aufeinanderfolgender Messzyklen (C1, C2, C3, C4, C5) jeweils eine erste Messung mittels eines ersten Sensors (2) und eine zweite Messung mittels eines zweiten Sensors (3) durchgeführt. Taktsignale für die Sensoren (2, 3) werden erzeugt und synchronisiert. Ein erster Triggerprozess wird durchgeführt, gemäß dem ein erstes Triggersignal erzeugt wird, das jeweilige Zeitpunkte zum Auslösen der ersten Messungen definiert. Es wird ein erster Anpassungsprozess durchgeführt, gemäß dem der erste Triggerprozess abhängig von einer Taktzahl des ersten Taktsignals vorübergehend unterbrochen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synchronisierung von Sensoren, die jeweils dazu eingerichtet sind, Messsignale auszusenden und basierend auf reflektierten Anteilen der ausgesendeten Messsignale Sensorsignale zu erzeugen, wobei während aufeinanderfolgender Messzyklen jeweils eine erste Messung mittels eines ersten Sensors und eine zweite Messung mittels eines zweiten Sensors durchgeführt wird und ein erstes Taktsignal für den ersten Sensor erzeugt wird sowie ein mit dem ersten Taktsignal synchronisiertes zweites Taktsignal für den zweiten Sensor. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Sensoranordnung zur Umfeldüberwachung für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug, ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Speichermedium.
Kraftfahrzeuge können mit mehreren Sensoren, insbesondere Radarsensoren, vom gleichen Typ ausgestattet sein, beispielsweise um eine größere Abdeckung der Umgebung um das Kraftfahrzeug zu erreichen. Da die Sensoren in einem Messzyklus mehrere Messungen durchführen können und dementsprechend mehrere Signale ausgesendet werden können, können die Signale unterschiedlicher Messungen und unterschiedlicher Sensoren einander überlagern und miteinander interferieren. Dies kann die Genauigkeit oder die Leistungsfähigkeit der Sensoren beeinträchtigen.
Hinzu tritt die Problematik, dass Taktgeneratoren der einzelnen Sensoren voneinander abweichende Frequenzen liefern können, sodass es zu einem Auseinanderdriften der Taktsignale einerseits und der Signalerzeugung andererseits kommen kann.
Im Dokument DE 10 2014 107 305 A1 wird eine Parkassistenzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Die Vorrichtung weist einen Sensor auf, der von einem ersten Steuergerät gesteuert wird, sowie eine Kommunikationsverbindung zum Empfangen von Positionsdaten, die über ein zweites Steuergerät gesteuert wird. Die Steuergeräte können dabei über die Kommunikationsverbindung gemäß dem Precision-Time-Protocol, PTP, kommunizieren.
Im Dokument EP 3418768 A1 wird ein Radarsystem für ein Fahrzeug beschrieben, das zwei Radarsensorvorrichtungen aufweist, die an unterschiedlichen Positionen des Kraftfahrzeugs montiert sind. Die Radarsensorvorrichtungen weisen jeweils eine lokale Uhr auf, die beispielsweise mittels einer Hauptuhr des Radarsystems synchronisiert werden können. Radarsignale der verschiedenen Radarsensorvorrichtungen werden dabei gleichzeitig ausgesendet, um die Abdeckung der Umgebung des Fahrzeugs durch das Radarsensorsystem zu erhöhen.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zum Synchronisieren von Sensoren anzugeben, durch das eine Interferenz unterschiedlicher von den Sensoren ausgesendeter Messsignale reduziert oder verhindert werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, Taktsignale der einzelnen Sensoren zu synchronisieren, um eine gemeinsame Zeitmarke oder Common Time-Stamp zu erhalten. Es wird ein periodischer Task durchgeführt, der die jeweiligen Auslösezeitpunkte des zugehörigen Sensors definiert. Zusätzlich wird ein Anpassungsprozess durchgeführt, der den periodischen Task vorübergehend unterbrechen kann, um den periodischen Task mit der gemeinsamen Zeitmarke zu verknüpfen.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird ein Verfahren zur Synchronisierung von Sensoren angegeben, wobei die Sensoren jeweils dazu eingerichtet sind, Messsignale in eine Umgebung des jeweiligen Sensors auszusenden und basierend auf reflektierten Anteilen, insbesondere von einem Objekt in der Umgebung reflektierten Anteilen, der ausgesendeten Messsignale Sensorsignale zu erzeugen. Während periodisch aufeinanderfolgender Messzyklen werden dabei jeweils wenigstens eine Messung mittels eines ersten Sensors der Sensoren und wenigstens eine zweite Messung mittels eines zweiten Sensors der Sensoren durchgeführt. Ein erstes Taktsignal für den ersten Sensor wird, insbesondere mittels eines ersten Taktgenerators des ersten Sensors, erzeugt und ein mit dem ersten Taktsignal synchronisiertes zweites Taktsignal für den zweiten Sensor wird, insbesondere mittels eines zweiten Taktgenerators des zweiten Sensors, erzeugt. Ein erster Triggerprozess wird, insbesondere abhängig von dem ersten Taktsignal und insbesondere mittels einer ersten Prozessoreinheit des ersten Sensors, durchgeführt. Gemäß dem ersten Triggerprozess wird ein periodisches erstes Triggersignal mit einer Periodendauer erzeugt, wobei die Periodendauer einer Periodendauer der Messzyklen entspricht und das erste Triggersignal jeweilige Zeitpunkte zum Auslösen, beispielsweise zum Einleiten, der ersten Messungen definiert. Ein erster Anpassungsprozess wird, insbesondere mittels der ersten Prozessoreinheit, durchgeführt, wobei gemäß dem ersten Anpassungsprozess der erste Triggerprozess abhängig von einer, insbesondere aktuellen, Taktzahl des ersten Taktsignals vorübergehend unterbrochen wird.
Der Triggerprozess wird gemäß dem ersten Anpassungsprozess insbesondere abhängig von der Taktzahl des ersten Taktsignals, von einem ersten Offsetwert des ersten Sensors beziehungsweise der ersten Messungen, von der Periodendauer und von einer vorgegebenen Maximalabweichung vorübergehend unterbrochen.
Bei der Taktzahl beziehungsweise der aktuellen Taktzahl des ersten Taktsignals handelt es sich insbesondere um eine aktuelle Zeit, angegeben in Einheiten einer ersten Taktdauer des ersten Taktsignals, beispielsweise bestimmt durch das Auslesen eines ersten Zählers.
Die Sensoren können beispielsweise als Radarsensoren, aktive optische Sensoren, also beispielsweise Lidarsensoren oder Laserscanner, oder Ultraschallsensoren ausgestaltet sein. Dabei sind die Sensoren jedoch alle vom selben Typ, also beispielsweise alle als Radarsensoren, alle als aktive optische Sensoren oder alle als Ultraschallsensoren ausgestaltet.
Ein jeweiliger Sensor erzeugt die entsprechenden Sensorsignale insbesondere basierend auf den reflektierten Anteilen desjenigen Messsignals, das der jeweilige Sensor ausgesendet hat.
Das Durchführen einer Messung beinhaltet insbesondere das Aussenden eines entsprechenden Messsignals durch den jeweiligen Sensor, das Erfassen der reflektierten Anteile des Messsignals durch den Sensor sowie das Erzeugen eines oder mehrerer Sensorsignale basierend auf den empfangenen reflektierten Anteilen durch den Sensor.
Insbesondere finden die ersten und die zweiten Messungen jeweils zeitversetzt statt, also insbesondere nicht gleichzeitig oder während überlappender Zeiträume.
Beispielsweise ist eine Amplitude eines von dem ersten Sensor ausgesendeten ersten Messsignals nur dann von Null verschieden, wenn eine Amplitude eines von dem zweiten Sensor ausgesendeten zweiten Messsignals gleich Null ist und umgekehrt.
Dass das erste und das zweite Taktsignal miteinander synchronisiert sind, kann insbesondere derart verstanden werden, dass das erste und das zweite Taktsignal zueinander nicht phasenverschoben sind und insbesondere dieselbe Taktdauer oder Frequenz aufweisen.
Das Auslösen beziehungsweise Einleiten einer Messung kann insbesondere derart verstanden werden, dass, beispielsweise mittels der jeweiligen Prozessoreinheit, ein Steuersignal zum Ansteuern einer Signalquelle des jeweiligen Sensors, beispielsweise einer Sendeantenne, einer Lichtquelle oder einer Ultraschallquelle, erzeugt wird, welches die Sendeeinheit dazu veranlasst, das jeweilige Messsignal auszusenden.
Dass der erste Triggerprozess vorübergehend unterbrochen wird, kann insbesondere derart verstanden werden, dass der erste Triggerprozess abhängig von der Taktzahl des ersten Taktsignals deaktiviert wird und zu einem späteren Zeitpunkt, insbesondere gemäß dem ersten Triggerprozess, wieder aktiviert oder reaktiviert wird und insbesondere wieder von vorne beginnt.
Dass der erste Triggerprozess abhängig von dem ersten Taktsignal durchgeführt wird, kann insbesondere derart verstanden werden, dass der erste Triggerprozess von dem ersten Taktsignal gesteuert wird, das heißt, dass die Erzeugung des ersten Triggersignals mit dem ersten Taktsignal verknüpft ist, dass also insbesondere die Zeitpunkte zum Auslösen der ersten Messungen über das erste Triggersignal und damit indirekt durch das erste Taktsignal definiert sind.
Durch die Unterbrechung des ersten Triggerprozesses abhängig von der Taktzahl des ersten Taktsignals wird es erreicht, die Zeitpunkte zum Auslösen der ersten Messungen mit einem in Form der synchronisierten Taktsignale bereitgestellten gemeinsamen Taktsignal beziehungsweise der gemeinsamen Zeitmarke zu verknüpfen. Der erste und der zweite Sensor sind demnach nicht nur durch ein gemeinsames Taktsignal oder eine gemeinsame Zeitmarke gesteuert, sondern auch deren Messsignale werden synchronisiert und aufeinander abgestimmt ausgesendet.
Dadurch kann die Interferenz zwischen den Messsignalen für die ersten Messungen und den Messsignalen für die zweiten Messungen verhindert werden.
In analoger Weise können auch Systeme mit mehr als zwei Sensoren ohne Interferenz der jeweiligen Messsignale betrieben werden.
Insbesondere ist gemäß dem verbesserten Konzept kein Polling, also kein permanentes zyklisches Abfragen, der Taktzahl eines gemeinsamen Taktsignals, beispielsweise von einer Master-Prozessoreinheit oder einer zentralen Prozessoreinheit, erforderlich. Die Taktzahl des ersten Taktsignals wird insbesondere nur zur Laufzeit des ersten Anpassungsprozesses bestimmt. Dadurch können die benötigten Rechenressourcen reduziert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens nach dem verbesserten Konzept wird, insbesondere abhängig von dem zweiten Taktsignal, ein zweiter Triggerprozess durchgeführt, insbesondere mittels einer zweiten Prozessoreinheit des zweiten Sensors. Gemäß dem zweiten Triggerprozess wird ein periodisches zweites Triggersignal mit der Periodendauer erzeugt, welches jeweilige Zeitpunkte zum Auslösen der zweiten Messungen definiert. Abhängig von dem zweiten Taktsignal wird ein zweiter Anpassungsprozess, insbesondere mittels der zweiten Prozessoreinheit, durchgeführt. Gemäß dem zweiten Anpassungsprozess wird der zweite Triggerprozess abhängig von einer aktuellen Taktzahl des zweiten Taktsignals vorübergehend unterbrochen.
Insbesondere wird der zweite Triggerprozess abhängig von der aktuellen Taktzahl des zweiten Taktsignals, von einem zweiten Offset des zweiten Sensors beziehungsweise der zweiten Messungen, von der Periodendauer und der Maximalabweichung vorübergehend unterbrochen.
Das erste und das zweite Triggersignal sind insbesondere zueinander phasenverschoben, wobei eine Phasenverschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Triggersignal einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Offset entspricht. Der erste Offset entspricht dabei einem Zeitversatz zwischen Beginn eines Messzyklus und Beginn der ersten Messung, also Aussenden des ersten Messsignals. Der zweite Offset entspricht einem Zeitversatz zwischen Beginn des Messzyklus und Beginn der zweiten Messung, also Aussenden des zweiten Messsignals.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden das erste und das zweite Taktsignal gemäß einem Synchronisierungsprotokoll miteinander synchronisiert, wobei das erste und das zweite Taktsignal zu einem Aktualisierungszeitpunkt abgeglichen oder aktualisiert werden.
Das Abgleichen oder Aktualisieren entspricht insbesondere einem initialen Synchronisieren der Taktsignale oder einer Resynchronisierung der Taktsignale.
Dadurch wird sichergestellt, dass die beiden Taktsignale dauerhaft eine gemeinsame Zeitmarke widerspiegeln, dass also die Bezugszeiten für die beiden Triggersignale gleich bleiben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform entspricht das Synchronisierungsprotokoll einem Precision-Time-Protocol, PTP.
Das PTP ist dabei insbesondere in dem Standard IEEE 1588-2008 beziehungsweise dem Standard IEC 61588:2009 definiert.
Dadurch wird eine zuverlässige und genaue Synchronisierung im Sub-Mikrosekundenbereich ermöglicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der erste Anpassungsprozess, insbesondere mittels der ersten Prozessoreinheit, abhängig von dem Aktualisierungszeitpunkt, insbesondere zu dem Aktualisierungszeitpunkt, gestartet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der zweite Anpassungsprozess abhängig von dem Aktualisierungszeitpunkt gestartet.
Dadurch wird beispielsweise sichergestellt, dass die Anpassung bei möglichst kurz vorher aktualisierten, also möglichst genauen, Taktsignalen erfolgt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der unterbrochene erste Triggerprozess abhängig von der Taktzahl des ersten Taktsignals, insbesondere gemäß dem ersten Anpassungsprozess, reaktiviert.
Dadurch kann erreicht werden, dass der erste Triggerprozess wieder aktiviert wird, wenn die Abweichung in einem entsprechenden Toleranzbereich liegt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der unterbrochene zweite Triggerprozess abhängig von der Taktzahl des zweiten Taktsignals, insbesondere gemäß dem zweiten Anpassungsprozess, reaktiviert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der erste Anpassungsprozess beendet, wenn, insbesondere genau dann, wenn der erste Triggerprozess reaktiviert wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der zweite Anpassungsprozess beendet, wenn, insbesondere genau dann, wenn der zweite Triggerprozess reaktiviert wird.
Der erste beziehungsweise der zweite Anpassungsprozess wird beispielsweise zu einem weiteren Aktualisierungszeitpunkt gemäß dem Synchronisierungsprotokoll, insbesondere zu jedem weiteren Aktualisierungszeitpunkt gemäß dem Synchronisierungsprotokolls, erneut gestartet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird gemäß dem ersten Anpassungsprozess, insbesondere mittels der ersten Prozessoreinheit, eine erste Abweichung abhängig von der Taktzahl des ersten Taktsignals und der Periodendauer der Messzyklen und von dem ersten Offset bestimmt. Die erste Abweichung wird mit einer vorgegebenen Maximalabweichung verglichen. Die vorübergehende Unterbrechung des ersten Triggerprozesses wird abhängig von einem Ergebnis des Vergleichs durchgeführt.
Die erste Abweichung beziehungsweise die Maximalabweichung entsprechen dabei einer zeitlichen Abweichung beziehungsweise maximalen zeitlichen Abweichung.
Die erste Abweichung ist beispielsweise gegeben durch eine Abweichung der aktuellen Taktzahl des ersten Taktsignals, verschoben um den ersten Offset, von einem Vielfachen der Periodendauer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der erste Triggerprozess abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs reaktiviert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird gemäß dem zweiten Anpassungsprozess, insbesondere mittels der zweiten Prozessoreinheit, eine zweite Abweichung abhängig von der Taktzahl des zweiten Taktsignals und der Periodendauer der Messzyklen, sowie insbesondere des zweiten Offsets, bestimmt. Die zweite Abweichung wird mit der Maximalabweichung verglichen und die vorübergehende Unterbrechung des zweiten Triggerprozesses, sowie insbesondere die Reaktivierung des zweiten Triggerprozesses, wird abhängig von einem Ergebnis des Vergleichs der zweiten Abweichung mit der Maximalabweichung durchgeführt.
Die zweite Abweichung ist beispielsweise gegeben durch eine Abweichung der aktuellen Taktzahl des zweiten Taktsignals, verschoben um den zweiten Offset, von einem Vielfachen der Periodendauer.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden gemäß dem ersten Anpassungsprozess, insbesondere mittels der ersten Prozessoreinheit, die Bestimmung der ersten Abweichung und das Vergleichen der ersten Abweichung mit der Maximalabweichung periodisch wiederholt, solange der erste Triggerprozess unterbrochen ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden gemäß dem zweiten Anpassungsprozess, insbesondere mittels der zweiten Prozessoreinheit, die Bestimmung der zweiten Abweichung und das Vergleichen der zweiten Abweichung mit der Maximalabweichung periodisch wiederholt, solange der zweite Triggerprozess unterbrochen ist.
Eine weitere Periodendauer, mit der die genannten Schritte gemäß dem ersten beziehungsweise dem zweiten Anpassungsprozess wiederholt werden, ist insbesondere kleiner als die Maximalabweichung.
Mit anderen Worten werden die Anpassungsprozesse beziehungsweise die genannten Schritte der Anpassungsprozesse abhängig von dem jeweiligen Ergebnis des jeweiligen Vergleichs noch einmal wiederholt oder der jeweilige Triggerprozess wird reaktiviert und der jeweilige Anpassungsprozess beendet, insbesondere bis zum nächsten Aktualisierungszeitpunkt nach dem Synchronisierungsprotokoll.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch eine Sensoranordnung zur Umfeldüberwachung für ein Kraftfahrzeug angegeben. Die Sensorvorrichtung weist einen ersten Sensor auf, der dazu eingerichtet ist, während aufeinanderfolgender Messzyklen jeweils wenigstens eine erste Messung durchzuführen, indem er, also der erste Sensor, jeweils, also für jede erste Messung, ein erstes Messsignal aussendet und basierend auf reflektierten Anteilen des ersten Messsignals ein erstes Sensorsignal erzeugt. Die Sensorvorrichtung weist einen zweiten Sensor auf, der dazu eingerichtet ist, während der Messzyklen jeweils wenigstens eine zweite Messung durchzuführen, indem er, also der zweite Sensor, jeweils, also für jede zweite Messung, ein zweites Messsignal aussendet und basierend auf reflektierten Anteilen des zweiten Messsignals ein zweites Sensorsignal erzeugt. Die Sensorvorrichtung weist auch einen ersten Taktgenerator, insbesondere des ersten Sensors, auf, der dazu eingerichtet ist, ein erstes Taktsignal für den ersten Sensor zu erzeugen, sowie einen zweiten Taktgenerator, insbesondere des zweiten Sensors, der dazu eingerichtet ist, ein mit dem ersten Taktsignal synchronisiertes zweites Taktsignal für den zweiten Sensor zu erzeugen. Die Sensoranordnung weist eine erste Prozessoreinheit, insbesondere des ersten Sensors, auf, die dazu eingerichtet ist, einen ersten Triggerprozess durchzuführen, gemäß dem ein erstes Triggersignal mit einer Periodendauer erzeugt wird, die einer Periodendauer der Messzyklen entspricht, wobei das erste Triggersignal jeweilige Zeitpunkte zum Auslösen der ersten Messungen definiert. Die erste Prozessoreinheit ist auch dazu eingerichtet, den ersten Triggerprozess abhängig von einer Taktzahl des ersten Taktsignals vorübergehend zu unterbrechen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Sensorvorrichtung sind der erste und der zweite Sensor jeweils als Radarsensor ausgestaltet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Sensoranordnung eine zweite Prozessoreinheit auf, insbesondere des zweiten Sensors, die dazu eingerichtet ist, einen zweiten Triggerprozess durchzuführen, gemäß dem ein zweites Triggersignal mit der Periodendauer erzeugt wird, wobei das zweite Triggersignal jeweilige Zeitpunkte zum Auslösen der zweiten Messungen definiert. Die zweite Prozessoreinheit ist dazu eingerichtet, den zweiten Triggerprozess abhängig von einer Taktzahl des zweiten Taktsignals vorübergehend zu unterbrechen.
Weitere Ausführungsformen der Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept ergeben sich direkt aus den verschiedenen Ausgestaltungsformen des Verfahrens nach dem verbesserten Konzept und umgekehrt. Insbesondere kann eine Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept dazu eingerichtet oder programmiert sein, ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept durchzuführen oder eine Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept führt ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept durch.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Kraftfahrzeug mit einer Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept angegeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Kraftfahrzeugs sind der erste und der zweite Sensor an unterschiedlichen Positionen des Kraftfahrzeugs montiert.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird ein Computerprogramm mit Befehlen angegeben. Bei Ausführung des Computerprogramms durch eine Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept veranlassen die Befehle die Sensorvorrichtung dazu, ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept durchzuführen.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird ein computerlesbares Speichermedium angegeben, auf dem ein Computerprogramm nach dem verbesserten Konzept gespeichert ist.
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 erfasst 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 denen abweichen.
In den Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer beispielhaften Ausführungsform einer Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept;
2 Messzyklen einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept; und
3 ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach dem verbesserten Konzept.

In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 schematisch dargestellt, das eine beispielhafte Ausführungsform einer Sensorvorrichtung 18 nach dem verbesserten Konzept enthält.
Die Sensorvorrichtung 18 weist einen ersten Sensor 2 auf sowie einen zweiten Sensor 3, wobei die Sensoren 2, 3 beispielsweise als Radarsensoren ausgestaltet sind.
Jeder der Sensoren 2, 3 weist beispielsweise eine Sendeeinheit 12, 15 auf sowie eine Empfangseinheit 13, 16.
Im Falle von Radarsensoren können die Sendeeinheiten 12, 15 beispielsweise jeweils eine oder mehrere Sendeantennen sowie einen damit gekoppelten Frontendschaltkreis, beispielsweise ein MMIC, enthalten. Die Empfangseinheiten 13, 16 können entsprechend eine oder mehrere jeweilige Empfangsantennen, die beispielsweise mit dem Frontendschaltkreis verbunden sind, enthalten.
Außerdem weisen die Sensoren 2, 3 jeweils eine Prozessoreinheit 14, 17 auf, die mit der jeweiligen Sende- und Empfangseinheit 12, 13, 15, 16 verbunden sind, insbesondere über die Frontendschaltkreise, um diese zum Aussenden von Messsignalen 6, 7, insbesondere Funksignalen, anzusteuern. Die Messsignale 6, 7 können in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 beispielsweise von einem Objekt 19 wenigstens teilweise reflektiert werden. Entsprechende reflektierte Anteile 10, 11 der Messsignale 6, 7 können von den Empfangseinheiten 13, 16 erfasst werden. Die Empfangseinheiten 13, 16 können basierend auf den reflektierten Anteilen 10, 11 entsprechende Sensorsignale, insbesondere analoge Sensorsignale, erzeugen, die, beispielsweise von den Frontendschaltkreisen, in digitale Messdaten umgewandelt werden können und an die Prozessoreinheiten 14, 17 entsprechend übertragen werden können.
Das Kraftfahrzeug 1, beispielsweise die Sensorvorrichtung 18, kann ein elektronisches Steuergerät 20 aufweisen, das mit den Sensoren 2, 3, insbesondere mit den Prozessoreinheiten 14, 17, verbunden ist. Das Steuergerät 20 kann beispielsweise die Messdaten oder von den Messdaten abhängige Daten erhalten und weiterverarbeiten und/oder kann eine globale Steuerung der Sensoren 2, 3 durchführen.
Optional weist die Sensorvorrichtung 18 weitere Sensoren 4, 5 auf, die beispielsweise ebenfalls als Radarsensoren ausgebildet sein können und analog zu den Sensoren 2, 3 ausgebildet sein können. Von den weiteren Sensoren 4, 5 ausgesendete Messsignale 8, 9 sind ebenfalls dargestellt. Die Funktionsweise der entsprechenden Ausführungsformen ergibt sich aus der bisherigen und der folgenden Beschreibung.
In 2 sind Messzyklen C1, C2, C3, C4, C5 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Sensorvorrichtung 18 nach dem verbesserten Konzept dargestellt, beispielsweise einer Sensorvorrichtung 18, wie sie bezüglich 1 dargestellt und beschrieben ist.
Die Messzyklen C1, C2, C3, C4, C5 haben beispielsweise eine Periodendauer T_c, die beispielsweise in der Größenordnung von einigen oder einigen 10 ms, beispielsweise bei 25 ms, liegen kann.
Der erste Messzyklus C1 enthält beispielsweise einen Messzeitraum n11 des ersten Sensors 2 sowie einen Messzeitraum n12 des zweiten Sensors 3. Die Messzeiträume n11, n12 beginnen beispielsweise nach einem jeweiligen Zeitversatz oder Offset nach Beginn des Messzyklus C1. Im gezeigten Beispiel ist der Offset für den ersten Messzeitraum n11 beispielsweise gleich Null und der Offset d für den zweiten Messzeitraum n12 ist beispielsweise halb so groß wie die Periodendauer T_c.
Zu Beginn des Messzeitraums n11 sendet der erste Sensor 2 beispielsweise das erste Messsignal 6 aus und erfasst die reflektierten Anteile 10. Während des Messzeitraums n12 sendet der zweite Sensor 3 das zweite Messsignal 7 aus und empfängt die reflektierten Anteile 11.
In den übrigen Messzyklen C2, C3, C4, C5, die ebenfalls jeweilige Messzeiträume n21, n31, n41, n51 für den ersten Sensor sowie n22, n32, n42, n52 für den zweiten Sensor enthalten, werden, wie für den ersten Messzyklus C1 beschrieben, ebenfalls Messungen mittels des ersten und des zweiten Sensors 2, 3 durchgeführt.
In 3 ist ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach dem verbesserten Konzept dargestellt.
Anhand des Ablaufdiagramms der 3 wird im Folgenden insbesondere die Funktionalität einer Sensorvorrichtung 18 nach dem verbesserten Konzept, beispielsweise wie in 1 dargestellt und bezüglich 2 erläutert, im Detail besch rieben.
In Schritt S1 des Verfahrens wird beispielsweise mittels des ersten Sensors 2 ein erster Triggerprozess durchgeführt, gemäß dem mittels der Prozessoreinheit 14 ein periodisches Triggersignal erzeugt wird, das dieselbe Periodendauer T_c wie die Messzyklen C1, C2, C3, C4, C5 aufweist. Die Erzeugung der Messsignale 6 während der Messzyklen C1, C2, C3, C4, C5 erfolgt dabei basierend auf dem ersten Triggersignal, sodass das erste Triggersignal also insbesondere das jeweilige Aussenden der ersten Messsignale 6 auslöst.
Das erste Triggersignal wird dabei durch ein erstes Taktsignal des ersten Sensors 2 gesteuert beziehungsweise ist von diesem abhängig.
Entsprechend wird auch ein zweiter Triggerprozess mittels der zweiten Prozessoreinheit 17 durchgeführt, wobei ein zweites Triggersignal mit derselben Periodendauer T_c erzeugt wird. Das Erzeugen der zweiten Messsignale 7 während der Messzyklen C1, C2, C3, C4, C5 erfolgt basierend auf dem zweiten Triggersignal, das Aussenden wird also jeweils durch das zweite Triggersignal ausgelöst.
Das zweite Triggersignal wird dabei mittels eines zweiten Taktsignals für den zweiten Sensor 3 gesteuert, hängt insbesondere von diesem ab.
Das erste und das zweite Taktsignal sind dabei mittels eines Synchronisierungsprotokolls, beispielsweise mittels PTP, miteinander synchronisiert. Das Synchronisierungsprotokoll sieht dabei in bestimmten Abständen Aktualisierungszeitpunkte vor, zu denen die Taktsignale aktualisiert beziehungsweise angeglichen werden, um die Synchronisierung aufrecht zu erhalten.
In Schritt S2 erfolgt beispielsweise eine solche Aktualisierung. Die Aktualisierung gemäß dem Synchronisierungsprotokoll hat zur Folge, dass im Schritt S3 mittels der ersten Prozessoreinheit 14 ein erster Anpassungsprozess gestartet wird und mittels der zweiten Prozessoreinheit 17 ein zweiter Anpassungsprozess.
In Schritt S3 wird gemäß dem ersten Anpassungsprozess geprüft, ob der erste Triggerprozess derzeit unterbrochen ist und gemäß dem zweiten Anpassungsprozess wird geprüft, ob der zweite Triggerprozess derzeit unterbrochen ist. Ist der erste Triggerprozess bereits unterbrochen, so fährt der erste Anpassungsprozess unmittelbar mit Schritt S6 fort, ist der erste Triggerprozess nicht unterbrochen, so wird der erste Triggerprozess in Schritt S5 unterbrochen und der erste Anpassungsprozess fährt danach mit S6 fort. Entsprechendes gilt für den zweiten Anpassungsprozess. Der zweite Triggerprozess wird also entweder in Schritt S5 unterbrochen oder bleibt unterbrochen und der zweite Anpassungsprozess fährt in Schritt S6 fort.
In Schritt S6 berechnet die erste Prozessoreinheit 14 eine erste Abweichung H1 basierend auf der aktuellen Taktzahl des ersten Taktsignals und die zweite Prozessoreinheit 17 berechnet eine zweite Abweichung H2 basierend auf der zweiten Taktzahl.
Die erste Abweichung H1 ist dabei beispielsweise gegeben durch H1 = t1 % T_c. Dabei bezeichnet t1 die aktuelle Taktzahl des ersten Taktsignals, also insbesondere die aktuelle Systemzeit des ersten Sensors 2, ausgedrückt in Einheiten der Taktdauer des ersten Taktsignals. Der Offset der ersten Messungen wurde als Null angenommen. Der Operator „%“ beschreibt eine Division mit Rest und gibt den ganzzahligen Rest aus.
Die zweite Abweichung ist beispielsweise gegeben durch H2 = (t2 + O2) % T_c. Dabei bezeichnet t2 die aktuelle Taktzahl des zweiten Taktsignals, also insbesondere die aktuelle Systemzeit des zweiten Sensors 3. O2 bezeichnet den Offset der zweiten Messungen.
In Schritt S7 prüft die erste Prozessoreinheit 14, ob die erste Abweichung H1 kleiner ist als eine vorgegebenen Maximalabweichung und die zweite Prozessoreinheit 17 prüft, ob die zweite Abweichung H2 kleiner ist als die Maximalabweichung.
Ist die erste Abweichung H1 kleiner als die Maximalabweichung, so wird der erste Triggerprozess gemäß dem ersten Anpassungsprozess in Schritt S8 wieder reaktiviert und der erste Anpassungsprozess wird in Schritt S9 deaktiviert beziehungsweise terminiert.
Ist die zweite Abweichung H2 kleiner als die Maximalabweichung, so wird der zweite Triggerprozess gemäß dem zweiten Anpassungsprozess in Schritt S8 wieder reaktiviert und der zweite Anpassungsprozess wird in Schritt S9 deaktiviert beziehungsweise terminiert.
Ist die erste Abweichung H1 größer oder gleich der Maximalabweichung, so bleibt der erste Triggerprozess deaktiviert und der erste Anpassungsprozess fährt wiederum mit Schritt S3 fort. Ist die zweite Abweichung H2 größer oder gleich der Maximalabweichung, bleibt der zweite Triggerprozess aktiviert und der zweite Anpassungsprozess fährt mit Schritt S3 fort.
Es ist insbesondere nicht erforderlich, dass die Anpassungsprozesse aktiv die jeweilige Bedingung für die Abweichungen H1, H2 abwarten. Ist die jeweilige Abweichung H1, H2 größer oder gleicher der Maximalabweichung, kann der entsprechende Anpassungsprozess beispielsweise pausiert werden und zum Schritt S3 wieder weiterlaufen.
Wie beschrieben, wird es durch das verbesserte Konzept ermöglicht, unterschiedliche Sensoren zur Umfeldüberwachung eines Kraftfahrzeugs zu synchronisieren, sodass die Messsignale unterschiedlicher während desselben Messzyklus durchgeführter Messungen nicht miteinander interferieren und so die Messergebnisse verfälschen.
Es kann in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise das PTP eingesetzt werden, um eine gemeinsame Zeitmarke in den Sensoren zu definieren. Dann wird in jedem Sensor beispielsweise ein periodischer Task, der Triggerprozess, gestartet, der die jeweilige Messung triggert. Dieser Task kann beispielsweise als periodischer Timer Interrupt ausgestaltet sein. Die exakte Aufrufzeit des periodischen Tasks ist mit der gemeinsamen Zeitmarke gekoppelt. Diese Kopplung wird jedes Mal realisiert, wenn gemäß PTP eine Synchronisierung stattfindet und kontinuierlich überwacht und nachgeführt, wenn gemäß PTP Resynchronisierungen durchgeführt werden. Wenn gemäß PTP eine Synchronisierung oder Resynchronisierung auftritt und die gemeinsame Zeitmarke aktualisiert wird, wird ein weiterer periodischer Task, der Anpassungsprozess, aktiviert, dessen Periodendauer kleiner ist als die Maximalabweichung. Dieser weitere periodische Task blockiert den Triggerprozess vorübergehend und trackt die korrekte Zeit, um den Triggerprozess gemäß der gemeinsamen Zeitmarke auszuführen.
Die Signalerzeugung wird durch den Triggerprozess geplant und es wird insbesondere keine CPU benötigt, die permanent Polling der gemeinsamen Zeitmarke durchführen muss, um die Auslösebedingung für die Messung zu überprüfen. Dadurch kann die Messsignalerzeugung optimal an die gemeinsame Zeitmarke gekoppelt und angepasst werden, wenn gemäß PTP eine Synchronisierung oder Resynchronisierung erfolgt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014107305 A1 [0004]
EP 3418768 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Synchronisierung von Sensoren (2, 3, 4, 5), die jeweils dazu eingerichtet sind, Messsignale (6, 7, 8, 9) auszusenden und basierend auf reflektierten Anteilen (10, 11) der ausgesendeten Messsignale (6, 7, 8, 9) Sensorsignale zu erzeugen, wobei - während aufeinanderfolgender Messzyklen (C1, C2, C3, C4, C5) jeweils eine erste Messung mittels eines ersten Sensors (2) und eine zweite Messung mittels eines zweiten Sensors (3) durchgeführt wird; und - ein erstes Taktsignal für den ersten Sensor (2) erzeugt wird und ein mit dem ersten Taktsignal synchronisiertes zweites Taktsignal für den zweiten Sensor (3) erzeugt wird; dadurch gekennzeichnet, dass - ein erster Triggerprozess durchgeführt wird, gemäß dem ein erstes Triggersignal mit einer Periodendauer (T_c) erzeugt wird, die einer Periodendauer (T_c) der Messzyklen (C1, C2, C3, C4, C5) entspricht, wobei das erste Triggersignal jeweilige Zeitpunkte zum Auslösen der ersten Messungen definiert; und - ein erster Anpassungsprozess durchgeführt wird, gemäß dem der erste Triggerprozess abhängig von einer Taktzahl des ersten Taktsignals vorübergehend unterbrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - ein zweiter Triggerprozess durchgeführt wird, gemäß dem ein zweites Triggersignal mit der Periodendauer (T_c) erzeugt wird, das jeweilige Zeitpunkte zum Auslösen der zweiten Messungen definiert; und - abhängig von dem zweiten Taktsignal ein zweiter Anpassungsprozess durchgeführt wird, gemäß dem der zweite Triggerprozess abhängig von einer Taktzahl des zweiten Taktsignals vorübergehend unterbrochen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Taktsignal gemäß einem Synchronisierungsprotokoll synchronisiert werden, wobei das erste und das zweite Taktsignal zu einem Aktualisierungszeitpunkt abgeglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Synchronisierungsprotokoll als Precision-Time-Protokoll ausgestaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anpassungsprozess abhängig von dem Aktualisierungszeitpunkt gestartet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der unterbrochene erste Triggerprozess abhängig von der Taktzahl des ersten Taktsignals reaktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anpassungsprozess beendet wird, wenn der erste Triggerprozess reaktiviert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß dem ersten Anpassungsprozess - eine erste Abweichung abhängig von der Taktzahl des ersten Taktsignals und der Periodendauer (T_c) der Messzyklen (C1, C2, C3, C4, C5) bestimmt wird; - die erste Abweichung mit einer vorgegebenen Maximalabweichung verglichen wird; und - der erste Triggerprozess abhängig von einem Ergebnis des Vergleichs die vorübergehend unterbrochen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß dem ersten Anpassungsprozess die Bestimmung der ersten Abweichung und das Vergleichen der ersten Abweichung mit der Maximalabweichung periodisch wiederholt werden, solange der erste Triggerprozess unterbrochen ist.
Sensoranordnung zur Umfeldüberwachung für ein Kraftfahrzeug (1), die Sensorvorrichtung (18) aufweisend - einen ersten Sensor (2), der dazu eingerichtet ist, während aufeinanderfolgender Messzyklen (C1, C2, C3, C4, C5) jeweils eine erste Messung durchzuführen, indem er jeweils ein erstes Messsignal (6) aussendet und basierend auf reflektierten Anteilen (10) des ersten Messsignals (6) ein erstes Sensorsignal erzeugt; - einen zweiten Sensor (3), der dazu eingerichtet ist, während der Messzyklen (C1, C2, C3, C4, C5) jeweils eine zweite Messung durchzuführen, indem er jeweils ein zweites Messsignal (7) aussendet und basierend auf reflektierten Anteilen (11) des zweiten Messsignals (7) ein zweites Sensorsignal erzeugt; - einen ersten Taktgenerator, dazu eingerichtet, ein erstes Taktsignal für den ersten Sensor zu erzeugen; und - einen zweiten Taktgenerator, dazu eingerichtet, ein mit dem ersten Taktsignal synchronisiertes zweites Taktsignal für den zweiten Sensor zu erzeugen; dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung eine erste Prozessoreinheit (14) aufweist, die dazu eingerichtet ist, - einen ersten Triggerprozess durchzuführen, gemäß dem ein erstes Triggersignal mit einer Periodendauer (T_c) erzeugt wird, die einer Periodendauer (T_c) der Messzyklen (C1, C2, C3, C4, C5) entspricht, wobei das erste Triggersignal jeweilige Zeitpunkte zum Auslösen der ersten Messungen definiert; und - den ersten Triggerprozess abhängig von einer Taktzahl des ersten Taktsignals vorübergehend zu unterbrechen.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Sensor (2, 3) als Radarsensoren ausgestaltet sind.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung eine zweite Prozessoreinheit (17) aufweist, die dazu eingerichtet ist, - einen zweiten Triggerprozess durchzuführen, gemäß dem ein zweites Triggersignal mit der Periodendauer (T_c) erzeugt wird, das jeweilige Zeitpunkte zum Auslösen der zweiten Messungen definiert; und - den zweiten Triggerprozess abhängig von einer Taktzahl des zweiten Taktsignals vorübergehend zu unterbrechen.
Kraftfahrzeug mit einer Sensorvorrichtung (18) nach einem der Ansprüche 10 bis 12.
Computerprogramm mit Befehlen, welche bei Ausführung des Computerprogramms durch eine Sensorvorrichtung (18) nach einem der Ansprüche 10 bis 12 die Sensorvorrichtung (18) dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
Computerlesbares Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.