DE102019207034B3

DE102019207034B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Fusionieren einer Mehrzahl von Messsignalen eines Ultraschallsensors eines Fortbewegungsmittels

Info

Publication number: DE102019207034B3
Application number: DE102019207034.5A
Authority: DE
Inventors: Timo Koenig; Simon Weissenmayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2020-07-16
Anticipated expiration: 2039-05-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fusionieren einer Mehrzahl von Messsignalen eines Ultraschallsensors (30) eines Fortbewegungsmittels (80). Das Verfahren umfasst die Schritte: Empfangen eines ersten Messsignals repräsentierend einen ersten Frequenzbereich eines durch den Ultraschallsensor (30) ermittelten ersten Ultraschallsignals, Empfangen eines zweiten Messsignals repräsentierend einen vom ersten Frequenzbereich abweichenden zweiten Frequenzbereich eines durch den Ultraschallsensor (30) ermittelten zweiten Ultraschallsignals, Berechnen eines ersten fusionierten Signals auf Basis des ersten Messsignals, des zweiten Messsignals und eines ersten vordefinierten Gewichtungsfaktors, Berechnen eines zweiten fusionierten Signals auf Basis des ersten Messsignals, des zweiten Messsignals und eines zweiten vordefinierten Gewichtungsfaktors, und Verwenden des ersten fusionierten Signals und/oder des zweiten fusionierten Signals für eine Straßenzustandsbestimmung und/oder eine Reifenzustandsbestimmung im Fortbewegungsmittel (80).

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum Fusionieren einer Mehrzahl von Messsignalen eines Ultraschallsensors eines Fortbewegungsmittels.
Aus dem Stand der Technik sind Fortbewegungsmittel bekannt, welche mit einem oder mehreren Ultraschallsensoren für eine Umfelderfassung der Fortbewegungsmittel versehen sind. Zu diesem Zweck werden mittels der Ultraschallsensoren zunächst Ultraschallwellen in einen vordefinierten Bereich eines Umfeldes der Fortbewegungsmittel ausgesendet. Anhand der durch das Umfeld zu den Ultraschallsensoren reflektierten bzw. gestreuten Ultraschallwellen wird anschließend eine Laufzeit der Ultraschallwellen bestimmt. Auf Basis der Laufzeit der Ultraschallwellen kann schließlich ein Abstand der Fortbewegungsmittel zu Objekten im Umfeld der Fortbewegungsmittel ermittelt werden. Eine auf diese Weise ermittelte Abstandsinformation zu Objekten im Umfeld der Fortbewegungsmittel wird im Stand der Technik beispielsweise von Manövrierassistenzsystemen der Fortbewegungsmittel (z. B. Spurwechselassistent, Einparkassistent, usw.) empfangen und verwendet.
Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik teilautonom und/oder autonom fahrende Fortbewegungsmittel bekannt, welche zur Gewährleistung eines sicheren Fahrbetriebs, zusätzliche Informationen über Zustände aktuell befahrener Straßen (z. B. Nässe, Fahrbahnunebenheiten) bei der Steuerung der Fortbewegungsmittel berücksichtigen.
DE 102016105153 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs zum Bestimmen einer Luftfeuchtigkeit in der Umgebung des Kraftfahrzeugs. Zu diesem Zweck werden ein erstes Ultraschallsignal mit einer ersten Frequenz und ein zweites Ultraschallsignal mit einer zweiten Frequenz ausgesendet und anschließend ein Amplitudenverhältnis der reflektierten Ultraschallsignale bestimmt, welches ein Verhältnis der ersten Amplitude und der zweiten Amplitude beschreibt. Daraufhin wird ein Luftschalldämpfungsverhältnis des ersten und des zweiten Ultraschallsignals anhand des Amplitudenverhältnisses bestimmt und eine Luftfeuchtigkeit in der Umgebung des Kraftfahrzeugs anhand des Luftschalldämpfungsverhältnisses ermittelt.
DE 102013021845 A1 beschreibt ein Verfahren zum Detektieren von Zielechos in einem Empfangssignal eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Referenzsignal zur Decodierung des Empfangssignals bereitgestellt wird. Zu einer Vielzahl vorbestimmter Frequenzverschiebungswerte wird jeweils ein Korrelationseingangssignal durch Verschieben des Referenzsignals in seiner Frequenz um den jeweiligen Frequenzverschiebungswert bereitgestellt. Das Empfangssignal wird separat mit jedem der Korrelationseingangssignale korreliert, so dass jeweilige Korrelationsausgangssignale als Ergebnis der jeweiligen Korrelation bereitgestellt werden, aus denen dann ein Summensignal gebildet wird, in welchem nach den Zielechos gesucht wird. Es wird eine an die verschiedenen Objektgeschwindigkeiten angepasste Filterbank mit mehreren Dopplergates im Empfangspfad eingesetzt.
DE 102010015077 A1 offenbart ein Verfahren zum Bestimmen eines Zielwinkels eines Objekts mittels eines Ultraschallsensors, wobei der Zielwinkel ein Winkel zwischen einer durch den Ultraschallsensor und das Objekt verlaufenden Verbindungslinie und einer durch den Ultraschallsensor verlaufenden Referenzlinie ist. Dabei erfolgt ein Senden eines ersten Sendesignals mit einer vorgegebenen ersten Abstrahlcharakteristik durch den Ultraschallsensor (3) und Empfangen eines ersten Reflexionssignals, welches das vom Objekt (5a, 5b) reflektierte erste Sendesignal ist und ein Senden eines zweiten Sendesignals mit einer vorgegebenen und von der ersten unterschiedlichen zweiten Abstrahlcharakteristik durch den Ultraschallsensor und Empfangen eines zweiten Reflexionssignals, welches das vom Objekt reflektierte zweite Sendesignal ist und ein Bestimmen des Zielwinkels in Abhängigkeit vom ersten und zweiten Reflexionssignal.
DE 102011085287 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung der Fahrbahnbeschaffenheit einer Fahrbahn wobei zunächst ein kontinuierliches Erfassen eines Fahrbahnbelages mittels in einem Fahrzeug verbauter Ultraschallsensorik erfolgt. Es erfolgt anschließend eine Klassifizierung des Fahrbahnbelages anhand der reflektierten Frequenzspektren und eine Übermittlung von den Zustand der Fahrbahn repräsentierenden Daten sowie einer Position des Fahrzeugs an ein GPS System und/oder nachfolgende Fahrzeuge bzw. Verkehrsteilnehmer.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung vorliegende geht davon aus, dass sich Nässeänderungen auf einer Straßenoberfläche in der Regel auf durch einen Ultraschallsensor gemessene Messsignale sowohl in einem niedrigen, als auch in einem hohen gemessenen Frequenzbereich auswirken. Das Messen von empfangenen Ultraschallsignalen aus mehreren Frequenzbereichen kann u. a. aufgrund einer alternierenden Messung der jeweiligen Frequenzbereiche Einschränkungen hinsichtlich einer Messwiederholrate mit sich bringen. Diese Einschränkungen sollen durch das erfindungsgemäße Verfahren weitestgehend kompensiert werden. Ferner soll auf Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens ein unerwünschter Rauschanteil in jeweiligen Messsignalen des Ultraschallsensors reduziert werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Fusionieren einer Mehrzahl von Messsignalen eines Ultraschallsensors eines Fortbewegungsmittels vorgeschlagen. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein Straßenfahrzeug (z. B. Motorrad, PKW, Transporter, LKW) oder ein Schienenfahrzeug oder ein Luftfahrzeug/Flugzeug und/oder ein Wasserfahrzeug sein. Der Ultraschallsensor kann bevorzugt ein bereits vorhandener Ultraschallsensor des Fortbewegungsmittels sein, welcher beispielsweise zur Erfassung eines Umfeldes des Fortbewegungsmittels verwendet wird.
In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein erstes Messsignal repräsentierend einen ersten Frequenzbereich eines durch den Ultraschallsensor ermittelten ersten Ultraschallsignals in einer erfindungsgemäßen Auswerteeinheit empfangen. In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein zweites Messsignal repräsentierend einen vom ersten Frequenzbereich abweichenden zweiten Frequenzbereich eines durch den Ultraschallsensor ermittelten zweiten Ultraschallsignals in der Auswerteeinheit empfangen. Die Auswerteeinheit kann ein Bestandteil eines bestehenden oder eines eigenständigen Steuergeräts des Fortbewegungsmittels sein. Zum Empfang der jeweiligen Messsignale kann die Auswerteeinheit beispielsweise über ein Bordnetz des Fortbewegungsmittels informationstechnisch mit dem Ultraschallsensor verbunden und eingerichtet sein, diesen und nachfolgend beschriebene Verfahrensschritte auszuführen. Das Bordnetz kann beispielsweise ein aus dem Stand der Technik bekanntes Bussystem umfassen, wie ein CAN-, FlexRay-, MOST, oder ein Ethernet-Bussystem. Alternativ kann die Auswerteeinheit auch ein Bestandteil des Ultraschallsensors selbst sein. Weiter alternativ kann ein Teil der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durch eine Auswerteeinheit des Ultraschallsensors und ein anderer Teil der Schritte durch eine Auswerteeinheit eines weiteren Steuergerätes des Fortbewegungsmittels ausgeführt werden. Das erste Messsignal und das zweite Messsignal können bevorzugt jeweils einen einzelnen oder eine Mehrzahl von Messwerten umfassen, welche durch den Ultraschallsensor in vordefinierten Messzeiträumen nacheinander erfasst werden können. Die vordefinierten Messzeiträume können beispielsweise einem Zeitraum zwischen 1 ms und 10 ms, insbesondere zwischen 3 ms und 7 ms und bevorzugt zwischen 5 ms und 6 ms entsprechen. Ein einzelner Messwert kann insbesondere einen einzelnen Rauschpegelwert repräsentieren, welcher auf Basis einer Mehrzahl von Spannungsmessungen innerhalb des Messzeitraums stellvertretend für die Mehrzahl gemessener Spannungswerte ermittelt wird (z. B. durch Bilden eines Medianwertes oder eines Mittelwertes auf Basis der Mehrzahl von Spannungswerten).
Es sei darauf hingewiesen, dass das erste Ultraschallsignal und das zweite Ultraschallsignal bevorzugt auf ein und demselben Schallereignis basieren können, welches durch das Fortbewegungsmittel und/oder durch eine Signalquelle im Umfeld des Fortbewegungsmittels erzeugt und/oder reflektiert wird (z. B. durch ein weiteres Fortbewegungsmittel). In Abhängigkeit einer konkreten technischen Ausgestaltung des eingesetzten Ultraschallsensors können der erste Frequenzbereich und der zweite Frequenzbereich gleichzeitig und/oder alternierend durch den Ultraschallsensor gemessen werden. In dem Fall, in dem beide Frequenzbereiche gleichzeitig gemessen werden können, kann davon ausgegangen werden, dass das erste Ultraschallsignal und das zweite Ultraschallsignal im Wesentlichen identisch sind, da sie ein und dasselbe Schallereignis zu ein und demselben Empfangszeitpunkt im Ultraschallsensor repräsentieren. In dem Fall, in dem die beiden Frequenzbereiche nacheinander gemessen werden, wird das erste Messsignal somit zu einem anderen Messzeitpunkt erfasst, als das zweite Messsignal, wodurch die beiden Messsignale unterschiedliche Zeitpunkte des ersten Ultraschallsignals und/oder unterschiedliche Ultraschallsignale (d. h. das erste und das zweite Ultraschallsignal) repräsentieren können.
Des Weiteren können jeweilige Messzeiträume zur Erfassung des ersten Messsignals und des zweiten Messsignals jeweilige Zeiträume darstellen, in welchen passiv gemessene Umgebungsgeräusche und/oder Bodenechos auf Basis einer aktiven Ultraschallmessung vorliegen.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass der Ultraschallsensor darüber hinaus eingerichtet sein kann, mehr als zwei unterschiedliche Frequenzbereiche gleichzeitig und/oder alternierend zu messen. Im Stand der Technik werden beispielsweise Ultraschallsensoren eingesetzt, welche drei oder mehr voneinander abweichenden Frequenzbereiche erfassen können. Das erfindungsgemäße Verfahren ist hinsichtlich einer maximalen Anzahl erfassbarer Frequenzbereiche durch den Ultraschallsensor grundsätzlich nicht eingeschränkt. Stellvertretend für die möglichen Varianten einer technischen Ausgestaltung des Ultraschallsensors soll in der nachfolgenden Beschreibung von einem Ultraschallsensor mit zwei erfassbaren Frequenzbereichen ausgegangen werden, welche alternierend und nicht gleichzeitig gemessen werden können, ohne das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auf diese konkrete Variante einzuschränken.
In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein erstes fusioniertes Signal auf Basis des ersten Messsignals, des zweiten Messsignals und eines ersten vordefinierten Gewichtungsfaktors berechnet. In einem vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird alternativ oder zusätzlich ein zweites fusioniertes Signal auf Basis des ersten Messsignals, des zweiten Messsignals und eines zweiten vordefinierten Gewichtungsfaktors berechnet.
Durch das Fusionieren des ersten und zweiten Messsignals bzw. der im ersten und zweiten Messsignal enthaltenen ersten und zweiten Messwerte, kann für denjenigen Frequenzbereich, welcher zu einem aktuellen Zeitpunkt nicht erfasst wird, u. a. ein jeweiliger Ersatzwert für diesen Frequenzbereich ermittelt werden, sodass eine zeitliche Auflösung der jeweiligen Messsignale im aktuell nicht erfassten Frequenzbereich erhöht werden kann. Eine konkrete Ausgestaltung des Fusionierens und des Gewichtens der jeweiligen Messsignale wird weiter unten beschrieben.
In einem fünften Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, werden das erste fusionierte Signal und/oder das zweite fusionierte Signal für eine Straßenzustandsbestimmung und/oder eine Reifenzustandsbestimmung und/oder eine weitere Funktion des Fortbewegungsmittels im Fortbewegungsmittel verwendet. Wie oben beschrieben, kann durch die erzeugte höhere zeitliche Auflösung des ersten fusionierten Signals und des zweiten fusionierten Signals, im Vergleich zum ersten Messsignal und zum zweiten Messsignal, eine höhere Zuverlässigkeit und/oder Genauigkeit der Straßenzustandsbestimmung und/oder der Reifenzustandsbestimmung erreicht werden.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Berechnen des ersten fusionierten Signals und das Berechnen des zweiten fusionierten Signals zunächst ein Berechnen eines ersten Differenzwertes aus einem ersten Messwert innerhalb des ersten Messsignals und einem zweiten Messwert innerhalb des ersten Messsignals und ein Berechnen eines zweiten Differenzwertes aus einem ersten Messwert innerhalb des zweiten Messsignals und einem zweiten Messwert innerhalb des zweiten Messsignals. Die jeweiligen ersten und zweiten Messwerte innerhalb der jeweiligen Messsignale stellen jeweils Messwerte dar, die in unmittelbar aufeinanderfolgenden Messungen durch den Ultraschallsensor erzeugt werden können. Die Berechnungen der jeweiligen Differenzwerte können durch folgende Formel ausgedrückt werden: $Δ S'_{j, k} = S'_{j, k} - S'_{j, k - 1}$
S‘_j,k repräsentiert das jeweilige Messsignal, wobei der Index j den jeweiligen Frequenzbereich und der Index k einen jeweiligen Messzeitpunkt kennzeichnen. ΔS‘_j,k repräsentiert die jeweiligen Differenzwerte für die jeweiligen Frequenzbereiche. In einem nächsten Schritt werden ein mittels des ersten Gewichtungsfaktors gewichteter erster Durchschnittswert und/oder ein mittels des zweiten Gewichtungsfaktors gewichteter zweiter Durchschnittswert auf Basis des ersten Differenzwertes und des zweiten Differenzwertes berechnet. Dies kann durch folgende Formel beschrieben werden: $D_{i, k} = \frac{\sum_{j = 1}^{n} w_{i, j} Δ S'_{j, k}}{n}$
D_i,k repräsentiert die jeweiligen gewichteten Durchschnittswerte für die jeweiligen Frequenzbereiche, wobei die jeweiligen Frequenzbereiche hier durch den Index i gekennzeichnet sind, während der Index j denjenigen bzw. diejenigen Frequenzbereiche kennzeichnet, die jeweils nicht mit dem Index i übereinstimmen und w_i,j kennzeichnet die Gewichte für die jeweiligen Frequenzbereiche. In einem nachfolgenden Schritt wird der zweite Messwert des ersten Messsignals auf den ersten Durchschnittswert zum Ausbilden des ersten fusionierten Signals addiert und/oder der zweite Messwert des zweiten Messsignals wird auf den zweiten Durchschnittswert zum Ausbilden des zweiten fusionierten Signals addiert. Dies kann durch folgende Formel beschrieben werden: $S_{i, k} = D_{i, k} + S'_{i, k - 1}$
S_i,k repräsentiert die jeweiligen fusionierten Signale, welche insbesondere zum Ermitteln des aktuellen Straßenzustands und/oder eines aktuellen Reifenzustands verwendet werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird zum Ausbilden des ersten fusionierten Signals zusätzlich zum zweiten Messwert des ersten Messsignals das erste fusionierte Signal aus einem vorangegangenen Berechnungszyklus auf den ersten gewichteten Durchschnittswert addiert. Alternativ oder zusätzlich wird zum Ausbilden des zweiten fusionierten Signals zusätzlich zum zweiten Messwert des zweiten Messsignals das zweite fusionierte Signal aus einem vorangegangenen Berechnungszyklus auf den zweiten gewichteten Durchschnittswert addiert. Dies bietet den Vorteil, dass ein Einfluss eines Messrauschens, welches in der Mehrzahl von Messsignalen enthalten sein kann, reduziert werden kann. Zusätzlich können der zweite Messwert des ersten Messsignals und das erste fusionierte Signal des vorangegangenen Berechnungszyklus jeweils mit einem ersten vordefinierten Parameter gewichtet werden und/oder der zweite Messwert des zweiten Messsignals und das zweite fusionierte Signal des vorangegangenen Berechnungszyklus jeweils mit einem zweiten vordefinierten Parameter gewichtet werden. Dies kann durch folgende Formel beschrieben werden: $S_{i, k} = D_{i, k} + (1 - a_{i}) S_{i, k - 1} + a_{i} S'_{i, k - 1}$
Der erste vordefinierte Parameter und der zweite vordefinierte Parameter werden hier jeweils durch a_i repräsentiert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden ein Wert für den ersten vordefinierten Gewichtungsfaktor und ein Wert für den zweiten vordefinierten Gewichtungsfaktor in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels und/oder einer Geschwindigkeit eines Fahrtwindes, und/oder einem in den jeweiligen Messsignalen enthaltenen Rauschpegel aus einer Mehrzahl vordefinierter Werte für den ersten Gewichtungsfaktor und einer Mehrzahl vordefinierter Werte für den zweiten Gewichtungsfaktor verwendet. Das kann von Vorteil sein, da die Messsignale höherer Frequenzbereiche häufig nicht so empfindlich reagieren, wie die Messsignale niedriger Frequenzbereiche. Außerdem kann sich ein thermisches Grundrauschen jeweiliger Signalverstärker für die jeweiligen Frequenzbereiche unterschiedlich auf die jeweiligen Messsignale auswirken. Durch diese Maßnahme kann der Einfluss des Messrauschens bzw. die geringere Empfindlichkeit der Messsignale höherer Frequenzbereiche insbesondere in solchen Situationen reduziert werden, in denen durch die betroffenen Messsignale kein oder nur ein geringer Beitrag zur Verbesserung der fusionierten Signale zu erwarten ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal vor der Berechnung des ersten fusionierten Signals und/oder des zweiten fusionierten Signals linearisiert und/oder normiert und/oder gefiltert, um die fusionierten Signale weiter zu optimieren.
Es sei darauf hingewiesen, dass entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht zwangsläufig zu allen vorliegenden Messsignalen jeweilige fusionierte Signale nach einer oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung ermittelt werden müssen, falls bei einer nachfolgenden Verwendung der fusionierten Signale nicht alle potentiell ermittelbaren fusionierten Signale benötigt werden. D. h., dass diejenigen Berechnungsschritte entfallen können, die nicht für das Ermitteln der tatsächlich erforderlichen fusionierten Signale erforderlich sind. Auf diese Weise können entsprechende Rechen- und/oder Speicherressourcen bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingespart werden.
Ferner können durch das erfindungsgemäße Verfahren auch dritte und vierte Messsignale eines weiteren Ultraschallsensors oder weitere Messsignale weiterer Ultraschallsensoren in die Berechnung des ersten fusionierten Signals und/oder des zweiten fusionierten Signals einfließen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Fusionieren einer Mehrzahl von Messsignalen eines Ultraschallsensors eines Fortbewegungsmittels vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit mit einem Dateneingang und einem Datenausgang und kann Bestandteil eines bestehenden Steuergerätes oder ein eigenständiges Steuergerät des Fortbewegungsmittels sein. Des Weiteren kann die Auswerteeinheit beispielsweise als ASIC, FPGA, Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o. ä., ausgestaltet und informationstechnisch an eine interne und/oder externe Speichereinheit angebunden sein, in welcher durch die Auswerteeinheit empfangene und/oder berechnete Daten für eine nachfolgende Verarbeitung abgelegt werden können. Ferner kann die Auswerteeinheit eingerichtet sein, oben beschriebene, erfindungsgemäße Verfahrensschritte auf Basis eines die Verfahrensschritte implementierenden Computerprogramms auszuführen. Die Auswerteeinheit ist in Verbindung mit dem Dateneingang eingerichtet, ein erstes Messsignal repräsentierend einen ersten Frequenzbereich eines durch den Ultraschallsensor gemessenen ersten Ultraschallsignals zu empfangen und ein zweites Messsignal repräsentierend einen vom ersten Frequenzbereich abweichenden zweiten Frequenzbereich des durch den Ultraschallsensor gemessenen zweiten Ultraschallsignals zu empfangen. Die Auswerteeinheit ist weiter eingerichtet, ein erstes fusioniertes Signal auf Basis des ersten Messsignals, des zweiten Messsignals und eines ersten vordefinierten Gewichtungsfaktors zu berechnen und ein zweites fusioniertes Signal auf Basis des ersten Messsignals, des zweiten Messsignals und eines zweiten vordefinierten Gewichtungsfaktors zu berechnen. In Verbindung mit dem Datenausgang ist die Auswerteeinheit ferner eingerichtet, das erste fusionierte Signal und/oder das zweite fusionierte Signal für eine Straßenzustandsbestimmung und/oder eine Reifenzustandsbestimmung und/oder eine weitere Funktion des Fortbewegungsmittels im Fortbewegungsmittel zu verwenden.
Figurenliste
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:

1 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
2 eine schematische Übersicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel.

Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Fusionieren einer Mehrzahl von Messsignalen eines Ultraschallsensors eines Fortbewegungsmittels. Im Schritt 100 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels einer Auswerteeinheit des Fortbewegungsmittels, die hier ein Mikrocontroller ist, ein erstes Messsignal repräsentierend einen ersten Frequenzbereich eines durch den Ultraschallsensor ermittelten Ultraschallsignals empfangen. Im Schritt 200 wird ein zweites Messsignal repräsentierend einen vom ersten Frequenzbereich abweichenden zweiten Frequenzbereich eines durch den Ultraschallsensor ermittelten zweiten Ultraschallsignals empfangen. Zu diesem Zweck ist ein Dateneingang der Auswerteeinheit informationstechnisch über ein Bordnetz des Fortbewegungsmittels und konkret über ein CAN-Bussystem des Fortbewegungsmittels mit dem Ultraschallsensor verbunden. Im Schritt 300 wird mittels der Auswerteeinheit ein erstes fusioniertes Signal auf Basis des ersten Messsignals, des zweiten Messsignals und eines ersten vordefinierten Gewichtungsfaktors berechnet. Im Schritt 350 wird ein zweites fusioniertes Signal auf Basis des ersten Messsignals, des zweiten Messsignals und eines zweiten vordefinierten Gewichtungsfaktors berechnet. Im Schritt 400 werden das erste fusionierte Signal und/oder das zweite fusionierte Signal für eine Straßenzustandsbestimmung und/oder eine Reifenzustandsbestimmung im Fortbewegungsmittel verwendet.
2 zeigt eine schematische Übersicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel 80. Das Fortbewegungsmittel 80 umfasst eine Auswerteeinheit 10, die hier ein Mikrocontroller ist. Die Auswerteeinheit 10 ist informationstechnisch mit einer Speichereinheit 20 verbunden, in welcher durch die Auswerteeinheit 10 empfangene und/oder berechnete Daten abgelegt werden. Die Auswerteeinheit 10 ist über einen Dateneingang 12 informationstechnisch über ein CAN-Bussystem des Fortbewegungsmittels 80 mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren 30 des Fortbewegungsmittels 80 verbunden. Des Weiteren ist die Auswerteeinheit 10 über einen Datenausgang 14 informationstechnisch über das CAN-Bussystem mit einem Assistenzsystem 40 des Fortbewegungsmittels 80 verbunden. In Verbindung mit der Mehrzahl von Ultraschallsensoren 30 ist die Auswerteeinheit 10 eingerichtet, durch die Mehrzahl von Ultraschallsensoren 30 erzeugte Messsignale von den Ultraschallsensoren 30 zu empfangen, diese gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verarbeiten und ein Ergebnis der Verarbeitung an das Assistenzsystem 40 zur dortigen Verwendung zu übertragen.

Claims

Verfahren zum Fusionieren einer Mehrzahl von Messsignalen eines Ultraschallsensors (30) eines Fortbewegungsmittels (80) umfassend die Schritte: • Empfangen (100) eines ersten Messsignals repräsentierend einen ersten Frequenzbereich eines durch den Ultraschallsensor (30) ermittelten ersten Ultraschallsignals, • Empfangen (200) eines zweiten Messsignals repräsentierend einen vom ersten Frequenzbereich abweichenden zweiten Frequenzbereich eines durch den Ultraschallsensor (30) ermittelten zweiten Ultraschallsignals, • Berechnen (300) eines ersten fusionierten Signals auf Basis des ersten Messsignals, des zweiten Messsignals und eines ersten vordefinierten Gewichtungsfaktors, • Berechnen (350) eines zweiten fusionierten Signals auf Basis des ersten Messsignals, des zweiten Messsignals und eines zweiten vordefinierten Gewichtungsfaktors, und • Verwenden (400) des ersten fusionierten Signals und/oder des zweiten fusionierten Signals für eine Straßenzustandsbestimmung und/oder eine Reifenzustandsbestimmung und/oder eine weitere Funktion des Fortbewegungsmittels im Fortbewegungsmittel (80).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen des ersten fusionierten Signals und das Berechnen des zweiten fusionierten Signals folgende Schritte umfasst: • Berechnen eines ersten Differenzwertes aus einem ersten Messwert innerhalb des ersten Messsignals und einem zweiten Messwert innerhalb des ersten Messsignals, • Berechnen eines zweiten Differenzwertes aus einem ersten Messwert innerhalb des zweiten Messsignals und einem zweiten Messwert innerhalb des zweiten Messsignals, • Berechnen eines mittels des ersten Gewichtungsfaktors gewichteten ersten Durchschnittswertes und/oder eines mittels des zweiten Gewichtungsfaktors gewichteten zweiten Durchschnittswertes auf Basis des ersten Differenzwertes und des zweiten Differenzwertes, • Addieren des zweiten Messwertes des ersten Messsignals auf den ersten Durchschnittswert zum Ausbilden des ersten fusionierten Signals, und/oder • Addieren des zweiten Messwertes des zweiten Messsignals auf den zweiten Durchschnittswert zum Ausbilden des zweiten fusionierten Signals.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei • zum Ausbilden des ersten fusionierten Signals zusätzlich zum zweiten Messwert des ersten Messsignals das erste fusionierte Signal aus einem vorangegangenen Berechnungszyklus auf den ersten gewichteten Durchschnittswert addiert wird, und/oder • zum Ausbilden des zweiten fusionierten Signals zusätzlich zum zweiten Messwert des zweiten Messsignals das zweite fusionierte Signal aus einem vorangegangenen Berechnungszyklus auf den zweiten gewichteten Durchschnittswert addiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei • der zweite Messwert des ersten Messsignals und das erste fusionierte Signal des vorangegangenen Berechnungszyklus jeweils mit einem ersten vordefinierten Parameter gewichtet werden, und • der zweite Messwert des zweiten Messsignals und das zweite fusionierte Signal des vorangegangenen Berechnungszyklus jeweils mit einem zweiten vordefinierten Parameter gewichtet werden.
Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, wobei • der erste Messwert des ersten Messsignals und der erste Messwert des zweiten Messsignals zu einem identischen Zeitpunkt oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugt werden, und • der zweite Messwert des ersten Messsignals und der zweite Messwert des zweiten Messsignals zu einem identischen Zeitpunkt oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Wert für den ersten vordefinierten Gewichtungsfaktor und ein Wert für den zweiten vordefinierten Gewichtungsfaktor in Abhängigkeit • einer Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels (80), und/oder • einer Geschwindigkeit eines Fahrtwindes, und/oder • einem in den jeweiligen Messsignalen enthaltenen Rauschpegel aus einer Mehrzahl vordefinierter Werte für den ersten Gewichtungsfaktor und einer Mehrzahl vordefinierter Werte für den zweiten Gewichtungsfaktor verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal vor der Berechnung des ersten fusionierten Signals und/oder des zweiten fusionierten Signals • linearisiert, und/oder • normiert, und/oder • gefiltert werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei dritte und vierte Messsignale eines weiteren Ultraschallsensors (30) in die Berechnung des ersten fusionierten Signals und/oder des zweiten fusionierten Signals einfließen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Messsignal und das zweite Messsignal jeweilige passiv gemessene Umgebungsgeräusche und/oder Bodenechos auf Basis einer aktiven Ultraschallmessung repräsentieren.
Vorrichtung zum Fusionieren einer Mehrzahl von Messsignalen eines Ultraschallsensors (30) eines Fortbewegungsmittels (80) umfassend: • eine Auswerteeinheit (10), • einen Dateneingang (12), und • einen Datenausgang (14), wobei die Auswerteeinheit (10) eingerichtet ist, • in Verbindung mit dem Dateneingang (12) o ein erstes Messsignal repräsentierend einen ersten Frequenzbereich eines durch den Ultraschallsensor (30) gemessenen ersten Ultraschallsignals zu empfangen, o ein zweites Messsignal repräsentierend einen vom ersten Frequenzbereich abweichenden zweiten Frequenzbereich des durch den Ultraschallsensor (30) gemessenen zweiten Ultraschallsignals zu empfangen, • ein erstes fusioniertes Signal auf Basis des ersten Messsignals, des zweiten Messsignals und eines ersten vordefinierten Gewichtungsfaktors zu berechnen, • ein zweites fusioniertes Signal auf Basis des ersten Messsignals, des zweiten Messsignals und eines zweiten vordefinierten Gewichtungsfaktors zu berechnen, und • in Verbindung mit dem Datenausgang das erste fusionierte Signal und/oder das zweite fusionierte Signal für eine Straßenzustandsbestimmung und/oder eine Reifenzustandsbestimmung und/oder eine weitere Funktion des Fortbewegungsmittels im Fortbewegungsmittel (80) zu verwenden.