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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Quelle eines Ultraschallsignals auf Basis einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren eines Fortbewegungsmittels.
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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.
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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.
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Offenbarung der Erfindung
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Ein grundlegendes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, anhand einer zeitlichen Verschiebung zwischen einer Mehrzahl von Messsignalen einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren eines Fortbewegungsmittels Fahrgeräusche des Fortbewegungsmittels von Fahrgeräuschen weiterer Fortbewegungsmittel im Umfeld des Fortbewegungsmittels zu unterscheiden. Dies kann insbesondere für eine Straßennässeerkennung und/oder eine Reifenzustandserkennung im Fortbewegungsmittel vorteilhaft berücksichtigt werden, da eine Beeinflussung einer Ultraschallmessung aufgrund von Ultraschallsignalen weiterer Fortbewegungsmittel eine solche Straßennässeerkennung und/oder Reifenzustandserkennung beeinträchtigen kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Quelle eines Ultraschallsignals auf Basis einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren 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. Die Ultraschallsensoren können bevorzugt bereits vorhandene Ultraschallsensoren des Fortbewegungsmittels sein, welche beispielsweise zur Erfassung eines Umfeldes des Fortbewegungsmittels verwendet werden. Die Ultraschallsensoren können ferner über ein Bordnetz des Fortbewegungsmittels informationstechnisch mit einer erfindungsgemäßen Auswerteeinheit verbunden sein, die eingerichtet ist, nachfolgend beschriebene Verfahrensschritte auszuführen. Die Auswerteeinheit kann ein Bestandteil der Ultraschallsensoren selbst oder ein Bestandteil eines weiteren Steuergerätes des Fortbewegungsmittels sein. Die Auswerteeinheit kann außerdem informationstechnisch mit einer internen und/oder externen Speichereinheit verbunden sein, in welcher durch die Auswerteeinheit empfangene und/oder berechnete Daten abgelegt werden können.
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In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die erfindungsgemäße Auswerteeinheit ein erstes Messsignal eines ersten Ultraschallsensors des Fortbewegungsmittels repräsentierend ein erstes Ultraschallsignal empfangen. In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein zweites Messsignal eines zweiten Ultraschallsensors des Fortbewegungsmittels repräsentierend ein zweites Ultraschallsignal empfangen.
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Das erste und zweite Messsignal können bevorzugt durch den ersten und zweiten Ultraschallsensor ermittelte Rauschpegelwerte umfassen, wobei die Rauschpegelwerte jeweils stellvertretende Werte (z. B. Medianwerte) für eine Mehrzahl von Rohwerten bzw. Spannungswerten darstellen können, welche durch die Ultraschallsensoren in jeweiligen vordefinierten Messzeiträumen erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch auf Basis der Mehrzahl von Rohdaten bzw. Spannungswerten ausgeführt werden. Stellvertretend für diese beiden möglichen Varianten werden nachfolgend, sofern nicht anderweitig erwähnt, die genannten Rauschpegelwerte als Grundlage für das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben, ohne das Verfahren dadurch auf diese einzuschränken. Der erste Ultraschallsensor kann in einer bevorzugten Anordnung vorne rechts am Fortbewegungsmittel angeordnet und in Richtung einer Hauptfahrtrichtung des Fortbewegungsmittels ausgerichtet sein, während der zweite Ultraschallsensor in einer bevorzugten Anordnung hinten rechts am Fortbewegungsmittel angeordnet sein kann und in einer Richtung entgegen der Hauptfahrtrichtung des Fortbewegungsmittels ausgerichtet sein kann. Alternativ können der erste und zweite Ultraschallsensor an beliebigen weiteren Positionen und in beliebigen weiteren Ausrichtungen am Fortbewegungsmittel angeordnet sein. So kann das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise auch mittels zueinander benachbart angeordneter erster und zweiter Ultraschallsensoren ausgeführt werden, wobei die beiden Ultraschallsensoren in einem solchen Fall bevorzugt über voneinander abweichende Ausrichtungen verfügen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass das durch den ersten Ultraschallsensor empfangene erste Ultraschallsignal und das durch den zweiten Ultraschallsensor empfangene zweite Ultraschallsignal identischen Ursprungs sein kann (d. h., ein durch eine Ultraschallquelle erzeugtes Ultraschallsignal, welches durch beide Ultraschallsensoren erfasst werden kann), welches aufgrund eines Abstandes zwischen den beiden Ultraschallsensoren und/oder unterschiedlicher Ausrichtungen der beiden Ultraschallsensoren zu unterschiedlichen Zeitpunkten an den jeweiligen Schallwandlern der beiden Ultraschallsensoren eintreffen kann. Daher können das erste Messsignal und zweite Messsignal ähnliche Messsignalverläufe mit einem entsprechenden zeitlichen Versatz zueinander aufweisen. Ein identischer Ursprung der beiden Ultraschallsignale kann insbesondere dann vorliegen, wenn die Ultraschallsignale abseits des Fortbewegungsmittels erzeugt werden, wie zum Beispiel durch ein weiteres Fortbewegungsmittel im Umfeld des Fortbewegungsmittels. Ferner können das erste und zweite Ultraschallsignal unabhängig voneinander erzeugte Ultraschallsignale repräsentieren, welche beispielsweise auf Basis einer identischen Gegebenheit im Umfeld des Fortbewegungsmittels zu unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugt werden können. Eine solche identische Gegebenheit kann beispielsweise eine durch das Fortbewegungsmittel durchfahrene Pfütze sein, wobei die Vorderräder des Fortbewegungsmittels bei einer Vorwärtsfahrt zuerst durch die Pfütze bewegt werden, während die Hinterräder des Fortbewegungsmittels mit einer entsprechenden zeitlichen Verschiebung (in Abhängigkeit eines Achsabstandes der Vorderräder und der Hinterräder und in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels) folgen. Auf diese Weise kann beim Durchfahren der Pfütze zunächst das erste Ultraschallsignal durch den Kontakt der Vorderräder mit der Pfütze erzeugt werden, wobei das erste Ultraschallsignal hauptsächlich durch den im vorderen Bereich des Fortbewegungsmittels angeordneten Ultraschallsensor erfasst werden kann. Anschließend kann das zweite Ultraschallsignal durch den Kontakt der Hinterräder mit der Pfütze erzeugt werden, wobei das zweite Ultraschallsignal hauptsächlich durch den im hinteren Bereich des Fortbewegungsmittels angeordneten Ultraschallsensor erfasst werden kann. Aufgrund einer sehr ähnlichen Erzeugung des ersten und zweiten Ultraschallsignals durch einen Kontakt der Vorderräder und der Hinterräder mit der Pfütze können das daraus resultierende erste und zweite Messsignal entsprechend große Übereinstimmungen mit einer entsprechenden zeitlichen Verschiebung zueinander aufweisen. Es sei darauf hingewiesen, dass das erste Messsignal und das zweite Messsignal auch vollständig unterschiedliche erste und zweite Ultraschallsignale repräsentieren können, die nicht aufgrund einer identischen Gegebenheit erzeugt wurden. Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, dass durch den ersten und zweiten Ultraschallsensor auch Mischformen aus oben beschrieben Varianten von ersten und zweiten Ultraschallsignalen erfasst werden können.
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In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Wert für eine zeitliche Verschiebung zwischen dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal ermittelt, bei welcher die beiden Messsignale eine maximale Übereinstimmung zueinander aufweisen. Dies kann auf Basis einer Kreuzkorrelation des ersten und zweiten Messsignals durchgeführt werden, welche durch die Auswerteeinheit bevorzugt auf Basis eines Computerprogramms berechnet werden kann. Idealerweise ergibt sich durch die Kreuzkorrelation eine eindeutige maximale Übereinstimmung zwischen dem ersten und zweiten Messsignal, auf deren Basis die zeitliche Verschiebung der beiden Messsignale zueinander zuverlässig bestimmt werden kann. Ein auf diese Weise ermittelter Wert für die zeitliche Verschiebung kann in der an die Auswerteinheit angebundenen Speichereinheit für eine nachfolgende Verarbeitung abgelegt werden.
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In einem vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die Auswerteeinheit ein Erwartungswert für eine zeitliche Verschiebung zwischen dem ersten Messsignal dem zweiten Messsignal in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels, einer Position und/oder Ausrichtung des ersten Ultraschallsensors und einer Position und/oder Ausrichtung des zweiten Ultraschallsensors am Fortbewegungsmittel ermittelt. Der auf diese Weise ermittelte Erwartungswert entspricht der oben beschriebenen zeitlichen Verschiebung zwischen dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal, die entsteht, wenn der erste Ultraschallsensor ein in Verbindung mit den Vorderrädern des Fortbewegungsmittels erzeugtes erstes Ultraschallsignal erfasst und wenn der zweite Ultraschallsensor ein in Verbindung mit den Hinterrädern des Fortbewegungsmittels auf ähnliche Weise erzeugtes zweites Ultraschallsignal erfasst. Der ermittelte Erwartungswert kann wiederum in der an die Auswerteeinheit angebundenen Speichereinheit für eine nachfolgende Verarbeitung abgelegt werden.
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In einem fünften Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels der Auswerteeinheit die Quelle des ersten Ultraschallsignals und des zweiten Ultraschallsignals in Abhängigkeit einer Differenz zwischen dem Wert und dem Erwartungswert ermittelt. Zu diesem Zweck kann die Auswerteeinheit die Differenz zwischen dem Wert und dem Erwartungswert beispielsweise mit einem vordefinierten Schwellenwert vergleichen. Für den Fall, dass die Differenz identisch zum vordefinierten Schwellenwert oder kleiner als der vordefinierte Schwellenwert ist, kann davon ausgegangen werden, dass das erste Ultraschallsignal und das zweite Ultraschallsignal Fahrgeräusche des Fortbewegungsmittels selbst repräsentieren, während in dem Fall, in dem die Differenz größer als der vordefinierte Schwellenwert ist davon ausgegangen werden kann, dass das erste Ultraschallsignal und das zweite Ultraschallsignal außerhalb des Fortbewegungsmittels erzeugte Fahrgeräusche und/oder andere Geräusche repräsentieren.
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In einem sechsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Information über die Quelle des ersten Ultraschallsignals und des zweiten Ultraschallsignals im Fortbewegungsmittel verwendet. Eine Verwendung dieser Information kann in der Auswerteeinheit selbst und/oder in weiteren Steuergeräten des Fortbewegungsmittels erfolgen, indem die Information von der Auswerteeinheit über das Bordnetz des Fortbewegungsmittels an die weiteren Steuergeräte übertragen wird.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird der Wert für die zeitliche Verschiebung zwischen dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal auf Basis eines vordefinierten Wertebereichs plausibilisiert. Eine solche Plausibilisierung kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn aufgrund eines Messrauschens in den Messsignalen und/oder anderer Störeinflüsse auf die Messsignale zufällige maximale Übereinstimmungen zwischen dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal ermittelt werden, deren damit korrespondierende zeitliche Verschiebung nicht durch eine Interaktion des Fortbewegungsmittels mit weiteren Fortbewegungsmittel hervorgerufen werden kann. Der vordefinierte Wertebereich kann bevorzugt derart festgelegt werden, dass auf Basis potentiell auftretender maximaler Differenzgeschwindigkeiten zwischen dem Fortbewegungsmittel und weiteren Fortbewegungsmitteln und/oder weiteren Ultraschallquellen ein oberer Grenzwert für den vordefinierten Wertebereich ermittelt wird. Ein unterer Grenzwert für den vordefinierten Wertebereich kann bevorzugt einem Wert von Null entsprechen, dieser ist im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch nicht auf diesen eingeschränkt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal in einem Messzeitraum erfasst, in welchem im Wesentlichen keine Echos eines zuvor ausgesendeten Ultraschallsignals durch den ersten und/oder zweiten Ultraschallsensor empfangen werden. D. h., dass in einem solchen Messzeitraum im Wesentlichen nur solche Ultraschallsignale empfangen werden, die durch Fahrgeräusche des Fortbewegungsmittels und/oder durch weitere Fortbewegungsmittel im Umfeld des Fortbewegungsmittels erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich können das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal auch in einem Messzeitraum erfasst werden, in welchem im Wesentlichen nur Bodenechos eines zuvor aktiv durch die Ultraschallsensoren ausgesendeten Ultraschallsignals empfangen werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal in Abhängigkeit der Information über die Quelle des ersten Ultraschallsignals und des zweiten Ultraschallsignals für ein Ermitteln eines Straßenzustandes und/oder eines Reifenzustandes eines oder mehrerer Räder des Fortbewegungsmittels verwendet. Ein geeigneter Algorithmus zum Ermitteln des Straßenzustandes und/oder des Reifenzustandes kann durch die erfindungsgemäße Auswerteeinheit und/oder ein oder mehrere weitere Steuergeräte des Fortbewegungsmittels ausgeführt werden. Darüber hinaus können das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal in Abhängigkeit der Information über die Quelle des ersten Ultraschallsignals und des zweiten Ultraschallsignals für ein Ermitteln von Objekten im Umfeld des Fortbewegungsmittels verwendet werden. Bevorzugt werden das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal dann für ein Ermitteln des Straßenzustandes und/oder des Reifenzustandes verwendet, wenn als Quelle für das erste Ultraschallsignal und das zweite Ultraschallsignal das Fortbewegungsmittel selbst ermittelt wurde. Umgekehrt können das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal bevorzugt dann für ein Ermitteln von Objekten im Umfeld des Fortbewegungsmittels verwendet werden, wenn als Quelle für das erste Ultraschallsignal und das zweite Ultraschallsignal ein oder mehrere weitere Fortbewegungsmittel und/oder weitere Ultraschallquellen im Umfeld des Fortbewegungsmittels ermittelt wurden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine Dauer eines Messzeitraumes für das erste Ultraschallsignal und/oder das zweite Ultraschallsignal in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels und/oder einer Position und/oder einer Ausrichtung der jeweiligen Ultraschallsensoren festgelegt. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass unter dem Messzeitraum nicht zwangsläufig ein vordefinierter Zeitraum für einen einzelnen Messvorgang des ersten und/oder des zweiten Ultraschallsensors zu verstehen ist, sondern dass der Messzeitraum auch eine Mehrzahl von Messwerten aus einer Mehrzahl einzelner Messvorgänge umfassen kann. Darüber hinaus kann es auch sinnvoll sein, nur eine Teilmenge zuletzt erfasster Messwerte im Zuge der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuwerten. Diese Teilmenge der zuletzt erfassten Messwerte kann bevorzugt im Wesentlichen einer Dauer eines einzelnen Überholvorgangs entsprechen, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Ferner kann es von Vorteil sein, die Dauer des Messzeitraumes und/oder die Anzahl auszuwertender Messwerte dynamisch an jeweilige Fahrsituationen (z. B. an die Geschwindigkeit) des Fortbewegungsmittels anzupassen. Zusätzlich kann es sinnvoll sein, die Dauer des Messzeitraums und/oder die Anzahl auszuwertender Messwerte in Abhängigkeit eines vorhandenen Linksverkehrs oder Rechtsverkehrs anzupassen, um beispielsweise damit einhergehende, unterschiedliche Überholsituationen besser berücksichtigen zu können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal vor dem Ermitteln der zeitlichen Verschiebung zwischen den beiden Messsignalen jeweils einer Filterung unterzogen. Dies kann insbesondere dazu genutzt werden, um oben beschriebene, zufällige Übereinstimmungen zwischen dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal aufgrund von Messrauschen und/oder weiterer Störeinflüsse zu vermeiden. Zu diesem Zweck können die beiden Messsignale jeweils mit einem PT1-Glied oder auch anderen geeigneten Filtern gefiltert werden. Eine Filterzeitkonstante für das Filter kann bevorzugt maximal so groß gewählt werden, dass weitere Fortbewegungsmittel mit einer sehr hohen Differenzgeschwindigkeit gegenüber dem Fortbewegungsmittel auf Basis der gefilterten Messsignale noch zuverlässig erkannt werden können. Bei einer Reichweite der Ultraschallsensoren von beispielsweise 50 m und einer Differenzgeschwindigkeit von beispielsweise 180 km/h beträgt die Zeit, innerhalb derer sich ein entgegenkommendes Fortbewegungsmittel in Reichweite der Ultraschallsensor befindet, ca. 1 Sekunde. Im Falle einer Filterung mittels des PT1-Gliedes kann die Filterzeitkonstante dementsprechend bevorzugt im Bereich kleiner oder gleich 1 Sekunde gewählt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass oben genannte beispielhafte Zahlenwerte veranschaulichend und nicht einschränkend sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung repräsentieren das erste Messsignal und das zweite Messsignal jeweils einen ersten Frequenzbereich des ersten Ultraschallsignals und des zweiten Ultraschallsignals und ein durch den ersten Ultraschallsensor erzeugtes Drittes Messsignal und ein durch dem zweiten Ultraschallsensor erzeugtes viertes Messsignal repräsentieren jeweils einen zweiten Frequenzbereich des ersten Ultraschallsignals und des zweiten Ultraschallsignals. Auf diese Weise können die beiden Ultraschallsignale in unterschiedlichen Frequenzbereichen untersucht werden. Da eine Reichweite eines Ultraschallsignals bei niedrigen Frequenzen höher ist, als bei hohen Frequenzen, kann es vorkommen, dass eine Kreuzkorrelation jeweiliger Messsignale aus dem höheren Frequenzbereich (z. B. der erste Frequenzbereich) keine zuverlässigen maximalen Übereinstimmungen ergibt, während eine Kreuzkorrelation jeweiliger Messsignale aus dem niedrigeren Frequenzbereich (z. B. der zweite Frequenzbereich) zuverlässige maximale Übereinstimmungen ergibt, aus welchen sich gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Quelle für das erste Ultraschallsignal und das zweite Ultraschallsignal ermitteln lässt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfassen das erste Messsignal und das zweite Messsignal jeweils eine Mehrzahl von Messwerten, wobei zu jedem der Messwerte eine Information über eine mit dem jeweiligen Messwert korrespondierende Messposition des Fortbewegungsmittels erfasst wird und wobei die Informationen über die jeweiligen Messpositionen beim Ermitteln der zeitlichen Verschiebung zwischen dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal berücksichtigt werden. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn das Fortbewegungsmittel während der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschleunigt und somit nicht mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird. Dies führt dazu, dass die Mehrzahl von Messwerten, die während des Beschleunigungsvorgangs durch den ersten und zweiten Ultraschallsensor im Zuge eines einzelnen Messvorgangs erfasst werden, keinen einheitlichen Bezug zur jeweils aktuellen Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels besitzt. Somit kann eine zeitliche Verschiebung zwischen dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal nicht auf direktem Wege mittels Kreuzkorrelation der beiden Messsignale ermittelt werden. Stattdessen kann zu jedem erfassten Messwert (z. B. jedem Rauschpegelwert) eine Information über die aktuelle Position des jeweiligen Sensors bzw. des Fortbewegungsmittels genutzt werden, um die jeweiligen Messwerte mittels der Auswerteinheit einer virtuellen Wegstrecke und/oder einer Karte zuzuordnen. Die Information über die Position kann der Auswerteeinheit beispielsweise von einem Navigationssystem des Fortbewegungsmittels zur Verfügung gestellt werden, welches satellitengestützt und/oder mittels Odometrie eine jeweilige Position des Fortbewegungsmittels ermitteln kann. Durch die Zuordnung der jeweiligen Messwerte zur virtuellen Wegstrecke und/oder Karte findet automatisch eine zeitliche Entzerrung der Messwerte statt, so dass die auf diese Weise entzerrten Messwerte des ersten Messsignals und des zweiten Messsignals anschließend direkt miteinander abgeglichen werden können.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden das erste Messsignal und das zweite Messsignal in Abhängigkeit der jeweiligen Positionen und/oder Ausrichtungen des ersten Ultraschallsensors und des zweiten Ultraschallsensors und/oder einer aktuellen Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels unterschiedlich gewichtet. Auf diese Weise können die Einflüsse der ersten und/oder zweiten und/oder dritten und/oder vierten Messsignale des ersten und zweiten Ultraschallsensors und/oder weiterer Messsignale weiterer Ultraschallsensoren auf das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens gezielt gesteuert werden. Die jeweiligen Messsignale können mittels konstanter Gewichtungsfaktoren und/oder mittels dynamisch angepasster Gewichtungsfaktoren gewichtet werden. Die konstanten Gewichtungsfaktoren können beispielsweise dazu verwendet werden, um Messsignale von solchen Ultraschallsensoren des Fortbewegungsmittels konstant geringer zu gewichten, die beispielsweise über eine für das erfindungsgemäße Verfahren ungünstige Anordnung und/oder Ausrichtung am Fortbewegungsmittel verfügen. Die dynamischen Gewichtungsfaktoren können u. a. situationsabhängig angepasst werden, so dass beispielsweise aufgrund einer zunehmenden Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels diejenigen Messsignale der Ultraschallsensoren geringer gewichtet werden, die jeweilige Frequenzbereiche repräsentieren, die bei höheren Geschwindigkeiten des Fortbewegungsmittels ungünstige oder wenig wirksame Auswirkungen auf das erfindungsgemäße Verfahren haben können. Für den Fall, dass ein oder mehrere Messsignale im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens vorübergehend keine oder nicht vorteilhafte Informationen über eine jeweilige Quelle umfassen, können diese Messsignale auch vorübergehend mit einem Gewichtungsfaktor von Null gewichtet werden.
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Es sei allgemein darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf eine Verwendung des ersten und zweiten Ultraschallsensors beschränkt ist, sondern dass das erfindungsgemäße Verfahren stattdessen auch auf Basis von drei, vier, fünf oder mehr Ultraschallsensoren des Fortbewegungsmittels ausgeführt werden kann. D. h., dass u. a. das Ermitteln der zeitlichen Verschiebung auf Basis einer Vielzahl möglicher Kombinationen jeweiliger Messsignale durchgeführt werden kann, wodurch jeweilige Ergebnisse vorteilhaft miteinander abgeglichen werden können (z. B. zur Plausibilisierung).
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Quelle eines Ultraschallsignals auf Basis einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren eines Fortbewegungsmittels vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit mit einem Dateneingang und einem Datenausgang und kann Bestandteil eines bestehenden Steuergerätes, eines eigenständigen Steuergerätes oder des ersten oder zweiten Ultraschallsensors des Fortbewegungsmittels selbst 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 durch die Auswerteeinheit abgelegt werden können. Ferner kann die Auswerteeinheit eingerichtet sein, oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahrensschritte auf Basis eines die Verfahrensschritte realisierenden Computerprogramms auszuführen. Die Auswerteeinheit ist in Verbindung mit dem Dateneingang eingerichtet, über ein Bordnetz des Fortbewegungsmittels ein erstes Messsignal eines ersten Ultraschallsensors des Fortbewegungsmittels repräsentierend ein erstes Ultraschallsignal zu empfangen und ein zweites Messsignal eines zweiten Ultraschallsensors des Fortbewegungsmittels repräsentierend ein zweites Ultraschallsignal zu empfangen. Die Auswerteeinheit ist ferner eingerichtet, einen Wert für eine zeitliche Verschiebung zwischen dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal zu ermitteln, bei welcher die beiden Messsignale eine maximale Übereinstimmung zueinander aufweisen. Die Auswerteeinheit ist weiter eingerichtet, einen Erwartungswert für eine zeitliche Verschiebung zwischen dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels, einer Position und/oder Ausrichtung des ersten Ultraschallsensors und einer Position und/oder Ausrichtung des zweiten Ultraschallsensors am Fortbewegungsmittel zu ermitteln. Die Auswerteeinheit ist zusätzlich eingerichtet, eine Quelle des ersten Ultraschallsignals und des zweiten Ultraschallsignals in Abhängigkeit einer Differenz zwischen dem Wert und dem Erwartungswert zu ermitteln und in Verbindung mit dem Datenausgang eine Information über die Quelle des ersten Ultraschallsignals und des zweiten Ultraschallsignals im Fortbewegungsmittel zu verwenden. Die Information über die Quelle des ersten und zweiten Ultraschallsignals kann beispielsweise durch die Auswerteeinheit selbst und/oder durch ein oder mehrere Steuergeräte des Fortbewegungsmittels ausgewertet werden. Zu diesem Zweck kann der Datenausgang informationstechnisch mit dem Bordnetz des Fortbewegungsmittels verbunden sein, so dass die Auswerteeinheit dadurch eingerichtet ist, die Information über die Quelle mittels des Bordnetzes des Fortbewegungsmittels an die weiteren Steuergeräte zu übertragen.
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Figurenliste
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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.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln einer Quelle eines Ultraschallsignals auf Basis einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren eines Fortbewegungsmittels. Im Schritt 100 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels einer Auswerteeinheit des Fortbewegungsmittels, die hier ein Mikrocontroller ist, ein erstes Messsignal eines ersten Ultraschallsensors des Fortbewegungsmittels repräsentierend ein Ultraschallsignal empfangen. Im Schritt 200 wird ein zweites Messsignal eines zweiten Ultraschallsensors repräsentierend das Ultraschallsignal empfangen. Zu diesem Zweck ist die Auswerteeinheit informationstechnisch über ein Bordnetz des Fortbewegungsmittels mit dem ersten und zweiten Ultraschallsensor verbunden. Das durch die beiden Ultraschallsensoren empfangene Ultraschallsignal wird hier überwiegend durch Fahrgeräusche eines weiteren Fortbewegungsmittels erzeugt, welches sich im Zuge eines Überholvorgangs von hinten an das Fortbewegungsmittel annähert. Da der erste Ultraschallsensor im Bereich einer Frontschürze und der zweite Ultraschallsensor im Bereich einer Heckschürze des Fortbewegungsmittels angebracht sind, wird das durch das weitere Fortbewegungsmittel erzeugte Ultraschallsignal zunächst durch den zweiten Ultraschallsensor erfasst und aufgrund der Schallausbreitungsgeschwindigkeit anschließend mit einer entsprechenden zeitlichen Verschiebung durch den ersten Ultraschallsensor erfasst. Demzufolge weist das erste Messsignal eine entsprechende zeitliche Verzögerung gegenüber dem zweiten Messsignal auf. Im Schritt 300 ermittelt die Auswerteeinheit einen Wert für die zeitliche Verschiebung zwischen dem ersten Messsignal und dem zweiten Messsignal, bei welcher die beiden Messsignale eine maximale Übereinstimmung aufweisen. Dies erfolgt mittels eines aus dem Stand der Technik bekannten Algorithmus für eine effiziente Berechnung einer Kreuzkorrelation der beiden Messsignale. Im Schritt 400 wird mittels der Auswerteinheit ein Erwartungswert für eine zeitliche Verschiebung zwischen den beiden Messsignalen in Abhängigkeit einer aktuellen Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels und der Position und Ausrichtung der beiden Ultraschallsensoren am Fortbewegungsmittel berechnet. Im Schritt 500 wird durch die Auswerteeinheit die Quelle des Ultraschallsignals in Abhängigkeit einer Differenz zwischen dem Wert und dem Erwartungswert ermittelt. Da die Differenz hier einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet, wird durch die Auswerteinheit festgestellt, dass das Ultraschallsignal von einer externen Ultraschallquelle, also dem weiteren Fortbewegungsmittel stammt. Im Schritt 600 wird die ermittelte Information über die Quelle des Ultraschallsignals von der Auswerteeinheit über das Bordnetz des Fortbewegungsmittels an ein Fahrerassistenzsystem des Fortbewegungsmittels übertragen. Das Fahrerassistenzsystem ist eingerichtet, eine Objekterkennung im Umfeld des Fortbewegungsmittels durchzuführen. Aufgrund der hier vorliegenden Information über eine externe Ultraschallquelle im Umfeld des Fortbewegungsmittels ist das Fahrerassistenzsystem eingerichtet, eine Anwesenheit eines auf Basis eines Radarsensors im Umfeld des Fortbewegungsmittels ermitteltes Objekt zu plausibilisieren.
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2 zeigt eine schematische Übersicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel 80. Die Vorrichtung umfasst eine erfindungsgemäße Auswerteeinheit 10, welche hier ein Mikrocontroller ist. Die erfindungsgemäße Auswerteeinheit 10 ist informationstechnisch mit einer externen Speichereinheit 20 zum Ablegen durch die Auswerteeinheit 10 empfangener und/oder berechneter Daten verbunden. Des Weiteren ist die Auswerteeinheit 10 mittels jeweiliger Dateneingänge 12 über einen FlexRay-Bus eines Bordnetzes des Fortbewegungsmittels 80 informationstechnisch mit einem ersten Ultraschallsensor 30, einem zweiten Ultraschallsensor 40 und einer Mehrzahl weiterer Ultraschallsensoren 50 verbunden. Die Mehrzahl von Ultraschallsensoren 30, 40, 50 ist eingerichtet, im Umfeld des Fortbewegungsmittels 80 erzeugte und/oder reflektierte Ultraschallsignale zu erfassen und diese in jeweils korrespondierende Messsignale zu wandeln. Die Messsignale werden durch die Auswerteeinheit 10 über den FlexRay-Bus empfangen und in der an die Auswerteeinheit 10 angebundenen Speichereinheit 20 für eine nachgelagerte Verarbeitung durch die Auswerteeinheit 10 abgelegt. Auf Basis der in der Speichereinheit 20 abgelegten Mehrzahl von Messsignalen und einem Computerprogramm ist die Auswerteeinheit 10 eingerichtet, oben beschriebene, erfindungsgemäße Verfahrensschritte auszuführen und ein Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines Datenausgangs 14 der Auswerteeinheit 10 über den FlexRay-Bus an ein Fahrerassistenzsystem 70 des Fortbewegungsmittels 80 zu übertragen. Im Fahrerassistenzsystem 70 wird das übermittelte Ergebnis anschließend verwendet.
