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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Richtungserkennung von Umgebungsgeräuschen in einem Fahrzeugumfeld eines automatisiert betreibbaren Fahrzeugs durch ein Steuergerät. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät, ein Computerprogramm sowie ein maschinenlesbares Speichermedium.
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Stand der Technik
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Unterschiedliche Fahrassistenzsysteme weisen einen Zugriff auf Fahrzeugsensoren auf, welche ein Umfeld eines Fahrzeugs abtasten und Messdaten des Umfelds sammeln. Derartige Fahrzeugsensoren sind üblicherweise Kamerasensoren, LIDAR-Sensoren oder Radarsensoren und nehmen üblicherweise nur sichtbare Objekte wahr. Solche Objekte lassen sich durch kartesische Koordinaten und Geschwindigkeiten präzise beschreiben.
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Für automatisierte Fahrfunktionen kann die Detektion von Objekten notwendig sein, die nur hörbar sind, um bereits vor einem Sichtkontakt das Fahrverhalten anpassen zu können. Derartige Objekte können beispielsweise Einsatzfahrzeuge mit einem aktivierten Martinshorn sein, die sich außerhalb eines Abtastbereichs der optischen Sensoren, wie beispielsweise LIDAR-Sensoren, befinden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Verfahren zum Erkennen und zum zumindest groben Lokalisieren eines akustischen Ereignisses vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Durchführen einer Richtungserkennung von Umgebungsgeräuschen in einem Fahrzeugumfeld eines automatisiert betreibbaren Fahrzeugs durch ein Steuergerät, bereitgestellt.
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In einem Schritt werden Messdaten von mindestens zwei akustischen Sensoren empfangen. Die Messdaten können als elektronische Signale von empfangenen bzw. gemessenen Schallwellen sein, welche in analoger oder digitaler Form vorliegen.
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Durch Auswerten der Messdaten wird mindestens ein akustisches Ereignis erkannt und ein Vergleich der Messdaten der mindestens zwei akustischen Sensoren durchgeführt. Hierbei werden die Messdaten von jedem Sensor separat aufgezeichnet bzw. empfangen und anschließend miteinander verglichen. Eine Empfangszeit, eine optionale Laufzeit, Schallfrequenz und dergleichen können ebenfalls bei dem Vergleich der Messdaten von unterschiedlichen akustischen Sensoren berücksichtigt werden.
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Anschließend werden eine Richtung und/oder eine Entfernung des akustischen Ereignisses basierend auf dem Vergleich der Messdaten ermittelt.
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Die Informationen über das akustische Ereignis können ausgegeben werden. Beispielsweise können das festgestellte akustische Ereignis und seine Richtung und/oder Entfernung in Form einer Warnung einem Fahrer dargestellt werden. Dieser Schritt kann beispielsweise mittels eines Infotainmentsystems erfolgen. Bei einem fahrerlos betriebenen Fahrzeug können die Informationen über das akustische Ereignis mittels einer drahtlosen Kommunikationsverbindung an eine externe Servereinheit übermittelt und optional an andere Verkehrsteilnehmer bereitgestellt werden.
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Alternativ oder zusätzlich werden durch das Steuergerät anhand der ermittelten Informationen über das akustische Ereignis Steuerbefehle für das automatisiert betreibbare Fahrzeug erzeugt. Die Steuerbefehle dienen zum Einleiten einer Reaktion auf das akustische Ereignis. Beispielweise können Steuerbefehle zum Ändern einer Trajektorie, zum Anpassen eines Fahrverhaltens oder einer Geschwindigkeit und dergleichen generiert werden.
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Aufbauend auf den mindestens zwei akustischen Sensoren kann ein System zur luftschallakustischen Umfelderkennung bereitgestellt werden. Die akustischen Sensoren können vorzugsweise Mikrofone sein, welche beispielsweise an einer dynamischen oder einer statischen Vorrichtung angeordnet sind. Beispielsweise können die akustischen Sensoren auf einem Fahrzeug als Fahrzeugaußenmikrofone oder auf einer Infrastruktureinheit, wie beispielsweise einer Lichtsignalanlage oder einem Mast, positioniert sein. Mithilfe eines der akustischen Sensoren wird die Umgebung eines Fahrzeuges bzw. einer Infrastruktureinheit erfasst. Dies geschieht durch ein oder mehrere akustische Sensoren. Gegenüber bisher vorherrschenden Techniken aus Ultraschallsensoren, Radarsensoren und Kameras bietet ein akustischer Sensor bzw. Mikrofon eine weitere Möglichkeit, die Umgebung wahrzunehmen.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuergerät bereitgestellt, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen. Das Steuergerät kann beispielsweise ein fahrzeugseitiges Steuergerät oder ein fahrzeugexternes Steuergerät sein. Beispielsweise kann das Steuergerät mit einer Fahrzeugsteuerung zum Ausführen von automatisierten Fahrfunktionen verbindbar oder in eine derartige Fahrzeugsteuerung integriert sein. Ein extern ausgestaltetes Steuergerät kann beispielsweise eine fahrzeugexterne Servereinheit sein, welche auf einer Cloud-Technologie basiert.
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Darüber hinaus wird nach einem Aspekt der Erfindung ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer oder ein Steuergerät diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf dem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist.
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Das Steuergerät kann vorzugsweise bei automatisiert betreibbaren Fahrzeug einsetzbar sein. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug kann hierbei gemäß der BASt Norm assistiert, teilautomatisiert, hochautomatisiert und/oder vollautomatisiert bzw. fahrerlos betreibbar sein.
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Durch das Verfahren können nicht sichtbare Objekte, welche durch die übliche Fahrzeugsensorik, wie beispielsweise LIDAR-Sensoren, Radarsensoren, Kamerasensoren und dergleichen, nicht wahrnehmbar sind, detektiert und die entsprechenden Messdaten ausgewertet werden. Insbesondere kann der mindestens eine akustische Sensor als ein oder mehrere Mikrofonsensoren ausgestaltet sein. Insbesondere kann ein akustischer Sensor alternativ oder zusätzlich als ein Mikrofonarray ausgeführt sein.
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Hierdurch können Geräuschquellen, insbesondere Signalquellen von Warnsignalen, gegenüber anderen Sensoren detektiert werden, bevor ein Sichtkontakt mit der Signalquelle besteht. Insbesondere können derartige Signalquellen auch in einem optisch verdeckten Zustand akustisch ermittelt und die näherungsweise ermittelte Signalquelle mit einer zumindest abgeschätzten Richtungsinformation und einer ungefähren Entfernungsinformation versehen werden.
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Die Fahrzeugsteuerung kann beispielsweise eine automatisierte Fahrzeugsteuerung des Fahrzeugs sein und dazu konfiguriert sein, das Fahrzeug automatisiert zu betreiben. Insbesondere kann die Fahrzeugsteuerung auf Fahrzeugsensoren, wie beispielsweise Radarsensoren, LIDAR-Sensoren, Kamerasensoren und dergleichen zugreifen und die entsprechenden Messdaten auswerten. Die Fahrzeugsteuerung kann mit Fahrassistenzfunktionen verbunden sein oder diese bereitstellen. Hierzu können auch Aktoren zum Bremsen, Lenken und/oder Beschleunigen des Fahrzeugs mit der Fahrzeugsteuerung verbindbar sein.
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Bei manuell betriebenen Fahrzeugen oder automatisiert betreibbaren Fahrzeugen in einem manuell gesteuerten Fahrmodus können die Informationen zum Signalbereich dem Fahrer visuell und/oder akustisch übermittelt werden. Dies kann beispielsweise in Form einer Warnung erfolgen, dass sich ein Einsatzfahrzeug aus einer bestimmten Richtung nähert oder eine vorausliegende Straße passiert.
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Die Messdaten des mindestens einen Sensors werden vorzugsweise aus akustischen Messgrößen gebildet. Beispielsweise können die Messdaten aus einer Vielzahl von Spannungswerten oder einer Lautstärkeverteilung bestehen. Bevorzugterweise können die Messdaten zeitlich aufgelöst vorliegen. Zusätzlich kann eine relative Ausrichtung der akustischen Sensoren zum Fahrzeug und zueinander bekannt oder messbar sein. Die Ausrichtung der akustischen Sensoren kann beispielsweise aufgrund ihrer Einbauposition statisch bzw. voreingestellt sein. Alternativ kann mindestens ein akustischer Sensor beweglich und insbesondere rotierbar sein, wodurch die Ausrichtung des mindestens einen akustischen Sensors sich zeitlich ändern kann bzw. dynamisch ist.
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Nach einer Ausführungsform wird der Vergleich der Messdaten der jeweiligen akustischen Sensoren anhand von Amplituden oder anhand von Frequenzen durchgeführt.
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Ein Ansatz zur Richtungserkennung von Schallwellen bzw. Umgebungsgeräuschen, beispielsweise mit einem Fahrzeugaußenmikrofon, ist die Erkennung von akustischen Ereignissen in den akustischen Signalen und der Vergleich zwischen den Signalen bzw. Messdaten der einzelnen Sensoren. Die Erkennung von akustischen Ereignissen kann beispielsweise durch Erkennen von steigenden Flanken bei der Auswertung der Messdaten erfolgen. Aus dem Vergleich der Messdaten der einzelnen Sensoren kann ein Laufzeitunterschied bestimmt werden. Durch Kenntnis oder eine Messung der Schallgeschwindigkeit kann aus dem Laufzeitunterschied ein Winkel bestimmt werden, aus welchem das akustische Ereignis resultierte. Eine derartige Auswertung kann alternativ oder zusätzlich in einem Frequenzraum der Messdaten umgesetzt werden, sodass hier Änderungen in der Amplitude bei einer bestimmten Frequenz detektiert und miteinander verglichen werden. Der Abstand der jeweiligen akustischen Sensoren ist vorzugsweise derart groß zu wählen, dass die Auflösung der Auswerte-Elektronik bzw. des auswertenden Steuergeräts hoch genug ist, um den Laufzeitunterschied zwischen den akustischen Sensoren messen zu können. Insbesondere kann der Abstand der akustischen Sensoren voneinander an eine benötigte Auflösung der Richtungserkennung angepasst einstellbar sein werden. Diese Einstellung kann statisch oder dynamisch erfolgen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der Vergleich der Messdaten der jeweiligen akustischen Sensoren basierend auf einer Phasenverschiebung eintreffender Schallwellen durchgeführt. Ein weiterer alternativer oder zusätzlicher Ansatz zur Richtungserkennung von Umgebungsgeräuschen bzw. der akustischen Ereignisse besteht in der Messung einer Phasenverschiebung der auf die jeweiligen akustischen Sensoren eintreffender Schallwellen. Mit der Phasenverschiebung und der Kenntnis über die Schallgeschwindigkeit kann der Einfallswinkel der Schallwellen und damit die Richtung der Quelle des akustischen Ereignisses ermittelt werden. Der Abstand der akustischen Sensoren zueinander ist hierbei vorzugsweise geringer als die Wellenlänge des zu detektierenden Schalls. Diese Einstellung des Abstand der akustischen Sensoren voneinander ist notwendig, da sonst die Richtung der eintreffenden Schallwellen nicht eindeutig ist, insbesondere weil die Schallwellen bei einer Phasenverschiebung um 360°, was im Raum der Verschiebung um eine Wellenlänge entspricht, wieder auf sich selbst fallen. Phasenverschiebungen zwischen mindestens zwei ermittelten Schallwellen, welche größer als 360° sind, können somit nicht mehr eindeutig bestimmt werden. Durch eine angepasste Anordnung der akustischen Sensoren kann der Frequenzbereich erweitert werden. Bevorzugterweise können die Anordnung und auch der Abstand der akustischen Sensoren an den zu erwartenden Frequenzen eingestellt werden.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Ermittlung von Laufzeitunterschieden von eintreffenden Schallwellen durch Messdaten akustischer Sensoren durchgeführt, welche weiter voneinander beabstandet sind als akustische Sensoren zum Ermitteln einer Phasenverschiebung von eintreffenden Schallwellen. Hierdurch können die beiden Prinzipien zum Durchführen einer Richtungsermittlung jeweils durch speziell angeordnete Sensoren kombiniert und realisiert werden. Somit können nah- und weit voneinander entfernten akustischen Sensoren genutzt werden, um beide Arten der Richtungserkennung zu kombinieren. Durch eine derartige Redundanz der Richtungserkennung kann ein besonders robustes Verfahren bereitgestellt werden.
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Die genannte Auswertung der Messdaten der akustischen Sensoren kann vorzugsweise entweder omnidirektional, d.h. Prüfung ob ein bestimmtes Ereignis aufgetreten ist, oder aber gekoppelt mit der Richtungserkennung durchgeführt werden. Hierzu können beispielsweise zuerst eine Richtungserkennung der Schallwellen und anschließend eine Prüfung, um was für ein Ereignis es sich handelt, stattfinden. Alternativ oder zusätzlich kann zuerst geprüft werden, welche akustischen Ereignisse gehört werden, um dann die Richtung von einem oder mehreren präferierten Ereignissen zu bestimmen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Sensoranordnung, insbesondere eines automatisiert betreibbaren Fahrzeugs, bereitgestellt. Die Sensoranordnung weist mindestens zwei akustische Sensoren auf, welche an einem Fahrzeug oder einer Infrastruktureinheit anordenbar sind. Des Weiteren weist die Sensoranordnung ein mit den akustischen Sensoren datenleitend verbindbares Steuergerät zum Empfangen und Auswerten von Messdaten der akustischen Sensoren auf. Das Steuergerät kann hierbei direkt bzw. kabelgebunden oder indirekt über eine drahtlose Kommunikationsverbindung datenleitende mit den akustischen Sensoren verbunden sein.
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Das Steuergerät kann als eine Auswerte-Elektronik ausgeführt sein oder eine derartige Auswerte-Elektronik aufweisen. Dabei können die akustischen Sensoren Luftschall in ein elektrisches Signal bzw. in Messdaten umwandeln, welche von dem Steuergerät weiterverarbeitet werden. Hierdurch können akustische Ereignisse bzw. Geschehnisse im Umfeld der Sensoren wahrgenommen werden.
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Nach einer entsprechenden Auswertung kann das akustische Ergebnis optisch oder akustisch angezeigt oder Steuerbefehle zum Ausführen von Aktuatoren durch das Steuergerät generiert werden. Beispielsweise können Warnungen oder Informationen erzeugt oder auch direkt weiterverarbeitet werden, um beispielsweise eine Fahrweise eines automatisiert betreibbaren Fahrzeuges an eine vorherrschende Gegebenheit anzupassen. Eine derartige Gegebenheit kann beispielsweise durch ein herannahendes Fahrzeug mit Sonderrechten vorliegen.
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Ein System kann auch mit mehreren Mikrofonen ausgestattet sein, um beispielsweise die Messgenauigkeit oder Signalqualität weiter zu erhöhen oder um als redundantes System zu dienen. Außerdem können so zusätzliche Informationen wie z.B. die Richtung einer Schallquelle bestimmt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die akustischen Sensoren einzeln und/oder in Sensorgruppen angeordnet. Hierdurch kann der Aufbau mit mehreren Sensoren dabei aus mehreren, beispielsweise am Fahrzeug verteilten Sensoren; aus mehreren Sensoren, welche gemeinsam nahe beieinander verbaut sind; als ein Gehäuse, welches mehrere Sensoren aufweist; oder als eine Mischung aus den genannten Fällen, bestehen.
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Um die Redundanz und Störsicherheit weiter zu erhöhen können mehr als zwei akustische Sensoren, vorzugsweise mehr als vier akustische Sensoren, eingesetzt werden
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die akustischen Sensoren an einer Fahrzeugaußenkontur, insbesondere an einer Fahrzeugfront, einem Fahrzeugheck und/oder mindestens einer Fahrzeugseite, angeordnet. Hierdurch können die akustischen Sensoren vielseitig und flexibel am Fahrzeug angeordnet werden. Insbesondere kann eine 360° Umfeldüberwachung durch umfangsseitig am Fahrzeug angeordnete Sensoren realisiert werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform sind die akustischen Sensoren auf einem Fahrzeugdach angeordnet. Insbesondere kann die Anordnung der akustischen Sensoren auf dem Fahrzeugdach besonders kompakt ausgestaltet sein. Darüber hinaus kann eine Nachrüstung des Fahrzeugs mit den akustischen Sensoren durch Positionieren der akustischen Sensoren auf dem Fahrzeugdach besonders einfach umgesetzt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die akustischen Sensoren in einem am Fahrzeug befestigbaren oder in das Fahrzeug integrierbaren Gehäuse angeordnet. Hierdurch können mehrere Sensoren und/oder Sensorarrays in ein gemeinsames Gehäuse integriert werden. Hierdurch können die akustischen Sensoren gegenüber Umwelteinflüssen besonders einfach abgedichtet werden.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel sind mindestens zwei akustische Sensoren in einer Reihe, mindestens drei akustische Sensoren in einer Ebene und/oder mindestens vier akustische Sensoren in einem Raum relativ zueinander angeordnet. Die in Reihe angeordneten akustischen Sensoren können vorzugsweise tangential zu einer Fahrzeugaußenkontur angeordnet sein.
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Hierdurch kann die Sensitivität der Sensoren von der Fahrzeugkontur weg in ein Fahrzeugumfeld gerichtet sein.
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Um eine Richtungsabhängigkeit der eintreffenden Schallwellen zu messen, können mindestens zwei akustische Sensoren notwendig sein. Dabei ist jedoch die Richtung in der Ebene, in welcher die beiden akustischen Sensoren liegen nicht eindeutig bestimmt und es gibt eine Unsicherheit entlang einer Achse.
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Für eine vollständige Richtungsauflösung in der Ebene können daher zumindest drei akustische Sensoren eingesetzt werden, welche auch in dieser Ebene liegen und nicht auf einer Geraden angeordnet sind.
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Für eine vollständige Richtungsauflösung im Raum können vorzugsweise mindestens vier akustische Sensoren benötigt, welche nicht alle auf einer Ebene liegen.
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Für eine Richtungserkennung im Straßenverkehr kann grundsätzlich die Erkennung in Z-Richtung, d.h. orthogonal zur Fahrbahn vernachlässigbar sein, sodass wird für eine vereinfachte Anordnung zur Umfelderkennung die Sensoren in einer Ebene positioniert sein können. Aufgrund von Redundanz und Störsicherheit kann hierbei eine Anordnung von mindestens vier akustischen Sensoren in einer Ebene vorteilhaft sein.
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Die mindestens vier akustischen Sensoren können als ein Rechteck, ein Parallelogramm, ein Trapez und dergleichen angeordnet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die mindesten drei akustischen Sensoren in Form eines Dreiecks, insbesondere in Form eines gleichschenkligen Dreiecks, angeordnet. Die akustischen Sensoren können vorzugsweise in einer Ebene parallel zur Fahrbahn positioniert sein, sodass eine Richtungserkennung parallel zur Fahrbahn möglich ist.
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Durch eine derartige Anordnung kann eine optimierte omnidirektionale Erkennung ermöglicht werden. Besonders vorteilhaft kann die Erkennung erfolgen, wenn die Anordnung der akustischen Sensoren ein gleichseitiges Dreieck ausbildet.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die mindestens vier akustischen Sensoren in Form eines Tetraeders im Raum angeordnet. Hierdurch kann eine vollständige Richtungsauflösung im Raum realisiert werden. Die Auswertung der Messdaten der akustischen Sensoren kann vereinfacht werden, wenn die tetraedrisch angeordneten akustischen Sensoren einen gleichen Abstand zueinander aufweisen.
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Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigen
- 1 eine schematische in ein Fahrzeug integrierte Sensoranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2-7 schematische Sensoranordnungen gemäß weiteren Ausfüh ru ngsbeispielen,
- 8-11 schematische fahrzeugintegrierte Sensoranordnungen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen.
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In der 1 ist eine schematische in ein Fahrzeug 1 integrierte Sensoranordnung 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Sensoranordnung 2 dient zum Veranschaulichen eines Verfahrens 4 zum Durchführen einer Umfelderkennung. Die Sensoranordnung 2 ist schematisch in ein automatisiert betreibbares Fahrzeug 1 integriert. Der Einsatz der Sensoranordnung 2 ist jedoch nicht auf bewegliche Objekte beschränkt, sondern kann auch auf stationären Objekten, wie Infrastruktureinheiten, Ampeln, Masten und dergleichen positioniert werden.
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Die Sensoranordnung 2 weist gemäß dem Ausführungsbeispiel vier akustische Sensoren 6 auf. Die akustischen Sensoren 6 sind hier als Fahrzeugaußenmikrofone ausgestaltet.
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Die akustischen Sensoren 6 können Umgebungsgeräusche wahrnehmen. Die Umgebungsgeräusche können von einer Schallquelle S in Form von Schallwellen 8 emittiert werden. Die von den akustischen Sensoren 6 empfangenen Schallwellen 8 werden in elektrische Signale bzw. Messdaten umgewandelt.
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Die erzeugten Messdaten werden von einem Steuergerät 10 empfangen. Das Steuergerät 10 dient gleichzeitig als eine Auswerte-Elektronik der akustischen Sensoren 6.
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Basierend auf einer Verarbeitung der Messdaten durch das Steuergerät 10 kann eine Ausgabe eines gemessenen Ereignisses veranlasst, beispielsweise optisch oder akustisch, und/oder ein Eingriff in die Fahrzeugsteuerung 12 vorgenommen.
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Der Eingriff in die Fahrzeugsteuerung 12 kann beispielsweise durch Erzeugen von Steuerbefehlen erfolgen.
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Alternativ oder zusätzlich können Informationen oder Warnungen in akustischer oder visueller Form an ein Infotainmentsystem 14 des Fahrzeugs 1 übermittelt werden, sodass beispielsweise ein Fahrer über das akustische Ereignis benachrichtigt wird.
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In den 2-7 sind schematische Sensoranordnungen 2 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Die akustischen Sensoren 6 können hierbei in einer Reihe, in Form eines Dreiecks oder Vielecks und in einer räumlichen Ausdehnung angeordnet werden.
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Die 2 zeigt zwei akustische Sensoren 6, die in einer Reihe angeordnet sind. Hierdurch kann die Schallquelle S bzw. das akustische Ereignis lokalisiert werden. Eine Unklarheit hinsichtlich der relativen Position der Schallquelle S und S' relativ zu den akustischen Sensoren 6 ist beispielhaft illustriert.
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In der 3 sind drei akustischen Sensoren 6 in Form eines Dreiecks gezeigt.
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Die 4 zeigt vier akustischen Sensoren 6, die in Form eines Tetraeders im Raum angeordnet sind. Durch eine derartige Sensoranordnung 2 können Schallquellen S eindeutig in allen Raumrichtungen lokalisiert werden.
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Insbesondere kann ein Raumwinkel der einfallenden Schallwellen 8 eindeutig identifiziert werden.
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In der 5, der 6 und der 7 sind analog zur 3 die akustischen Sensoren 6 in einer x-y-Ebene positioniert. Durch die Anordnung der akustischen Sensoren 6 in der x-y-Ebene können Schallquellen S eindeutig lokalisiert werden, sofern eine Position der Schallquelle S in der z-Richtung nicht relevant oder vernachlässigbar ist.
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In 5 sind die akustischen Sensoren 6 in Form eines Quadrats positioniert. Die 6 zeigt akustische Sensoren 6, welche in Form einer Raute bzw. eines Rhombus angeordnet sind. In der 7 sind die vier akustischen Sensoren als ein Trapez in der x-y-Ebene angeordnet.
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Die akustischen Sensoren 6 bilden bei der beschriebenen Sensoranordnung 2 jeweils die Ecken der beschriebenen Formen bzw. spannen die jeweiligen Formen auf.
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In den 8-11 sind schematische fahrzeugintegrierte Sensoranordnungen 2 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen dargestellt.
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Die 8 zeigt eine Sensoranordnung 2, welche an einer Fahrzeugaußenkontur 16 angeordnet ist. Insbesondere sind zwei akustische Sensoren 6 an einer Fahrzeugfront 18 und zwei akustische Sensoren 6 an einem Fahrzeugheck 20 angeordnet. Die akustischen Sensoren 6 sind hierbei jeweils in den Übergangsbereichen zu den Fahrzeugseiten 22 positioniert und bilden somit die Ecken der Fahrzeugaußenkontur 16 in der x-y-Ebene.
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In der 9 ist eine Sensoranordnung 2 veranschaulicht, welche vier auf einem Fahrzeugdach 24 angeordnete akustische Sensoren 6 aufweist. Die akustischen Sensoren 6 sind in Form eines Vierecks auf dem Fahrzeugdach 24 angeordnet.
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Die 10 zeigt eine Sensoranordnung 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Hierbei sind die akustischen Sensoren 6 in ein Gehäuse 26 eingebracht. Das Gehäuse 26 beinhaltet vier akustische Sensoren 6, welche in einer Ebene in Form eines Quadrats positioniert sind. Das Gehäuse 26 ist auf dem Fahrzeugdach 24 befestigt.
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In der 11 ist eine weitere Sensoranordnung 2 gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel illustriert. Die akustischen Sensoren 6 sind hierbei analog zu der 8 an der Fahrzeugfront 18 und dem Fahrzeugheck 20 angeordnet bzw. in das Fahrzeug 1 integriert. Im Unterschied zum in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel, sind die akustischen Sensoren 6 in Gruppen 28 zu jeweils zwei Sensoren 6 angeordnet.
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Für eine Richtungserkennung mit Hilfe einer Phasenverschiebung von einfallenden Schallwellen 8 müssen die akustischen Sensoren 6 möglichst nahe nebeneinander angeordnet sein. Somit können die akustischen Sensoren 6 innerhalb einer Gruppe 28 für die Messung der Phasenverschiebung der Schallwellen 8 eingesetzt werden. Gruppenübergreifend können die akustischen Sensoren 6 für die Richtungserkennung mittels der Ermittlung eines Laufzeitunterschieds der Schallwellen 8 verwendet werden.
