DE102019216726A1

DE102019216726A1 - Method and circuit arrangement for taking into account a first interference signal component in a first measurement signal of an ultrasonic sensor of a means of locomotion

Info

Publication number: DE102019216726A1
Application number: DE102019216726.8A
Authority: DE
Inventors: Dirk Schmid; Simon Weissenmayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2021-05-06

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Berücksichtigen eines ersten Störsignalanteils in einem ersten Messsignal (S1) eines Ultraschallsensors (60) eines Fortbewegungsmittels. Die Schaltungsanordnung umfasst eine erste Auswerteinheit (10), eine zweite Auswerteeinheit (20) und eine dritte Auswerteeinheit (30), wobei die erste Auswerteeinheit (10) eingerichtet ist, das erste Messsignal (S1) von einem ersten elektrischen Anschluss (32) des Ultraschallsensors (60) zu empfangen, wobei der erste elektrische Anschluss (32) zur Anbindung einer Spannungsversorgungsleitung (40) und/oder einer Datenleitung (45) des Ultraschallsensors (60) verwendet wird und ein zweites Messsignal (S2) von einem Ultraschallwandler (50) des Ultraschallsensors (60) über einen zweiten elektrischen Anschluss (34) des Ultraschallsensors (60) zu empfangen, wobei die zweite Auswerteeinheit (20) eingerichtet ist, eine Information über den ersten Störsignalanteil im ersten Messsignal (S1) zu ermitteln und wobei die dritte Auswerteeinheit (30) eingerichtet ist, einen Straßenzustand und/oder Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels auf Basis des zweiten Messsignals (S2) und unter Berücksichtigung der Information zu ermitteln.The present invention relates to a method and a circuit arrangement for taking into account a first interference signal component in a first measurement signal (S1) of an ultrasonic sensor (60) of a means of locomotion. The circuit arrangement comprises a first evaluation unit (10), a second evaluation unit (20) and a third evaluation unit (30), the first evaluation unit (10) being set up to receive the first measurement signal (S1) from a first electrical connection (32) of the ultrasonic sensor (60), the first electrical connection (32) being used to connect a voltage supply line (40) and / or a data line (45) of the ultrasonic sensor (60) and a second measurement signal (S2) from an ultrasonic transducer (50) of the Ultrasonic sensor (60) via a second electrical connection (34) of the ultrasonic sensor (60), wherein the second evaluation unit (20) is set up to determine information about the first interference signal component in the first measurement signal (S1) and wherein the third evaluation unit ( 30) is set up, a road condition and / or objects in the vicinity of the means of locomotion on the basis of the second measurement signal (S2) and taking into account g of the information.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Berücksichtigen eines ersten Störsignalanteils in einem ersten Messsignal eines Ultraschallsensors eines Fortbewegungsmittels.The present invention relates to a method and a circuit arrangement for taking into account a first interference signal component in a first measurement signal of an ultrasonic sensor of a means of locomotion.

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.Means of locomotion are known from the prior art which are provided with one or more ultrasonic sensors for detecting the surroundings of the means of locomotion. For this purpose, the ultrasonic sensors are used to first emit ultrasonic waves into a predefined area of an area surrounding the means of locomotion. A transit time of the ultrasonic waves is then determined on the basis of the ultrasonic waves reflected or scattered by the environment to the ultrasonic sensors. Finally, on the basis of the transit time of the ultrasonic waves, a distance between the means of transport and objects in the vicinity of the means of transport can be determined. Distance information determined in this way to objects in the vicinity of the means of locomotion is received and used in the prior art, for example by maneuvering assistance systems of the means of locomotion (e.g. lane change assistant, parking assistant, etc.).

Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik Fahrerassistenzsysteme und/oder teilautonom und/oder autonom fahrende Fortbewegungsmittel bekannt, welche zur Gewährleistung eines sicheren Fahrbetriebs, zusätzliche Informationen über Zustände aktuell befahrener Straßen (z. B. Straßennässe, Fahrbahnunebenheiten) bei der Steuerung der Fortbewegungsmittel berücksichtigen.Furthermore, driver assistance systems and / or semi-autonomous and / or autonomously driving means of transport are known from the prior art, which take into account additional information about the conditions of roads currently being driven on (e.g. wet roads, uneven roads) when controlling the means of transport to ensure safe driving .

Insbesondere im Zusammenhang mit vorstehend genannten Systemen, aber auch im Zusammenhang mit davon abweichenden Systemen, kann es vorteilhaft und/oder erforderlich sein, potentielle Störsignalanteile in Messsignalen von Ultraschallsensoren zu berücksichtigen, um eine höhere Zuverlässigkeit und/oder Sicherheit für solche Systeme zu erreichen.In particular in connection with the above-mentioned systems, but also in connection with systems deviating therefrom, it may be advantageous and / or necessary to take into account potential interference signal components in measurement signals from ultrasonic sensors in order to achieve greater reliability and / or safety for such systems.

WO 002016131734 A1 beschreibt eine Batteriezelle für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs mit einem galvanischen Element, einem Batteriezellengehäuse mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss, zumindest einer Sensoreinrichtung, welche ein Ultraschallsensor sein kann, zum Erfassen einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft der Batteriezelle und einer Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung des Ultraschallsensors ein EMV-Filter umfassen kann. WO 002016131734 A1 describes a battery cell for a battery of a motor vehicle with a galvanic element, a battery cell housing with a first connection and a second connection, at least one sensor device, which can be an ultrasonic sensor, for detecting a physical and / or chemical property of the battery cell and a control device, wherein the control device of the ultrasonic sensor can comprise an EMC filter.

DE 202013101967 U1 beschreibt eine Ultraschallprüfvorrichtung zur zerstörungsfreien Materialprüfung mindestens eines Prüfgegenstands aus jeweils mindestens einer Prüfposition durch Beaufschlagen des mindestens einen Prüfgegenstands mit Ultraschallwellen und Erfassen der reflektierten Ultraschallwellen, wobei die Ultraschallprüfvorrichtung mindestens einen Ultraschallsender, mindestens einen Ultraschallempfänger und mindestens eine Steuer- und Verarbeitungseinheit aufweist. DE 202013101967 U1 describes an ultrasonic testing device for non-destructive material testing of at least one test object from at least one test position by applying ultrasonic waves to the at least one test object and detecting the reflected ultrasonic waves, the ultrasonic testing device having at least one ultrasonic transmitter, at least one ultrasonic receiver and at least one control and processing unit.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Berücksichtigen eines ersten Störsignalanteils in einem ersten Messsignal eines Ultraschallsensors eines Fortbewegungsmittels bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide a method and a circuit arrangement for taking into account a first interference signal component in a first measurement signal of an ultrasonic sensor of a means of locomotion.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Berücksichtigen eines ersten Störsignalanteils in einem ersten Messsignal 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 beispielsweise ein bestehender Ultraschallsensor oder ein explizit für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehener Ultraschallsensor des Fortbewegungsmittels sein. Darüber hinaus kann der Ultraschallsensor ein Teil eines Ultraschallsystems sein, welches beispielsweise ein Ultraschallsteuergerät, den Ultraschallsensor und gegebenenfalls weitere Ultraschallsensoren umfasst, wobei der Ultraschallsensor und die gegebenenfalls weiteren vorhandenen Ultraschallsensoren, informationstechnisch mit dem Ultraschallsteuergerät verbunden sein können. Die informationstechnische Anbindung der Ultraschallsensoren an das Ultraschallsteuergerät kann im Zusammenhang mit einem Ultraschallsystem insbesondere dazu genutzt werden, um die Ultraschallsensoren mittels des Ultraschallsteuergerätes zentral anzusteuern und/oder mit einer gemeinsamen Betriebsspannung versorgen zu können. Alternativ oder zusätzlich kann diese informationstechnische Anbindung auch genutzt werden, um durch die Ultraschallsensoren erfasste Messsignale in vorverarbeiteter und/oder in nicht vorverarbeiteter Form an das Ultraschallsteuergerät zu übertragen, in welchem diese anschließend auf geeignete Weise zentral verarbeitet werden können.According to a first aspect of the present invention, a method for taking into account a first interference signal component in a first measurement signal of an ultrasonic sensor of a means of locomotion is proposed. The means of locomotion can be, for example, a road vehicle (e.g. motorcycle, car, van, truck) or a rail vehicle or an aircraft / airplane and / or a watercraft. The ultrasonic sensor can be, for example, an existing ultrasonic sensor or an ultrasonic sensor of the means of locomotion that is explicitly provided for the method according to the invention. In addition, the ultrasound sensor can be part of an ultrasound system, which includes, for example, an ultrasound control device, the ultrasound sensor and possibly further ultrasound sensors, wherein the ultrasound sensor and any further ultrasound sensors present can be connected to the ultrasound control device in terms of information technology. The information technology connection of the ultrasound sensors to the ultrasound control device can be used in connection with an ultrasound system in particular to control the ultrasound sensors centrally by means of the ultrasound control device and / or to be able to supply them with a common operating voltage. Alternatively or additionally, this information technology connection can also be used to transmit measurement signals recorded by the ultrasonic sensors in preprocessed and / or in non-preprocessed form to the ultrasonic control device, in which these can then be processed centrally in a suitable manner.

Es sei darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren stellvertretend anhand des oben genannten einzelnen Ultraschallsensors beschrieben wird, ohne ein das erfindungsgemäße Verfahren einsetzendes Ultraschallsystem dadurch auf eine Verwendung nur eines einzelnen Ultraschallsensors einzuschränken.It should be pointed out that the method according to the invention is described on behalf of the above-mentioned individual ultrasonic sensor, without an ultrasound system using the method according to the invention to restrict the use of only a single ultrasonic sensor.

In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erste Messsignal von einem ersten elektrischen Anschluss des Ultraschallsensors in einer ersten Auswerteeinheit des Ultraschallsensors empfangen, wobei der erste elektrische Anschluss zur Anbindung einer Spannungsversorgungsleitung und/oder Datenleitung des Ultraschallsensors verwendet wird. Zu diesem Zweck kann der erste elektrische Anschluss direkt oder indirekt (z. B. über zusätzliche Übertragungskomponenten) mit der ersten Auswerteeinheit verbunden sein. Die Spannungsversorgungsleitung kann beispielsweise eine das Ultraschallsteuergerät und den Ultraschallsensor elektrisch verbindende Leitung sein, welche beispielsweise eine Betriebsspannung von 12 V oder 48 V oder eine davon abweichende Spannung bereitstellen kann. Alternativ kann die Spannungsversorgungsleitung auch direkt mit einem Bordnetz des Fortbewegungsmittels verbunden sein. Die Datenleitung kann beispielsweise eine das Ultraschallsteuergerät und den Ultraschallsensor informationstechnisch verbindende Datenleitung sein, welche eingerichtet sein kann, eine Datenkommunikation zwischen dem Ultraschallsteuergerät und dem Ultraschallsensor zu ermöglichen. Hierfür kann die Datenleitung beispielsweise eine Datenleitung eines Automotive-Bussystems (z. B. ein CAN-, FlexRay-, MOST-, LIN-, oder auch Ethernet-System) sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Datenleitung auch direkt mit einem jeweiligen Bussystem des Bordnetzes des Fortbewegungsmittels informationstechnisch verbunden sein. Der erste elektrische Anschluss kann beispielsweise ein im Bereich einer Wandung eines Gehäuses des Ultraschallsensors angeordneter Steckverbinder oder ein Anschluss einer aus dem Ultraschallsensor herausgeführten Anschlussleitung sein. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass der erste elektrische Anschluss eine nicht festgelegte Anzahl von Leitungsadern umfassen kann. D. h. konkret, dass die Spannungsversorgungsleitung und/oder die Datenleitung in Abhängigkeit einer Anzahl bereitzustellender (unterschiedlicher) Spannungen und/oder (unterschiedlicher) Datensignale, eine, zwei, drei oder mehr Adern umfassen können. Für den Fall, dass eine Mehrzahl von Spannungen und/oder Datensignalen über die jeweiligen Leitungen bereitgestellt werden sollen, kann es sinnvoll sein, eine damit korrespondierende Mehrzahl erster Messsignale mittels der ersten Auswerteeinheit zu erfassen.In a first step of the method according to the invention, the first measurement signal is received from a first electrical connection of the ultrasonic sensor in a first evaluation unit of the ultrasonic sensor, the first electrical connection being used to connect a voltage supply line and / or data line of the ultrasonic sensor. For this purpose, the first electrical connection can be connected directly or indirectly (for example via additional transmission components) to the first evaluation unit. The voltage supply line can, for example, be a line which electrically connects the ultrasonic control device and the ultrasonic sensor and which can, for example, provide an operating voltage of 12 V or 48 V or a voltage that deviates therefrom. Alternatively, the voltage supply line can also be connected directly to an on-board network of the means of locomotion. The data line can, for example, be a data line which connects the ultrasonic control device and the ultrasonic sensor in terms of information technology and which can be set up to enable data communication between the ultrasonic control device and the ultrasonic sensor. For this purpose, the data line can be, for example, a data line of an automotive bus system (e.g. a CAN, FlexRay, MOST, LIN, or even Ethernet system). As an alternative or in addition, the data line can also be directly information technology connected to a respective bus system of the on-board network of the means of locomotion. The first electrical connection can be, for example, a plug connector arranged in the area of a wall of a housing of the ultrasonic sensor or a connection of a connection line leading out of the ultrasonic sensor. In this context, it should be pointed out that the first electrical connection can comprise an unspecified number of line cores. I. E. specifically that the voltage supply line and / or the data line can comprise one, two, three or more wires depending on a number of (different) voltages to be provided and / or (different) data signals. In the event that a plurality of voltages and / or data signals are to be provided via the respective lines, it can be useful to acquire a plurality of first measurement signals corresponding therewith by means of the first evaluation unit.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Annahme zugrunde, dass in die Spannungsversorgungsleitung und/oder in die Datenleitung und/oder in elektronische Komponenten, welche an den Ultraschallsensor angebunden sind, eingekoppelte elektromagnetische Störungen (z. B. galvanisch, induktiv, kapazitiv, oder als Welle eingekoppelt), auf ähnliche Weise auf Komponenten des Ultraschallsensors einwirken können. Indem solche elektromagnetischen Störungen im ersten Messsignal erfasst werden, können diese in den nachfolgend beschriebenen Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewertet und anschließend vorteilhaft im Fortbewegungsmittel berücksichtigt werden.The method according to the invention is based on the assumption that electromagnetic interference (e.g. galvanic, inductive, capacitive or as a wave) coupled into the voltage supply line and / or into the data line and / or into electronic components that are connected to the ultrasonic sensor ), can act in a similar way on components of the ultrasonic sensor. Since such electromagnetic interferences are detected in the first measurement signal, they can be evaluated in the steps of the method according to the invention described below and then advantageously taken into account in the means of locomotion.

In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels der ersten Auswerteeinheit ein zweites Messsignal von einem Ultraschallwandler des Ultraschallsensors über einen zweiten elektrischen Anschluss des Ultraschallsensors empfangen. Zu diesem Zweck kann der Ultraschallwandler mittels Drähten und/oder Leiterbahnen mit dem zweiten elektrischen Anschluss verbunden sein, wobei der zweite elektrische Anschluss bevorzugt innerhalb des Gehäuses des Ultraschallsensors angeordnet sein kann. Der Ultraschallwandler kann bevorzugt ein piezoelektrischer Wandler sein, welcher eingerichtet ist, in einer Anregungsphase des Ultraschallsensors vordefinierte Ultraschallanregungssignale in ein Umfeld des Ultraschallsensors auszusenden und/oder aus dem Umfeld des Ultraschallsensors empfangene Ultraschallsignale in einer Messphase des Ultraschallsensors zu empfangen. Das über den zweiten elektrischen Anschluss empfangene zweite Messsignal repräsentiert somit die eigentlichen Nutzsignale des Ultraschallsensors, welche wie vorstehend beschrieben, aufgrund externer elektromagnetischer Einkopplungen auf ähnliche Weise beeinflusst bzw. gestört sein kann, wie das erste Messsignal. Das durch die erste Auswerteeinheit empfangene erste Messsignal und/oder zweite Messsignal können analoge und/oder digital gewandelte Messsignale sein.In a second step of the method according to the invention, the first evaluation unit receives a second measurement signal from an ultrasonic transducer of the ultrasonic sensor via a second electrical connection of the ultrasonic sensor. For this purpose, the ultrasonic transducer can be connected to the second electrical connection by means of wires and / or conductor tracks, wherein the second electrical connection can preferably be arranged within the housing of the ultrasonic sensor. The ultrasonic transducer can preferably be a piezoelectric transducer which is set up to send predefined ultrasonic excitation signals into an area of the ultrasonic sensor in an excitation phase of the ultrasonic sensor and / or to receive ultrasonic signals received from the area of the ultrasonic sensor in a measurement phase of the ultrasonic sensor. The second measurement signal received via the second electrical connection thus represents the actual useful signals of the ultrasonic sensor, which, as described above, can be influenced or disturbed in a similar way to the first measurement signal due to external electromagnetic coupling. The first measurement signal and / or the second measurement signal received by the first evaluation unit can be analog and / or digitally converted measurement signals.

In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels einer zweiten Auswerteeinheit eine Information repräsentierend den ersten Störsignalanteil im ersten Messsignal ermittelt. Dies kann beispielsweise auf Basis einer Filterung (z. B. Bandpassfilter oder Hochpassfilter) erfolgen, welche eingerichtet ist, den ersten Störsignalanteil im ersten Messsignal zumindest anteilig herauszufiltern, so dass der herausgefilterte erste Störsignalanteil mittels der zweiten Auswerteeinheit analysiert werden kann. Je nach Ausprägung des ersten Messsignals kann hierbei ein analoges oder ein digitales Filter zum Einsatz kommen, welches ein Bestandteil der zweiten Auswerteeinheit oder der zweiten Auswerteeinheit vorgelagert sein kann. Die auf Basis des geschilderten ersten Messsignals erzeugte Information kann beispielsweise eine Information über eine Höhe und/oder eine Art des ersten Störsignalanteils umfassen.In a third step of the method according to the invention, information representing the first interference signal component in the first measurement signal is determined by means of a second evaluation unit. This can be done, for example, on the basis of a filtering (e.g. bandpass filter or high-pass filter) which is set up to at least partially filter out the first interference signal component in the first measurement signal so that the first interference signal component filtered out can be analyzed by means of the second evaluation unit. Depending on the form of the first measurement signal, an analog or a digital filter can be used, which can be a component of the second evaluation unit or the second evaluation unit. The information generated on the basis of the described first measurement signal can include, for example, information about a level and / or a type of the first interference signal component.

In einem vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mittels einer dritten Auswerteeinheit ein Straßenzustand (z. B. ein Straßennässegrad und/oder eine Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche usw.) und/oder Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels auf Basis des zweiten Messsignals und unter Berücksichtigung der Information ermittelt. Eine aktuell vorhandene Straßennässe kann beispielsweise auf Basis einer Höhe eines aktuellen Ultraschallrauschpegels im zweiten Messsignal ermittelt werden, während Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels beispielsweise auf Basis von Ultraschallechosignalen im zweiten Messsignal ermittelt werden können. Jeweilige Ergebnisse der Straßennässeerkennung und/oder der Objekterkennung können im Fortbewegungsmittel u. a. für eine Fahrerinformation und/oder in Fahrerassistenzsystemen und/oder in einem System für einen autonomen oder teilautonomen Fahrbetrieb genutzt werden.In a fourth step of the method according to the invention, a road condition (e.g. a Degree of wetness and / or a condition of the road surface, etc.) and / or objects in the vicinity of the means of locomotion based on the second measurement signal and taking the information into account. A currently existing road wetness can be determined, for example, on the basis of a current ultrasonic noise level in the second measurement signal, while objects in the vicinity of the means of locomotion can be determined, for example, on the basis of ultrasonic echo signals in the second measurement signal. The respective results of the road wetness detection and / or the object detection can be used in the means of locomotion, inter alia, for driver information and / or in driver assistance systems and / or in a system for autonomous or semi-autonomous driving.

Es sei darauf hingewiesen, dass die erste Auswerteeinheit, die zweite Auswerteeinheit und die dritte Auswerteeinheit ein und dieselbe Auswerteeinheit sein können. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass die jeweiligen Auswerteeinheiten auf unterschiedliche Weisen zu jeweiligen Auswerteeinheiten kombiniert sein können. Die unterschiedlichen Kombinationsmöglichkeiten und damit einhergehende unterschiedliche Anordnungsvarianten der jeweiligen Auswerteeinheiten, werden im Zusammenhang mit der untenstehenden Beschreibung eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben und sind analog auf das hier beschriebene erfindungsgemäße Verfahren anwendbar.It should be pointed out that the first evaluation unit, the second evaluation unit and the third evaluation unit can be one and the same evaluation unit. In addition, it is also conceivable that the respective evaluation units can be combined in different ways to form respective evaluation units. The different possible combinations and associated different arrangement variants of the respective evaluation units are described in detail in connection with the description below of a second aspect of the present invention and can be applied analogously to the method according to the invention described here.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show preferred developments of the invention.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die Information über den ersten Störsignalanteil verwendet, um das Ermitteln des Straßenzustandes und/oder der Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels in Abhängigkeit der Information durchzuführen oder nicht durchzuführen. Alternativ kann die Information verwendet werden, um einen jeweiligen Konfidenzwert für eine Zuverlässigkeit jeweiliger Ergebnisse für den Straßenzustand und/oder die Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels zu ermitteln und im Fortbewegungsmittel zu verwenden. Eine solche Verwendung kann beispielsweise im Falle schlechter Konfidenzwerte (d. h. Konfidenzwerte, die unterhalb eines vordefinierten Konfidenzschwellenwertes liegen) einer Ausgabe einer Hinweismeldung an einen Fahrer des Fortbewegungsmittels entsprechen. Weiter alternativ oder zusätzlich kann auf Basis der Information vor dem Ermitteln des Straßenzustandes und/oder der Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels ein zweiter Störsignalanteil innerhalb des zweiten Messsignals reduziert werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der aus dem ersten Messsignal herausgefilterte Störsignalanteil in gewichteter oder ungewichteter Form vom zweiten Messsignals subtrahiert wird.In an advantageous embodiment of the present invention, the information about the first interference signal component is used to determine the condition of the road and / or the objects in the vicinity of the means of transport as a function of the information or not. Alternatively, the information can be used to determine a respective confidence value for a reliability of respective results for the road condition and / or the objects in the vicinity of the means of transport and to use it in the means of transport. Such a use can, for example, in the case of poor confidence values (i.e. confidence values which are below a predefined confidence threshold value) correspond to an output of an advisory message to a driver of the means of transport. As an alternative or in addition, a second interference signal component within the second measurement signal can be reduced on the basis of the information before the determination of the road condition and / or the objects in the vicinity of the means of locomotion. This can be achieved, for example, in that the interference signal component filtered out of the first measurement signal is subtracted from the second measurement signal in weighted or unweighted form.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltungsanordnung zum Berücksichtigen eines Störsignalanteils in einem ersten Messsignal eines Ultraschallsensors eines Fortbewegungsmittels vorgeschlagen. Die Schaltungsanordnung umfasst eine erste Auswerteeinheit, eine zweite Auswerteeinheit und eine dritte Auswerteeinheit, welche beispielsweise jeweils als ASIC, FPGA, Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o. ä., ausgestaltet sein können. Ferner können die erste Auswerteeinheit und/oder die zweite Auswerteeinheit und/oder die dritte Auswerteeinheit über eine jeweilige informationstechnisch angebundene Speichereinheit verfügen, um empfangene Daten und/oder berechnete Daten für eine nachgelagerte Verarbeitung abzulegen. Darüber hinaus kann der Ultraschallsensor, wie oben geschrieben, informationstechnisch mit einem Ultraschallsteuergerät des Fortbewegungsmittels verbunden sein.According to a second aspect of the present invention, a circuit arrangement is proposed for taking into account an interference signal component in a first measurement signal of an ultrasonic sensor of a means of locomotion. The circuit arrangement comprises a first evaluation unit, a second evaluation unit and a third evaluation unit, each of which can be designed, for example, as an ASIC, FPGA, processor, digital signal processor, microcontroller, or the like. Furthermore, the first evaluation unit and / or the second evaluation unit and / or the third evaluation unit can have a respective IT-connected storage unit in order to store received data and / or calculated data for subsequent processing. In addition, as described above, the ultrasonic sensor can be connected in terms of information technology to an ultrasonic control device of the means of locomotion.

Die erste Auswerteeinheit ist eingerichtet, das erste Messsignal von einem ersten elektrischen Anschluss des Ultraschallsensors zu empfangen, wobei der erste elektrische Anschluss zur Anbindung einer Spannungsversorgungsleitung und/oder einer Datenleitung des Ultraschallsensors verwendet wird. Ferner ist die erste Auswerteeinheit eingerichtet, ein zweites Messsignal von einem Ultraschallwandler des Ultraschallsensors über einen zweiten elektrischen Anschluss des Ultraschallsensors zu empfangen. Die zweite Auswerteeinheit ist eingerichtet, die Information über den ersten Störsignalanteil im ersten Messsignal zu ermitteln und die dritte Auswerteeinheit ist eingerichtet, einen Straßenzustand und/oder Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels auf Basis des zweiten Messsignals und unter Berücksichtigung der Information zu ermitteln.The first evaluation unit is set up to receive the first measurement signal from a first electrical connection of the ultrasonic sensor, the first electrical connection being used to connect a voltage supply line and / or a data line of the ultrasonic sensor. Furthermore, the first evaluation unit is set up to receive a second measurement signal from an ultrasonic transducer of the ultrasonic sensor via a second electrical connection of the ultrasonic sensor. The second evaluation unit is set up to determine the information about the first interference signal component in the first measurement signal and the third evaluation unit is set up to determine a road condition and / or objects in the vicinity of the means of transport on the basis of the second measurement signal and taking the information into account.

Mit anderen Worten ist die Schaltungsanordnung eingerichtet, ein Verfahren nach vorstehender Beschreibung auszuführen. Hierfür können die erste Auswerteeinheit und/oder die zweite Auswerteeinheit und/oder die dritte Auswerteeinheit bevorzugt jeweiliges ein Computerprogramm umfassen, welches die jeweiligen erfindungsgemäßen Verfahrensschritte realisiert.In other words, the circuit arrangement is set up to carry out a method as described above. For this purpose, the first evaluation unit and / or the second evaluation unit and / or the third evaluation unit can preferably comprise a respective computer program which implements the respective method steps according to the invention.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind, wie oben bereits beschrieben, die erste Auswerteeinheit, die zweite Auswerteeinheit und die dritte Auswerteeinheit ein und dieselbe Auswerteeinheit und/oder innerhalb eines ersten Gehäuses des Ultraschallsensors angeordnet, wobei der Ultraschallsensor informationstechnisch mit dem Ultraschallsteuergerät verbunden sein kann.In an advantageous embodiment of the present invention, as already described above, the first evaluation unit, the second evaluation unit and the third evaluation unit are one and the same evaluation unit and / or are arranged within a first housing of the ultrasonic sensor, wherein the ultrasonic sensor can be connected to the ultrasonic control unit in terms of information technology.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die erste Auswerteeinheit und die zweite Auswerteeinheit ein und dieselbe Auswerteeinheit und/oder innerhalb eines zweiten Gehäuses des Ultraschallsensors angeordnet und die dritte Auswerteeinheit ist innerhalb eines ersten Gehäuses eines Ultraschallsteuergerätes angeordnet, wobei der Ultraschallsensor informationstechnisch mit dem Ultraschallsteuergerät verbunden ist.In a further advantageous embodiment of the present invention, the first evaluation unit and the second evaluation unit are one and the same evaluation unit and / or are arranged within a second housing of the ultrasonic sensor and the third evaluation unit is arranged within a first housing of an ultrasonic control device, the ultrasonic sensor with the ultrasonic control device in terms of information technology connected is.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die zweite Auswerteeinheit und die dritte Auswerteeinheit ein und dieselbe Auswerteeinheit und/oder innerhalb eines zweiten Gehäuses des Ultraschallsteuergerätes angeordnet und die erste Auswerteeinheit ist innerhalb eines dritten Gehäuses des Ultraschallsensors angeordnet, wobei der Ultraschallsensor informationstechnisch mit dem Ultraschallsteuergerät verbunden ist.In a further advantageous embodiment of the present invention, the second evaluation unit and the third evaluation unit are one and the same evaluation unit and / or are arranged within a second housing of the ultrasonic control device and the first evaluation unit is arranged within a third housing of the ultrasonic sensor, the ultrasonic sensor with the ultrasonic control device in terms of information technology connected is.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die erste Auswerteeinheit, die zweite Auswerteeinheit und die dritte Auswerteeinheit ein und dieselbe Auswerteeinheit und/oder innerhalb eines dritten Gehäuses des Ultraschallsteuergerätes angeordnet, wobei das Ultraschallsteuergerät informationstechnisch mit dem Ultraschallsensor verbunden sein kann.In a further advantageous embodiment of the present invention, the first evaluation unit, the second evaluation unit and the third evaluation unit are one and the same evaluation unit and / or are arranged within a third housing of the ultrasonic control device, it being possible for the ultrasonic control device to be connected to the ultrasonic sensor in terms of information technology.

Es sei darauf hingewiesen, dass jeweilige erste, zweite und dritte Gehäuse des Ultraschallsensors identisch ausgebildete Gehäuse sein können. Ebenso können jeweilige erste, zweite und dritte Gehäuse des Ultraschallsteuergerätes identisch ausgebildete Gehäuse sein.It should be pointed out that the respective first, second and third housings of the ultrasonic sensor can be identically designed housings. Likewise, the respective first, second and third housings of the ultrasonic control device can be identically designed housings.

Wie oben beschrieben, können die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte in Abhängigkeit einer jeweiligen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung somit vollständig innerhalb des Ultraschallsensors oder vollständig innerhalb des Ultraschallsteuergerätes oder teilweise innerhalb des Ultraschallsensors und teilweise innerhalb des Ultraschallsteuergerätes ausgeführt werden. Je nach verwendeter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung können an einer informationstechnischen Schnittstelle zwischen dem Ultraschallsensor und dem Ultraschallsteuergerät entsprechend unterschiedlich ausgeprägte Ausgangssignale des Ultraschallsensors anliegen. Die jeweiligen Ausgangssignale des Ultraschallsensors können ein vollständiges Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens, unterschiedliche Zwischenergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens oder im Wesentlichen unveränderte erste und zweite Messsignale repräsentieren. Unter den im Wesentlichen unveränderten ersten und zweiten Messsignalen sollen auch solche Messsignale verstanden werden, welche einer Verstärkung oder einer Dämpfung und/oder einer A/D-Wandlung unterzogen wurden, welche aber ihre grundsätzliche Ähnlichkeit zu den gemessenen ersten und zweiten Messsignalen beibehalten haben.As described above, the method steps according to the invention can thus be carried out completely within the ultrasonic sensor or completely within the ultrasonic control device or partially within the ultrasonic sensor and partially within the ultrasonic control device, depending on a respective configuration of the circuit arrangement according to the invention. Depending on the configuration of the circuit arrangement according to the invention that is used, output signals of the ultrasonic sensor with correspondingly different characteristics can be present at an information technology interface between the ultrasonic sensor and the ultrasonic control device. The respective output signals of the ultrasonic sensor can represent a complete result of the method according to the invention, different intermediate results of the method according to the invention or essentially unchanged first and second measurement signals. The essentially unchanged first and second measurement signals should also be understood to mean measurement signals which have been subjected to amplification or attenuation and / or A / D conversion, but which have retained their fundamental similarity to the measured first and second measurement signals.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Schaltungsanordnung zusätzlich eine Filterschaltung, wobei die Filterschaltung eingerichtet ist, das erste Messsignal zu filtern, bevor dieses von der ersten Auswerteeinheit verarbeitet wird. Die Filterschaltung kann eingerichtet sein, eine Hochpassfilterung des ersten Messsignals durchzuführen. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn das erste Messsignal auf Basis der oben beschriebenen Spannungsversorgungsleitung für den Ultraschallsensor erfasst wird, um Gleichspannungsanteile der Spannungsversorgung von einem Messpfad für das erste Messsignal fernzuhalten. Ein solcher Hochpassfilterung kann beispielsweise durch einen seriell in den Messpfad integrierten Kondensator realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der Filterschaltung auch eine Tiefpassfilterung des ersten Messsignals und insbesondere eine Tiefpassfilterung unter Berücksichtigung einer Nyquist-Frequenz einer nachgelagerten A/D-Wandlung durchgeführt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die analoge und/oder digitale Filterschaltung ein Bestandteil der ersten Auswerteeinheit selbst oder dieser vorgelagert sein kann.In a further advantageous embodiment of the present invention, the circuit arrangement additionally comprises a filter circuit, the filter circuit being set up to filter the first measurement signal before it is processed by the first evaluation unit. The filter circuit can be set up to carry out high-pass filtering of the first measurement signal. This can be particularly useful when the first measurement signal is detected on the basis of the voltage supply line for the ultrasonic sensor described above in order to keep DC voltage components of the voltage supply away from a measurement path for the first measurement signal. Such a high-pass filtering can be implemented, for example, by a capacitor integrated in series in the measurement path. Alternatively or additionally, the filter circuit can also be used to carry out low-pass filtering of the first measurement signal and, in particular, low-pass filtering taking into account a Nyquist frequency of a downstream A / D conversion. It should be noted that the analog and / or digital filter circuit can be a component of the first evaluation unit itself or upstream of it.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Schaltungsanordnung zusätzlich einen ersten Verstärker und einen zweiten Verstärker, wobei der erste Verstärker eingerichtet ist, das erste Messsignal zu verstärken und der zweite Verstärker eingerichtet ist, das zweite Messsignal zu verstärken. Bevorzugt sind der erste Verstärker und der zweite Verstärker derart innerhalb der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung angeordnet, dass sie das erste Messsignal und das zweite Messsignal vor der Verarbeitung durch die erste Auswerteeinheit in geeigneter Weise verstärken können. Der erste und/oder zweite Verstärker können ein Bestandteil der ersten Auswerteeinheit selbst oder dieser vorgelagert sein.In a further advantageous embodiment of the present invention, the circuit arrangement additionally comprises a first amplifier and a second amplifier, the first amplifier being set up to amplify the first measurement signal and the second amplifier being set up to amplify the second measurement signal. The first amplifier and the second amplifier are preferably arranged within the circuit arrangement according to the invention in such a way that they can appropriately amplify the first measurement signal and the second measurement signal before processing by the first evaluation unit. The first and / or second amplifier can be a component of the first evaluation unit itself or upstream of it.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Schaltungsanordnung zusätzlich einen ersten A/D-Wandler und einen zweiten A/D-Wandler, wobei der erste A/D-Wandler eingerichtet ist, das erste Messsignal mit einer ersten Abtastfrequenz abzutasten und in digitaler Form an die erste Auswerteeinheit zu übertragen und der zweite A/D-Wandler eingerichtet ist, das zweite Messsignal mit einer zweiten Abtastfrequenz abzutasten und in digitaler Form an die erste Auswerteeinheit zu übertragen. Bevorzugt kann der erste A/D-Wandler zwischen den vorstehend genannten ersten Verstärker und die erste Auswerteeinheit und der zweite A/D-Wandler zwischen den vorstehenden genannten zweiten Verstärker und die erste Auswerteeinheit geschaltet sein, so dass das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal vor einer Abtastung durch die jeweiligen A/D-Wandler verstärkt werden können. Die erste Abtastfrequenz und die zweite Abtastfrequenz können identische oder voneinander abweichende Abtastfrequenzen sein. Der erste und/oder zweite A/D-Wandler können ein Bestandteil der ersten Auswerteeinheit selbst oder dieser vorgelagert sein.In a further advantageous embodiment of the present invention, the circuit arrangement additionally comprises a first A / D converter and a second A / D converter, wherein the first A / D converter is set up to sample the first measurement signal with a first sampling frequency and in digital Form to be transmitted to the first evaluation unit and the second A / D converter is set up to sample the second measurement signal with a second sampling frequency and to transmit it in digital form to the first evaluation unit. Preferably, the first A / D converter between the aforementioned first amplifier and the first evaluation unit and the second A / D converter can be connected between the aforementioned second amplifier and the first evaluation unit, so that the first measurement signal and / or the second measurement signal can be amplified by the respective A / D converter before scanning. The first sampling frequency and the second sampling frequency can be identical or different sampling frequencies. The first and / or second A / D converter can be a component of the first evaluation unit itself or upstream of it.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Schaltungsanordnung des Weiteren einen Multiplexer, wobei der erste A/D-Wandler und der zweite A/D-Wandler ein und derselbe A/D-Wandler sind und wobei der Multiplexer eingerichtet ist, das erste Messsignal und das zweite Messsignal alternierend an den A/D-Wandler auszugeben. Des Weiteren ist der A/D-Wandler eingerichtet ist, das erste Messsignal das zweite Messsignal alternierend abzutasten und diese in digitaler Form an die erste Auswerteeinheit zu übertragen. Da in dieser vorteilhaften Ausgestaltung nur ein A/D-Wandler erforderlich ist, ist es möglich, das Eingangssignal für den A/D-Wandler nur mittels des ersten oder nur mittels des zweiten Verstärkers zu verstärken, während der jeweils anderer Verstärker entfallen kann. Der Multiplexer weist bevorzugt zwei Eingänge und einen Ausgang auf, wobei einer der beiden Eingänge mit dem ersten elektrischen Anschluss und der andere der beiden Eingänge mit dem zweiten elektrischen Anschluss verbunden sein kann, während der Ausgang des Multiplexers mit einem Eingang des Verstärkers (erster oder zweiter Verstärker) verbunden sein kann. Ein Ausgang des Verstärkers kann wiederum bevorzugt mit einem Eingang des A/D-Wandler verbunden sein. Ein Ausgang des A/D-Wandlers kann bevorzugt mit einem Eingang der ersten Auswerteeinheit verbunden. Die hier beschriebene Anordnungsreihenfolge jeweiliger Komponenten der Schaltungsanordnung stellt eine bevorzugte Anordnungsreihenfolge dar, ohne dadurch hiervon abweichende Anordnungsreihenfolgen für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auszuschließen.In a further advantageous embodiment of the present invention, the circuit arrangement further comprises a multiplexer, the first A / D converter and the second A / D converter being one and the same A / D converter and the multiplexer being set up, the first Output the measurement signal and the second measurement signal alternately to the A / D converter. Furthermore, the A / D converter is set up to alternately sample the first measurement signal and the second measurement signal and to transmit this in digital form to the first evaluation unit. Since only one A / D converter is required in this advantageous embodiment, it is possible to amplify the input signal for the A / D converter only by means of the first or only by means of the second amplifier, while the other amplifier can be omitted. The multiplexer preferably has two inputs and one output, wherein one of the two inputs can be connected to the first electrical connection and the other of the two inputs can be connected to the second electrical connection, while the output of the multiplexer can be connected to an input of the amplifier (first or second Amplifier) can be connected. An output of the amplifier can in turn preferably be connected to an input of the A / D converter. An output of the A / D converter can preferably be connected to an input of the first evaluation unit. The order of arrangement of the respective components of the circuit arrangement described here represents a preferred order of arrangement, without thereby excluding any order of arrangement deviating therefrom for the circuit arrangement according to the invention.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die dritte Auswerteeinheit eingerichtet, eine Mehrzahl von Informationen über den ersten Störsignalanteil und/oder eine Mehrzahl zweiter Messsignale von einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren des Fortbewegungsmittels zu empfangen und die Mehrzahl von Informationen über den ersten Störsignalanteil und/oder die Mehrzahl zweiter Messsignale beim Ermitteln des Straßenzustandes und/oder der Objekte im Umfeld des Fortbewegungsmittels zu berücksichtigen. Dies kann insbesondere dann sinnvoll eingesetzt werden, wenn die Mehrzahl von Ultraschallsensoren informationstechnisch mit dem oben beschriebenen Ultraschallsteuergerät verbunden ist, so dass die Mehrzahl von Informationen über den ersten Störsignalanteil und/oder die Mehrzahl zweiter Messsignale durch das Ultraschallsteuergerät an einer zentralen Stelle empfangen werden können. Auf Basis geeigneter Algorithmen können somit die jeweiligen Informationen und/oder zweiten Messsignale an zentraler Stelle untereinander plausibilisiert und/oder miteinander fusioniert werden.In a further advantageous embodiment of the present invention, the third evaluation unit is set up to receive a plurality of information about the first interference signal component and / or a plurality of second measurement signals from a plurality of ultrasonic sensors of the means of locomotion and the plurality of information about the first interference signal component and / or to take into account the plurality of second measurement signals when determining the road condition and / or the objects in the vicinity of the means of locomotion. This can be used particularly sensibly when the plurality of ultrasonic sensors is information technology connected to the ultrasonic control device described above, so that the majority of information about the first interference signal component and / or the plurality of second measurement signals can be received by the ultrasonic control device at a central point. On the basis of suitable algorithms, the respective information and / or second measurement signals can thus be checked for plausibility with one another at a central point and / or merged with one another.

Es sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung derart eingerichtet sein kann, dass jeweilige Datenleitungen und/oder Spannungsversorgungsleitungen und/oder bestimmte Komponenten der Schaltungsanordnung ein gemeinsames Bezugspotenzial und insbesondere ein gemeinsames Massepotential aufweisen.It should be noted that the circuit arrangement according to the invention can be set up in such a way that respective data lines and / or voltage supply lines and / or certain components of the circuit arrangement have a common reference potential and in particular a common ground potential.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:

1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor und ein Ultraschallsteuergerät eines Fortbewegungsmittels;
2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor und ein Ultraschallsteuergerät eines Fortbewegungsmittels; und
3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor und ein Ultraschallsteuergerät eines Fortbewegungsmittels.

Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings. Show:

1 a first embodiment of a circuit arrangement according to the invention for an ultrasonic sensor and an ultrasonic control device of a means of locomotion;
2 a second embodiment of a circuit arrangement according to the invention for an ultrasonic sensor and an ultrasonic control device of a means of locomotion; and
3 a third embodiment of a circuit arrangement according to the invention for an ultrasonic sensor and an ultrasonic control device of a means of locomotion.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor 60 und ein Ultraschallsteuergerät 70 eines Fortbewegungsmittels. Der Ultraschallsensor 60 umfasst einen ersten elektrischen Anschluss 32, über welchen der Ultraschallsensor 60 mittels einer Spannungsversorgungsleitung 40 elektrisch mit dem Ultraschallsteuergerät 70 verbunden ist. Mittels der Spannungsversorgungsleitung 40 stellt das Ultraschallsteuergerät 70 dem Ultraschallsensor 60 ein Spannungssignal in Höhe von 12 V bereit, welches im Ultraschallsensor 60 am ersten elektrischen Anschluss 32 als erstes Messsignal S1 erfasst wird. Aufgrund elektromagnetischer Einkopplungen in die Spannungsversorgungsleitung 40 umfasst das erste Messsignal S1 dem Spannungssignal überlagerte erste Störsignalanteile. Des Weiteren ist der Ultraschallsensor 60 mittels einer Datenleitung 45 informationstechnisch mit dem Ultraschallsteuergerät 70 verbunden. Die Datenleitung 45 ist hier eine Datenleitung eines CAN-Bussystems des Fortbewegungsmittels. Ferner umfasst der Ultraschallsensor 60 einen piezoelektrischen Ultraschallwandler 50, wobei ein erster Anschluss des piezoelektrischen Wandlers 50 dem zweiten elektrischen Anschluss 34 entspricht, an welchem ein zweites Messsignal S2 erfasst wird. Ein zweiter Anschluss des piezoelektrischen Wandlers 50 ist mit einem Massepotential des Ultraschallsensors 60 verbunden. Mittels eines Multiplexers 58 ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eingerichtet, das erste Messsignal S1 und das zweite Messsignal S2 alternierend an einen Ausgang des Multiplexers 58 zu übertragen. Der Ausgang des Multiplexers 58 ist mit einem ersten Anschluss eines ersten Verstärkers 52 der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung verbunden. Ein zweiter Anschluss des ersten Verstärkers 52 ist mit einem ersten Anschluss eines ersten A/D-Wandlers 54 der Schaltungsanordnung verbunden. Ein zweiter Anschluss des ersten A/D-Wandlers 54 ist wiederum mit einem Dateneingang 12 einer ersten Auswerteeinheit 10, welche hier ein ASIC ist, verbunden. Ein Datenausgang 14 der Auswerteeinheit 10 ist mit der Datenleitung 45 verbunden. Da das CAN-Bussystem eine bidirektionale Übertragung über ein und dieselbe Datenleitung vorsieht, stellt der Datenausgang 14 auch gleichzeitig einen weiteren Dateneingang 12 der ersten Auswerteeinheit 10 dar. Die Auswerteeinheit 10 ist auf diese Weise eingerichtet, das erste Messsignal S1 und das zweite Messsignal S2 alternierend zu empfangen und diese in ein CAN-Signal zu wandeln. Dieses CAN-Signal wird über die Datenleitung 45 als erstes Ausgangssignal S3 des Ultraschallsensors 60 an das Ultraschallsteuergerät 70 übertragen. Das Ultraschallsteuergerät 70 umfasst eine zweite Auswerteeinheit 20 und eine dritte Auswerteeinheit 30, welche ein und dieselbe Auswerteeinheit und hier ein Mikrocontroller sind. Mittels eines kombinierten Dateneingangs 12 und eines Datenausgangs 14 ist der Mikrocontroller eingerichtet, das erste Ausgangssignal S3 des Ultraschallsensors 60 zu empfangen und eine Information über den ersten Störsignalanteil im ersten Messsignal S1 zu ermitteln, welches im ersten Ausgangssignal S3 enthalten ist. Ferner ist der Mikrocontroller eingerichtet, auf Basis des im ersten Ausgangssignal S3 enthaltenen zweiten Messsignals S2 und auf Basis der ermittelten Information über den Störsignalanteil im ersten Messsignal S1 eine Straßennässeerkennung durchzuführen. Ein Ergebnis der Straßennässeerkennung wird anschließend durch das Ultraschallsteuergerät 70 im Bordnetz des Fortbewegungsmittels für eine weitere Verwendung im Fortbewegungsmittel bereitgestellt. 1 shows a first embodiment of a circuit arrangement according to the invention for an ultrasonic sensor 60 and an ultrasonic controller 70 a means of transportation. The ultrasonic sensor 60 comprises a first electrical connection 32 over which the ultrasonic sensor 60 by means of a power supply line 40 electrically with the ultrasonic control unit 70 connected is. By means of the power supply line 40 provides the ultrasonic control unit 70 the ultrasonic sensor 60 a voltage signal of 12 V is ready, which is in the ultrasonic sensor 60 at the first electrical connection 32 as the first measurement signal S1 is captured. Due to electromagnetic coupling in the power supply line 40 includes the first measurement signal S1 first interference signal components superimposed on the voltage signal. Furthermore is the ultrasonic sensor 60 by means of a data line 45 information technology with the ultrasonic control unit 70 connected. The data line 45 here is one Data line of a CAN bus system of the means of transport. The ultrasonic sensor also includes 60 a piezoelectric ultrasonic transducer 50 , wherein a first connection of the piezoelectric transducer 50 the second electrical connection 34 corresponds to which a second measurement signal S2 is captured. A second connection of the piezoelectric transducer 50 is with a ground potential of the ultrasonic sensor 60 connected. Using a multiplexer 58 the circuit arrangement according to the invention is set up, the first measurement signal S1 and the second measurement signal S2 alternately to an output of the multiplexer 58 transferred to. The output of the multiplexer 58 is connected to a first connector of a first amplifier 52 connected to the circuit arrangement according to the invention. A second port of the first amplifier 52 is connected to a first connection of a first A / D converter 54 connected to the circuit arrangement. A second connection of the first A / D converter 54 is in turn with a data input 12th a first evaluation unit 10 , which is an ASIC here. A data output 14th the evaluation unit 10 is with the data line 45 connected. Since the CAN bus system provides for bidirectional transmission over one and the same data line, the data output is 14th also a further data input at the same time 12th the first evaluation unit 10 The evaluation unit 10 is set up in this way, the first measurement signal S1 and the second measurement signal S2 to receive alternately and to convert this into a CAN signal. This CAN signal is transmitted via the data line 45 as the first output signal S3 of the ultrasonic sensor 60 to the ultrasonic control unit 70 transfer. The ultrasonic control unit 70 comprises a second evaluation unit 20th and a third evaluation unit 30th which are one and the same evaluation unit and here a microcontroller. By means of a combined data input 12th and a data output 14th the microcontroller is set up, the first output signal S3 of the ultrasonic sensor 60 to receive and information about the first interference signal component in the first measurement signal S1 to determine which in the first output signal S3 is included. Furthermore, the microcontroller is set up on the basis of the first output signal S3 contained second measurement signal S2 and on the basis of the information determined about the interference signal component in the first measurement signal S1 to carry out a road wetness detection. A result of the road wetness detection is then provided by the ultrasonic control unit 70 provided in the on-board network of the means of locomotion for further use in the means of locomotion.

2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor 60 und ein Ultraschallsteuergerät 70 eines Fortbewegungsmittels. Es sei darauf hingewiesen, dass aufgrund von Ähnlichkeiten zwischen 1 und 2 zur Vermeidung von Wiederholungen überwiegend nur die Unterschiede zwischen 1 und 2 beschrieben werden. Der Ultraschallsensor 60 umfasst in der zweiten Ausführungsform zusätzlich ein analoges Hochpassfilter 80, welches zwischen den ersten elektrischen Anschluss 32 und den ersten Verstärker 52 geschaltet ist. Das Hochpassfilter 80 ist eingerichtet, die am ersten elektrischen Anschluss 32 anliegende Versorgungsspannung vom ersten Verstärker 52 zu entkoppeln, so dass in den ersten Verstärker 52 im Wesentlichen nur potentiell vorliegende Störsignalanteile des ersten Messsignal S1 eingespeist werden. 2 shows a second embodiment of a circuit arrangement according to the invention for an ultrasonic sensor 60 and an ultrasonic controller 70 a means of transportation. It should be noted that due to similarities between 1 and 2 to avoid repetition predominantly only the differences between 1 and 2 to be discribed. The ultrasonic sensor 60 in the second embodiment additionally comprises an analog high-pass filter 80 which between the first electrical connection 32 and the first amplifier 52 is switched. The high pass filter 80 is set up on the first electrical connection 32 applied supply voltage from the first amplifier 52 to decouple so that in the first amplifier 52 essentially only potentially present interference signal components of the first measurement signal S1 be fed in.

Ferner umfasst der Ultraschallsensor 60 hier keinen Multiplexer, weshalb ein Ausgang des Hochpassfilters 80 direkt mit einem Eingang des Verstärkers 52 verbunden ist. Das zweite Messsignal S2 wird in dieser Ausführungsform vom zweiten elektrischen Anschluss 34 in einen Eingang eines zweiten Verstärkers 53 eingespeist. Das verstärkte zweite Messsignal S2 wird von einem Ausgang des zweiten Verstärkers 53 in einen Eingang eines zweiten A/D-Wandlers 56 eingespeist und von einem Ausgang des zweiten A/D-Wandlers 56 in einen Dateneingang 12 der ersten Auswerteeinheit 10 eingespeist, welche hier ein ASIC ist. Darüber hinaus umfasst dieser ASIC in dieser Ausführungsform auch die zweite Auswerteeinheit 20. Auf diese Weise ist der ASIC eingerichtet, das erste Messsignal S1 und das zweite Messsignal S2 mittels der ersten Auswerteinheit 10 des ASICs zu erfassen und mittels der zweiten Auswerteeinheit 20 des ASICs eine Information über einen Störsignalanteil im ersten Messsignal S1 zu ermitteln. Die Information über den Störsignalanteil und das zweite Messsignal S2 werden über einen Datenausgang 14 des ASICs in Form eines zweiten Ausgangssignals S3' (ein CAN-Signal) an das Ultraschallsteuergerät 70 übertragen. Das Ultraschallsteuergerät 70 führt auf Basis des zweiten Ausgangssignals S3' eine Erkennung von Objekten im Umfeld des Fortbewegungsmittels durch. Ein Ergebnis der Objekterkennung wird anschließend durch das Ultraschallsteuergerät 70 im Bordnetz des Fortbewegungsmittels für eine weitere Verwendung im Fortbewegungsmittel bereitgestellt.The ultrasonic sensor also includes 60 no multiplexer here, which is why there is an output of the high-pass filter 80 directly to an input of the amplifier 52 connected is. The second measurement signal S2 is in this embodiment from the second electrical connection 34 into an input of a second amplifier 53 fed in. The amplified second measurement signal S2 is from an output of the second amplifier 53 into an input of a second A / D converter 56 fed and from an output of the second A / D converter 56 into a data input 12th the first evaluation unit 10 fed in, which is an ASIC here. In addition, this ASIC also includes the second evaluation unit in this embodiment 20th . The ASIC is set up in this way, the first measurement signal S1 and the second measurement signal S2 by means of the first evaluation unit 10 of the ASIC and using the second evaluation unit 20th of the ASIC information about an interference signal component in the first measurement signal S1 to determine. The information about the interference signal component and the second measurement signal S2 are via a data output 14th of the ASIC in the form of a second output signal S3 ' (a CAN signal) to the ultrasonic control unit 70 transfer. The ultrasonic control unit 70 leads based on the second output signal S3 ' recognition of objects in the vicinity of the means of transport. A result of the object recognition is then provided by the ultrasonic control unit 70 provided in the on-board network of the means of locomotion for further use in the means of locomotion.

3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung für einen Ultraschallsensor 60 und ein Ultraschallsteuergerät 70 eines Fortbewegungsmittels. Es sei darauf hingewiesen, dass zur Vermeidung von Wiederholungen überwiegend nur die Unterschiede zwischen 1 und 3 beschrieben werden. In der dritten Ausführungsform ist der erste elektrische Anschluss 32 anstatt mit der Spannungsversorgungsleitung 40 mit einer ersten Ader der Datenleitung 45 verbunden, um potentielle vorhandene Störsignalanteile in durch den Ultraschallsensor 60 empfangenen Datensignalen zu erfassen, welche über einen Datenausgang 14 eines Mikrocontrollers des Ultraschallsteuergerätes 70 ausgesendet werden. Dieser Mikrocontroller repräsentiert hier die erste Auswerteinheit 10, die zweite Auswerteeinheit 20 und die dritte Auswerteinheit 30, welche in dieser Ausführungsform ein und dieselbe Auswerteinheit sind. Die im Ultraschallsensor 60 empfangenen Datensignale (inklusive potentiell überlagerter Störsignalanteile) repräsentieren das erste Messsignal S1. Das erste Messsignal S1 und das zweite Messsignal S2 werden mittels des Multiplexers 58 alternierend an ein dem Multiplexer 58 nachgelagertes Tiefpassfilter 90 ausgegeben. Das Tiefpassfilter ist eingerichtet, Signalanteile oberhalb der Nyquist-Frequenz des dem Tiefpassfilter nachgelagerten ersten A/D-Wandlers 54 aus dem ersten Messsignal S1 und dem zweiten Messsignal S2 herauszufiltern, so dass in einem Ausgangssignal des ersten A/D-Wandlers 54 keine Spiegelfrequenzen des ersten Messsignals S1 und des zweiten Messsignals S2 enthalten sind. Das Ausgangssignal des ersten A/D-Wandlers 54 wird anschließend in Form eines dritten Ausgangssignals S3" des Ultraschallsensors 60 über eine zweite Ader der Datenleitung 45 an einen Dateneingang 12 des Mikrocontrollers des Ultraschallsteuergerätes 70 übertragen. Der Mikrocontroller ist eingerichtet, das erste Messsignal S1 und das zweite Messsignal S2 aus dem dritten Ausgangssignal S3" zu extrahieren und die oben beschriebenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Basis des ersten Messsignals S1 und des zweiten Messsignals S2 durchzuführen. Ein Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anschließend durch das Ultraschallsteuergerät 70 im Bordnetz des Fortbewegungsmittels für eine weitere Verwendung im Fortbewegungsmittel bereitgestellt. 3 shows a third embodiment of a circuit arrangement according to the invention for an ultrasonic sensor 60 and an ultrasonic controller 70 a means of transportation. It should be noted that in order to avoid repetition, predominantly only the differences between 1 and 3 to be discribed. In the third embodiment, the first electrical connection is 32 instead of the power supply line 40 with a first wire of the data line 45 connected to potential existing interference signal components in by the ultrasonic sensor 60 to capture received data signals, which via a data output 14th a microcontroller of the Ultrasonic control unit 70 be sent out. This microcontroller represents the first evaluation unit here 10 , the second evaluation unit 20th and the third evaluation unit 30th , which in this embodiment are one and the same evaluation unit. The one in the ultrasonic sensor 60 received data signals (including potentially superimposed interference signal components) represent the first measurement signal S1 . The first measurement signal S1 and the second measurement signal S2 are made using the multiplexer 58 alternately to one of the multiplexers 58 downstream low-pass filter 90 issued. The low-pass filter is set up for signal components above the Nyquist frequency of the first A / D converter downstream of the low-pass filter 54 from the first measurement signal S1 and the second measurement signal S2 filter out so that in an output signal of the first A / D converter 54 no image frequencies of the first measurement signal S1 and the second measurement signal S2 are included. The output of the first A / D converter 54 is then in the form of a third output signal S3 " of the ultrasonic sensor 60 via a second wire of the data line 45 to a data input 12th the microcontroller of the ultrasonic control unit 70 transfer. The microcontroller is set up, the first measurement signal S1 and the second measurement signal S2 from the third output signal S3 " to extract and the above-described steps of the method according to the invention on the basis of the first measurement signal S1 and the second measurement signal S2 perform. A result of the method according to the invention is then transmitted by the ultrasonic control device 70 provided in the on-board network of the means of locomotion for further use in the means of locomotion.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 002016131734 A1 [0005]
DE 202013101967 U1 [0006]

Claims

Method for taking into account a first interference signal component in a first measurement signal (S1) of an ultrasonic sensor (60) of a means of locomotion, comprising the steps: • Receiving (100) the first measurement signal (S1) from a first electrical connection (32) of the ultrasonic sensor (60) in a first evaluation unit (10), the first electrical connection (32) for connecting a voltage supply line (40) and / or Data line (45) of the ultrasonic sensor (60) is used, • Receiving (200) a second measurement signal (S2) from an ultrasonic transducer (50) of the ultrasonic sensor (60) via a second electrical connection (34) of the ultrasonic sensor (60) in the first evaluation unit (20), • Determination (300) of information representing the first interference signal component in the first measurement signal (S1) by means of a second evaluation unit (20), and • Determination (400) of a road condition and / or objects in the vicinity of the means of locomotion on the basis of the second measurement signal (S2) and taking into account the information by means of a third evaluation unit (30).

Procedure according to Claim 1 , wherein the information includes information about • an altitude, and / or • a type of the interference signal component.

A method according to any preceding claim, wherein the information is used to • to determine the condition of the road and / or the objects in the vicinity of the means of transport as a function of the information, or not to do so, or • to determine a respective confidence value for a reliability of the respective results for the road condition and / or the objects in the vicinity of the means of transport and to use it in the means of transport, and / or • Before determining the road condition and / or the objects in the vicinity of the means of locomotion, a second interference signal component in the second measurement signal (S2) is reduced on the basis of the information.

Circuit arrangement for taking into account a first interference signal component in a first measurement signal (S1) of an ultrasonic sensor (60) of a means of locomotion, comprising: • a first evaluation unit (10), • a second evaluation unit (20), and • a third evaluation unit (30), wherein • the first evaluation unit (10) is set up, o to receive the first measurement signal (S1) from a first electrical connection (32) of the ultrasonic sensor (60), the first electrical connection (32) for connecting a voltage supply line (40) and / or a data line (45) of the ultrasonic sensor (60) ) is used, and o to receive a second measurement signal (S2) from an ultrasonic transducer (50) of the ultrasonic sensor (60) via a second electrical connection (34) of the ultrasonic sensor (60), • the second evaluation unit (20) is set up to determine information about the first interference signal component in the first measurement signal (S1), and • the third evaluation unit (30) is set up to determine a road condition and / or objects in the vicinity of the means of locomotion on the basis of the second measurement signal (S2) and taking the information into account.

Circuit arrangement according to Claim 4 , wherein the circuit arrangement is set up, a method according to one of Claims 1 to 3 to execute.

Circuit arrangement according to Claim 4 or 5 , wherein • the first evaluation unit (10), the second evaluation unit (20) and the third evaluation unit (30) o are one and the same evaluation unit, and / or o are arranged within a first housing of the ultrasonic sensor (60).

Circuit arrangement according to Claim 4 or 5 , where • the first evaluation unit (10) and the second evaluation unit (20) o are one and the same evaluation unit, and / or o are arranged within a second housing of the ultrasonic sensor (60), and • the third evaluation unit (30) within a first Housing of an ultrasonic control device (70) is arranged.

Circuit arrangement according to Claim 4 or 5 , wherein • the second evaluation unit (20) and the third evaluation unit (30) o are one and the same evaluation unit, and / or o are arranged within a second housing of the ultrasonic control device (70), and • the first evaluation unit (10) within a third Housing of the ultrasonic sensor (70) is arranged.

Circuit arrangement according to Claim 4 or 5 , wherein • the first evaluation unit (10), the second evaluation unit (20) and the third evaluation unit (30) o are one and the same evaluation unit, and / or o are arranged within a third housing of the ultrasonic control device (70).

Circuit arrangement according to one of the Claims 4 to 9 further comprehensive • a filter circuit, the filter circuit being set up to • filter the first measurement signal (S1) before it is processed by the first evaluation unit (10), and / or • perform high-pass filtering of the first measurement signal (S1), and / or • perform low-pass filtering of the first measurement signal (S1) and in particular low-pass filtering taking into account a Nyquist frequency of a downstream A / D conversion.

Circuit arrangement according to one of the Claims 4 to 10 further comprising • a first amplifier (52), and • a second amplifier (53) wherein • the first amplifier (52) is set up to amplify the first measurement signal (S1), and • the second amplifier (53) is set up that to amplify the second measurement signal (S2).

Circuit arrangement according to one of the Claims 4 to 11 further comprising • a first A / D converter (54), and • a second A / D converter (56), where • the first A / D converter (54) is set up, the first measurement signal (S1) with a sample the first sampling frequency and transmit it in digital form to the first evaluation unit (10), and • the second A / D converter (56) is set up to sample the second measurement signal (S2) with a second sampling frequency and in digital form to the first Transferring evaluation unit (10).

Circuit arrangement according to Claim 12 , further comprising • a multiplexer (58), where • the first A / D converter (54) and the second A / D converter (56) are one and the same A / D converter, • the multiplexer (58) is set up is to output the first measurement signal (S1) and the second measurement signal (S2) alternately to the A / D converter, and • the A / D converter is set up to alternate the first measurement signal (S1) and the second measurement signal (S2) to scan and to transmit this in digital form to the first evaluation unit (10).

Circuit arrangement according to one of the Claims 4 to 13th , wherein the third evaluation unit (30) is set up, • to receive a plurality of information about the first interference signal component and / or a plurality of second measurement signals (S2) from a plurality of ultrasonic sensors (60) of the means of locomotion, and • the plurality of information about to take into account the first interference signal component and / or the plurality of second measurement signals (S2) when determining the road condition and / or the objects in the vicinity of the means of locomotion.