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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrigieren von mindestens einer ultraschallbasierten Messung, eine Sensoranordnung, ein Steuergerät, ein Computerprogramm sowie ein maschinenlesbares Speichermedium.
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Stand der Technik
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Ultraschallsensoren in Einparkhilfen von Fahrzeugen werden dazu verwendet, um Parklücken und Hindernisse zu erkennen. Hierfür werden Schallwellen erzeugt, an Hindernissen reflektiert und anschließend empfangen. Die Laufzeit der Schallwellen ermöglicht die Berechnung eines Abstands zwischen dem Ultraschallsensor und dem Hindernis. Darüber hinaus kann eine Trilateration aus Messergebnissen mehrerer Ultraschallsensoren innerhalb einer Messebene parallel zum Untergrund zwecks Lokalisierung des Hindernisses durchgeführt werden. Aufgrund der Position der Ultraschallsensoren entlang der Messebene wird angenommen, dass sich alle Reflexpunkte an einem Hindernis ebenfalls auf Höhe der Messebene befinden. Abweichungen von dieser Annahme resultieren dabei in Lokalisierungsfehlern.
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Aufgrund der Charakteristik von Ultraschallsensoren liegen Reflexpunkte jedoch entlang einer Ellipse oder eines Kreises, wodurch Reflexpunkte auch außerhalb der Messebene ermittelt werden. Insbesondere Abstände von niedrigen Reflexpunkten, beispielsweise von Bordsteinen, oder hohen Reflexpunkten, beispielsweise von Schranken, können nicht ausreichend präzise ultraschallbasiert ermittelt werden. Derartige Abweichungen von der Annahme können auch in verfälschten Objektpositionen und in fehlerhaft klassifizierten Objekten resultieren.
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Die
EP 2 113 436 A1 offenbart die Verwendung eines speziellen Höhensensors in Verbindung mit Ultraschallsensoren zur Abstandsmessung. Aus der
GB 2486452 A ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Watttiefe eines Fahrzeugs im Wasser bekannt, bei dem ein Ultraschallsensor geschwenkt wird oder zum Untergrund gerichtet montiert wird, um eine Höheninformation zu ermitteln.
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Offenbarung der Erfindung
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Verfahren und eine Sensoranordnung vorzuschlagen, die eine fehlerhafte Objektbildung in Folge von Fehlklassifikation oder aufgrund von Mehrdeutigkeiten vermeiden und die ultraschallbasierte Abstandsmessung verbessern.
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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 Korrigieren von mindestens einer ultraschallbasierten Messung eines Ultraschallsensors einer Sensoranordnung bereitgestellt. Das Verfahren kann vorzugsweise durch ein Steuergerät ausgeführt werden.
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In einem Schritt werden durch mindestens einen Ultraschallsensor Schallwellen gesendet und/oder empfangen. Basierend auf einer Laufzeitmessung der Schallwellen wird mindestens ein Abstand zu einer Reflexposition entlang einer Messebene ermittelt. Derartig ermittelte Reflexpositionen werden unter der Annahme erstellt, dass alle Hindernisse bzw. Objekte, die die Reflektion der Schallwellen verursachten entlang der Messebene angeordnet sind.
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Aufgrund der Abstrahlcharakteristik können die Reflexpositionen entlang einer Kurve oberhalb oder unterhalb der Messebene angeordnet sein, sodass der tatsächliche Abstand entlang der Messebene geringer ausgestaltet ist. Diese Abweichung des Abstands zwischen der realen Reflexposition und deren Projektion auf die Messebene wird im Folgenden als Lokalisierungsfehler definiert.
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Mit Hilfe dieser Kenntnis wird mindestens ein Winkel innerhalb der Messebene und/oder außerhalb der Messebene durch Auswerten von Messdaten von Wandlerelementen mindestens eines Ultraschallsensorarrays ermittelt. Anschließend wird der Lokalisierungsfehler des mindestens einen ermittelten Abstands zwischen dem Ultraschallsensor und der Reflexposition durch den ermittelten Winkel korrigiert.
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Insbesondere kann durch den Satz von Pythagoras oder durch trigonometrische Funktionen der Lokalisierungsfehler korrigiert und der Abstand entlang der Messebene in Form einer Projektion der Reflexposition ermittelt werden.
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Durch das Verfahren kann die ultraschallbasierte Lokalisierung von Objekten verbessert und die fehlerhafte Objektbildung mit resultierender Fehlklassifikation vermieden werden.
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Des Weiteren kann durch die Verwendung von Winkelinformationen bzw. ermittelten Winkels zu Reflexpositionen eine höhere Flexibilität beim Verbau der Ultraschallsensoren am Fahrzeug erzielt werden, da durch die Kompensation der Höhenunterschiede bei der ultraschallbasierten Messung die Höhenversatzlimitierung für die Einbauposition der Ultraschallsensoren entfällt.
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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, ein fahrzeugexternes Steuergerät oder eine fahrzeugexterne Servereinheit, wie beispielsweise ein Cloud-System, sein.
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Das Steuergerät kann vorzugsweise mit mindestens einem Ultraschallsensor und mit mindestens zwei Wandlerelementen von mindestens einem Ultraschallsensorarray datenleitend verbunden sein. Insbesondere kann durch das Steuergerät eine individuelle Ansteuerung der Wandlerelemente zum Senden und/oder zum Empfangen von Schallwellen erfolgen.
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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 Fahrzeug kann hierbei gemäß der BASt Norm assistiert, teilautomatisiert, hochautomatisiert und/oder vollautomatisiert bzw. fahrerlos betreibbar sein.
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Das Verfahren ist nicht darauf beschränkt, dass alle Sensoren der Sensoranordnung eine Höhenmessfähigkeit besitzen. Beispielsweise können auch nur zwei Sensoren als Ultraschallsensorarrays ausgebildet sein, die dann zwischen den „Einelementwandlern“ bzw. Bulk-Ultraschallsensoren positioniert werden. Bevorzugterweise wird mindestens ein gemessenes Objekt von wenigstens einem Sensor der Sensoranordnung über einen gewissen Zeitbereich „gesehen“ bzw. registriert. Dann kann für die Korrektur auch eine historische Winkelinformation verwendet werden. Die Leistungsfähigkeit der Sensoranordnung kann durch Hinzunahme von weiteren Ultraschallsensoren und/oder Ultraschallsensorarrays verbessert werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel wird als mindestens ein Winkel ein Azimutwinkel innerhalb der Messebene und/oder ein Elevationswinkel außerhalb der Messebene durch das Ultraschallsensorarray ermittelt. Durch diese Maßnahme kann die ermittelte Winkelinformation dreidimensional ausgestaltet sein, sodass eine Winkelbeschränkung entlang der Messebene zur Vermeidung von Mehrdeutigkeiten und eine Winkelkomponente entlang der Höhenrichtung zur Korrektur von Lokalisierungsfehlern gleichzeitig ermöglicht werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform werden basierend auf einer Laufzeitmessung von Schallwellen mindestens zwei Abstände durch mindestens zwei Ultraschallsensoren und/oder durch einen Ultraschallsensor und mindestens ein Ultraschallsensorarray entlang einer Messebene ermittelt.
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Eine Lokalisierung von Reflexpositionen wird mittels Trilateration durchgeführt, wobei der Lokalisierungsfehler des mindestens einen ermittelten Abstands zwischen einem Ultraschallsensor und einer Reflexposition vor der Trilateration oder nach der Trilateration durch den ermittelten Winkel korrigiert wird. Hierdurch kann die Korrektur des Lokalisierungsfehlers bereits im Vorfeld im Bereich der rohen Abstände bzw. Echo-Längen umgesetzt werden. Alternativ kann eine nachträgliche Korrektur von einem oder mehreren Lokalisierungsfehlern nach der Trilateration durchgeführt werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Prüfung durchgeführt, ob mindestens zwei innerhalb der Messebene ermittelte Abstände durch Reflektion an einem gemeinsamen Objekt oder an mehreren unterschiedlichen Objekten ermittelt wurden. Durch diese Maßnahme können mehrere Abstände oder Echo-Längen zu einem oder zu mehreren Objekten zugeordnet bzw. miteinander „gepaart“ werden. Hierdurch können auch die für die Trilateration relevanten Echo-Längen ausgewählt werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform wird der Lokalisierungsfehler des mindestens einen ermittelten Abstands durch den ermittelten Winkel auf eine vordefinierte Höhe der Messebene über einem Untergrund korrigiert. Hierdurch ist die Korrektur der Lokalisierungsfehler möglich, durch die ein Abstand zwischen einem Ultraschallsensor und der Reflexposition auf die Messebene projiziert wird, um einen genauen Abstand zum Fahrzeug bzw. zur Sensoranordnung zu erhalten.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der Lokalisierungsfehler des mindestens einen ermittelten Abstands durch den ermittelten Winkel auf eine Höhe entsprechend einer niedrigsten Einbauposition eines Ultraschallsensors der Sensoranordnung über einem Untergrund korrigiert. Durch diese Maßnahme können die Messungen von unterschiedlich hoch angeordneten Ultraschallsensoren an einen niedrigsten Ultraschallsensor angeglichen und hinsichtlich Abweichungen von Abständen mittels der ermittelten Winkel kompensiert werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform werden mindestens eine durch Trilateration ermittelte Reflexposition und/oder mindestens eine durch Einzelmessungen ermittelte Reflexposition mindestens einem bestehenden oder einem neuen Objekt zugeordnet. Hierdurch können bestehende Objekte durch neue Reflexpositionen erweitert oder mit Hilfe der ermittelten Reflexpositionen neue Objekte registriert werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der als Azimutwinkel innerhalb der Messebene ermittelte Winkel dazu eingesetzt, mindestens eine Mehrdeutigkeit bei der Zuordnung von Reflexpositionen zu Objekten aufzulösen. Durch den ermittelten Azimutwinkel, der vorzugsweise als ein Winkelbereich ausgestaltet sein kann, ist eine Eingrenzung von möglichen Winkelbereichen bereitgestellt werden. Eine derartige Eingrenzung verhindert die weitere Betrachtung von Reflexpositionen außerhalb des Winkelbereichs und kann Mehrdeutigkeiten bei der ultraschallbasierten Objekterkennung vermeiden.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Sensoranordnung, insbesondere zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, bereitgestellt. Die Sensoranordnung weist ein Steuergerät, mindestens einen Ultraschallsensor und mindestens ein Ultraschallsensorarray auf.
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Der mindestens eine Ultraschallsensor und das mindestens eine Ultraschallsensorarray weisen eine gleiche und/oder eine voneinander unterschiedliche Einbauhöhe an einer Kontur, insbesondere einer Fahrzeugkontur, auf.
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Das Ultraschallsensorarray der Sensoranordnung weist mindestens zwei in Vertikalrichtung und/oder in Horizontalrichtung voneinander beabstandete Wandlerelemente auf, wobei die Wandlerelemente und der mindestens eine Ultraschallsensor durch ein mit den Wandlerelementen elektrisch verbundenes Steuergerät angesteuert und/oder ausgelesen werden können.
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Die jeweiligen Wandlerelemente sind als Teilsensoren des Ultraschallsensorarrays ausgestaltet und können vom Steuergerät unabhängig voneinander angesteuert und ausgewertet werden. Insbesondere können die erzeugten Schallwellen der Wandlerelemente miteinander interferieren, wodurch die Hauptachse der emittierten Schallechos gekippt bzw. gegenüber der Flächennormalen abgelenkt wird.
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Insbesondere kann durch ein phasenversetztes Ansteuern der Wandlerelemente, beispielsweise zwischen vertikal versetzen Elementreihen, die Hauptachse der vertikalen Schallabstrahlung gegenüber der Sensormembranhauptachse gekippt werden.
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Vorzugsweise sind die Wandlerelemente, die durch Membranschwingungen und/oder Zylinderschwingungen zum Erzeugen und Empfangen von Schallwellen angeregt werden, auf einer gemeinsamen Ebene angeordnet, anhand welcher die Flächennormale definiert ist.
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Das mindestens eine Ultraschallsensorarray kann vorzugsweise in MEMS-Technologie hergestellt und beispielsweise als ein sogenannter piezoelectric micromachined ultrasonic transducer (PMUT-Sensor) ausgestaltet sein. Die Wandlerelemente können als Membranen oder als schwingbare Kolben oder als kombinierte Membran-Kolben-Anordnungen ausgestaltet sein, um Schallimpulse bzw. Schallwellen zu erzeugen und/oder zu empfangen.
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Das Steuergerät kann entsprechend der Ermittlung eines Phasenversatzes zwischen den elektrischen Signalen der jeweiligen Wandlerelemente einen Winkel gegenüber einer Flächennormalen des Ultraschallsensorarrays ermitteln. Durch diese Maßnahme kann das Ultraschallsensorarray dynamisch an Reflexpositionen mit unterschiedlichen Höhen gegenüber dem Untergrund adaptiert werden. Ein ermittelter Phasenversatz ist direkt von einem Winkel abhängig, unter welchem die Schallwellen von der Reflexposition durch die Wandlerelemente empfangen werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Auflösen von Mehrdeutigkeiten von mindestens einer ultraschallbasierten Messung einer Sensoranordnung bereitgestellt. Dieses Verfahren kann ebenfalls durch das Steuergerät durchgeführt werden.
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In einem Schritt werden durch mindestens einen Ultraschallsensor und durch mindestens ein Ultraschallsensorarray Schallwellen gesendet und/oder empfangen. Basierend auf einer Laufzeitmessung der Schallwellen werden mindestens zwei Abstände zu unterschiedlichen Reflexpositionen ermittelt.
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Mindestens ein Winkel zwischen dem Ultraschallsensorarray und mindestens einer Reflexposition wird durch Auswerten von Messdaten von Wandlerelementen des Ultraschallsensorarrays ermittelt.
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Anschließend wird der mindestens eine ermittelte Winkel dazu eingesetzt, Reflexpositionen und/oder ermittelte Abstände zu mindestens einem Objekt zuzuordnen. Insbesondere kann ein möglicher Erfassungsbereich von Ultraschallsensoren hierdurch eingeschränkt und das Vorliegen von Mehrdeutigkeiten bei der Ermittlung von Objekten vermieden werden.
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Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigen
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Ultraschallsensorarrays einer Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform,
- 2,3 Seitenansichten auf eine fahrzeugseitig verbaute Sensoranordnung zum Verdeutlichen eines Lokalisierungsfehlers,
- 4 ein Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform,
- 5,6 schematische Draufsichten auf eine Sensoranordnung zum Veranschaulichen und zum Auflösen von Mehrdeutigkeiten.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ultraschallsensorarrays 2 einer Sensoranordnung 1 gemäß einer Ausführungsform. Die Sensoranordnung 1 dient zum Durchführen eines Verfahrens 20, welches in der 4 näher beschrieben ist.
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Insbesondere ist die Sensoranordnung 1 in der 2 und der 3 im Detail beschrieben. Die Sensoranordnung 1 weist ein Steuergerät 6, mindestens einen Ultraschallsensor 8 und mindestens ein Ultraschallsensorarray 2 auf. Hier wird auf das Funktionsprinzip des Ultraschallsensorarrays 2 eingegangen, welches beispielhaft zwei Wandlerelemente 10, 11 umfasst.
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Das Ultraschallsensorarray 2 der Sensoranordnung 1 weist mindestens zwei in Vertikalrichtung z und/oder in Querrichtung y voneinander beabstandete Wandlerelemente 10, 11 auf, wobei die Wandlerelemente 10, 11 und der mindestens eine Ultraschallsensor 8 durch ein mit den Wandlerelementen 10, 11 elektrisch verbundenes Steuergerät 6 angesteuert und/oder ausgelesen werden können.
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Die 1 erläutert das Grundprinzip des Ultraschallsensorarrays 2 mit einer Höhenmessfähigkeit. Dabei wird die Laufzeitmessung von reflektierten Schallwellen unter einem Einfallswinkel α beschrieben.
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Die Rückstreuung bzw. Reflektion am Objekt 4 ist noch phasengleich und die Rückstreuung erfolgt in ähnlichen Richtungen gleichmäßig. Beim Auftreffen der reflektierten Schallwellen auf den beiden Wandlerelementen 10, 11 kann abhängig von der relativen Position des niedrigen Objektes 4 zum entsprechenden Wandlerelement 10, 11 ein Phasenunterschied φ entstehen. Dieser resultiert aufgrund der unterschiedlichen Wegen I1, I2 die die jeweiligen Schallwellen bis zu den versetzt angeordneten Wandlerelementen 10, 11 zurücklegen.
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Ein Abstand d zwischen dem Ultraschallsensorarray 2 und dem Objekt 4 entlang einer Messebene M bleibt jedoch gleich und entspricht einer Projektion. Im dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht das niedrige Objekt 4 einem Bordstein, welcher gegenüber der Sensoranordnung 1 bzw. dem Ultraschallsensorarray 2 tiefer liegt.
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Die Messebene M ist beispielhaft parallel zu der x-y-Ebene, die durch die Fahrtrichtung x und eine Querrichtung y definiert ist, angeordnet.
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Durch das Steuergerät 6 kann der Phasenunterschied bzw. Phasenversatz φ von elektrischen Signalen, die aus den empfangenen Schallwellen durch die Wandlerelemente 10, 11 generiert werden, ermittelt werden. Der Phasenversatz φ ist proportional zum Winkel bzw. Elevationswinkel α, der entlang der Höhenrichtung z aufgespannt ist.
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Die Wandlerelemente 10, 11 sind in einem Abstand von λ/2 entlang der Höhenrichtung z voneinander beabstandet.
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In der 2 und der 3 sind Seitenansichten auf eine fahrzeugseitig verbaute Sensoranordnung 1 zum Verdeutlichen eines Lokalisierungsfehlers Δx gezeigt. Insbesondere ist in der 2 der Lokalisierungsfehler Δx aufgrund eines niedrigen Objekts 4 bzw. Hindernisses und in der 3 der Lokalisierungsfehler Δx aufgrund eines hohen Objekts 5 bzw. hohen Hindernisses illustriert.
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Der mindestens eine Ultraschallsensor 8 und das mindestens eine Ultraschallsensorarray 2 weisen eine gleiche und/oder eine voneinander unterschiedliche Einbauhöhe an einer Kontur eines Fahrzeugs 12 auf.
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Durch die Abweichung der Position der Objekte 4, 5 von der Messebene M weist die Projektion des direkten Abstands I zum Objekt 4, 5 einen Lokalisierungsfehler Δx auf. Der direkte Abstand I zwischen dem Objekt 4, 5 und dem Ultraschallsensor 8 entspricht dabei der Summe aus dem Lokalisierungsfehler Δx und dem projizierten Abstand d zwischen dem Ultraschallsensor 8 und dem Objekt 4, 5 entlang der Messebene M. Hierdurch wird das Objekt 4, 5 sensorisch als weiter registriert als es tatsächlich ist.
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Insbesondere nach einem Start oder einem Reset des Fahrzeugs 12 liegen die entsprechenden Abstände, bei welchen der projizierte Abstand d entsprechend dem direkten Abstand I angenommen wir, in einer nicht korrigierten Form vor.
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Ist allerdings ein Elevationswinkel α gegeben, dann können die gemessenen Echolängen I über den Satz von Pythagoras auf eine zuvor definierte Messebene M korrigiert werden.
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Wahlweise kann auch erst die Trilateration und danach eine Korrektur auf die Projektion der Echolänge I auf diese Messebene M erfolgen.
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Die 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens 20 gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren 20 dient zum Korrigieren von mindestens einer ultraschallbasierten Messung eines Ultraschallsensors 8 einer Sensoranordnung 1.
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In einem Schritt 22 werden durch mindestens einen Ultraschallsensor 8 Schallwellen gesendet und/oder empfangen. Basierend auf einer Laufzeitmessung der Schallwellen wird mindestens ein Abstand I zu einer Reflexposition entlang einer Messebene ermittelt.
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Aufgrund der Abstrahlcharakteristik können die Reflexpositionen P entlang einer Kurve oberhalb oder unterhalb der Messebene M angeordnet sein (s. 2 und 3), sodass der tatsächliche bzw. projizierte Abstand d entlang der Messebene M geringer ausgestaltet ist. Parallel hier wird eine Höheninformation oder ein Elevationswinkel α durch Auswerten von Messdaten des Ultraschallsensorarrays 2 ermittelt.
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In einem weiteren Schritt 24 erfolgt eine Prüfung, ob die Echo-Längen I der unterschiedlichen Sensoren 2, 8 gepaart werden können.
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Neben den Kriterien wie Schnittpunktbildung, Match anderer Echoattribute kann hier der Elevationswinkel α und falls vorhanden auch ein Azimutwinkel β als ein weiteres Attribut in die Prüfung eingehen.
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Anschließend wird der Lokalisierungsfehler Δx des mindestens einen ermittelten Abstands I zwischen dem Ultraschallsensor 8 und einer Reflexposition R (siehe 1) durch den ermittelten Winkel α, β korrigiert.
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Dabei erfolgt eine Korrektur 26 der ermittelten Abstände bzw. Echo-Distanzen I, wenn Echos gepaart werden können, auf eine vordefinierte Systemhöhe bzw. Höhe der Messebene M bezogen. Beispielsweise kann die Messebene M eine Höhe aufweisen, die einer geringsten Einbauposition eines Ultraschallsensors 8 der Sensoranordnung 1 am Fahrzeug 12 entspricht.
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Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Korrektur 28 von nicht gepaarten Echo-Distanzen I individuell mit einem unterschiedlichen Elevationswinkel α.
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In einem weiteren Schritt 30 erfolgt eine Lokalisierung von Reflexpositionen P mittels Trilateration.
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Anschließend wird mindestens eine durch Trilateration ermittelte Reflexposition P und/oder mindestens eine durch Einzelmessungen ermittelte Reflexposition P mindestens einem bestehenden oder einem neuen Objekt zugeordnet 32. Hierzu kann ein Abgleich einer Datenbank von bereits angelegten Objekten abgeglichen werden.
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In der 5 und der 6 sind schematische Draufsichten auf eine Sensoranordnung 1 zum Veranschaulichen und zum Auflösen von Mehrdeutigkeiten gezeigt. Dabei werden Echo-Distanzen 112, I22, I28, 118 schematisch bei Szenen mit mehreren Objekten 4.1, 4.2 für den Fall dass nur das Ultraschallsensorarray 2 sendet und empfängt und der Ultraschallsensor 8 nur empfängt.
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Aufgrund der Aufstellung ergeben sich die dargestellten Laufwege bzw. Echo-Distanzen 112, I22, I28, I18, sodass das Ultraschallsensorarray 2 zunächst das Echo I12 von Objekt 4.1 und danach das Echo I22 von Objekt 4.2 empfängt. Für den empfangenden Ultraschallsensor 8 ergibt sich genau der umgekehrte Fall. Dieser empfängt zuerst das Echo I28, welches vom zweiten Objekt 4.2 reflektiert wurde, und anschließend das Echo I18, welches vom ersten Objekt 4.1 reflektiert wurde.
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Aufgrund der im Vergleich zur Wellenlänge großen Sensorabstände treten bei Vorhandensein von mehreren Objekten 4.1, 4.2 Mehrdeutigkeiten auf. Zur Positionsbestimmung müssen die Echo-Distanzen I12, I22, I28, I18 von den Sensoren 2, 8 trilateriert werden. Aus der Darstellung erkennt man, dass es nun zwei Möglichkeiten gibt:
- I12 mit I28 und I22 mit I18, oder
- I11 mit I28 und I12 mit I18
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Ohne Vorwissen, wie beispielsweise bei einem Startup oder Reset des Fahrzeugs 12 oder der Sensoranordnung 1, kann nicht entschieden werden, welche der beiden Möglichkeiten die richtige Paarung ist. Hierzu wird in der 6 die Möglichkeit verwendet, einen Azimutwinkel β durch das Ultraschallsensorarray 2 zu ermitteln.
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Durch die Hinzunahme eines oder mehrerer Sensoren 2 mit einem ermittelten Azimutwinkel β kann eine Objektpositionsschätzung durchgeführt werden. Liegt die trilaterierte Objektposition P im geschätzten Bereich 14 dann kann eine korrekte Echopaarung angenommen werden.
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Das vorgeschlagene Verfahren ist auch dann hilfreich, wenn die Azimut-Apertur bzw. der geschätzte Bereich 14 größer gewählt wird, da mit Hilfe der Trilateration in jedem Fall eine Verbesserung der Positionsbestimmung erreicht wird.
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Durch die zur Echodistanz zusätzliche Bestimmung des Azimutwinkels β kann nun der erlaubte Winkelbereich 14 für die Objektposition ermittelt werden. Die Mehrdeutigkeiten können aufgelöst werden, wenn wenigstens einer der beiden Sensoren 2, 8 Messdaten zum Bestimmen eines Azimutwinkels β liefern kann. Alternativ oder zusätzlich können beide Sensoren oder alle Sensoren der Sensoranordnung 1 als Ultraschallsensorarrays 2 ausgestaltet sein und somit Informationen zum Azimutwinkel β bereitstellen.
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Dieser Azimutwinkel β kann bereits im Verfahrensschritt 24, der Bildung von Paaren, neben den schon erwähnten weiteren Attributprüfungen hinzugezogen werden, um eine Prüfung des Azimutwinkels β durchzuführen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2113436 A1 [0004]
- GB 2486452 A [0004]
