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GEBIET DER OFFENLEGUNG
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Die vorliegende Offenlegung bezieht sich im Allgemeinen auf elektrische und elektronische Schaltungen und insbesondere auf akustische Distanzmesssysteme.
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HINTERGRUND
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Akustische Messsysteme und Distanzmesssysteme werden bei einer Vielzahl von Anwendungen genutzt. Es werden zum Beispiel akustische Messsysteme zur Messung einer Hindernisdistanz in Anwendungen genutzt, die von Automobilsystemen bis zur Entdeckung fossiler Brennstoffe reichen. Akustische Messsysteme funktionieren im Allgemeinen durch Übertragung eines Pulses akustischer Energie, der eine Schallwelle erzeugt. Danach wird die Messung der Schallwellenlaufzeit aufgezeichnet. Die Laufzeit, die die Zeitspanne von der Übertragung der Schallwelle bis zum Empfang einer Spiegelung der Schallwelle umfasst, bestimmt die Entfernung des Hindernisses. Bei Automobilanwendungen, die akustische Messsysteme benutzen, ist eine zuverlässige Erkennung eines Hindernisses erforderlich. Derzeit kann die zuverlässige Hinderniserkennung durch die komplexe Form der Hindernisse sowie Umweltlärm und elektrische Interferenzen gestört werden, was zur falschen Erkennung von Hindernissen führt.
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Akustische Messsysteme verwenden oft Schallwandler zum Übertragen der erzeugten Schallwelle und zum Empfangen des zurückgeworfenen Signals oder Echosignals. Ein Standardansatz zur Messung der Entfernung eines Hindernisses ist die Aufzeichnung der Laufzeit eines Gegenstandes, sobald das Echosignal einen Schwellenwert überschreitet. Die Abhängigkeit vom Zeitpunkt, zu dem ein Echosignal einen Schwellenwert überschreitet, ist jedoch nicht verlässlich. Die Zuverlässigkeit dieses Verfahrens kann sich mit der Schwankung des Hüllmusters des Echosignals ändern. Zusätzlich verändert sich ebenfalls die aufgezeichnete Laufzeit für ein und dasselbe Hindernis bei gleicher Distanz, wenn sich der Schwellenwert verändert. Die Genauigkeit der akustischen Messsysteme ist von großer Bedeutung. Eine fehlerbehaftete Gegenstandserfassung kann in akustischen Messanwendungen der Automobil- und anderer Branchen nachteilig sein. Daher ist die Vermeidung einer verzerrten Objekterkennung aufgrund eines Fehlers in der Form des Gegenstands, der Höhe des Gegenstands oder aufgrund der Schwellenwerteinstellung des Erkennungssystems wichtig. Genauigkeit bei den Berechnungen der Laufzeiten garantiert eine angemessene Funktionsfähigkeit des akustischen Messsystems und die damit zusammenhängende Verlässlichkeit.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Offenlegung wird verständlicher, und ihre zahlreichen Merkmale und Vorteile werden dem Fachmann deutlicher, indem Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen wird.
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1 veranschaulicht ein akustisches Distanzmesssystem in Form eines Blockdiagramms gemäß einer Ausführungsform;
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2 veranschaulicht mithilfe eines Blockdiagramms eine akustische Distanzmessschaltung zur Verwendung im akustischen Distanzmesssystem aus 1;
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3 veranschaulicht in Form eines Blockdiagramms die Messschaltung aus 2;
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4 veranschaulicht ein Zeitdiagramm, das akustische Signale beschreibt, die vom akustischen Distanzmesssystem gemäß einer Ausführungsform empfangen werden;
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5 veranschaulicht ein Zeitdiagramm zur Aufzeichnung der Laufzeit mit einer festen Verzögerung über einen Echtzeit-Kommunikationsbus gemäß einer Ausführungsform;
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6 zeigt Diagramme, die die Auswirkungen eines je nach Distanz unterschiedlichen Schwellenwerts bei der Erkennung eines Objekts in einer ersten und zweiten Distanz bezüglich des Akustiksensors aus 1 darstellen; und
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7 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Aufzeichnung der kompensierten Laufzeit eines erkannten Hindernisses gemäß einer Ausführungsform.
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Ähnliche oder identische Elemente in den verschiedenen Zeichnungen sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Soweit nicht anders vermerkt, beziehen sich das Wort „gekoppelt” sowie seine zugehörigen Verbformen sowohl auf eine direkte Verbindung als auch eine indirekte elektrische Verbindung anhand von Einrichtungen der in der Fachwelt bekannten Art, und soweit nicht anders angegeben, beinhaltet jede Beschreibung einer direkten Verbindung auch alternative Ausführungsformen unter Verwendung geeigneter Formen der indirekten elektrischen Verbindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Aus Gründen der Einfachheit und Klarheit der Darstellungen sind die Elemente der Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sondern lediglich schematisch dargestellt und sind nicht einschränkend. Zusätzlich werden Beschreibungen und Details wohlbekannter Schritte und Elemente aus Gründen der Einfachheit bei der Beschreibung ausgelassen. Ein Fachmann wird feststellen, dass die hier verwendeten Bezeichnungen „während”, „solange” und „bei” in Bezug auf die Arbeitsweise der Schaltung keine exakten Begriffe sind, die bedeuten, dass eine Handlung genau mit Beginn einer anderen Handlung stattfindet. Es kann eine kleine, aber plausible Verzögerung, wie zum Beispiel eine Übertragungsverzögerung, zwischen der anfänglichen Handlung und der Reaktion, die dadurch gestartet wird, auftreten. Zusätzlich bedeutet der Begriff „solange”, dass eine bestimmte Handlung mindestens während eines Teils der Dauer einer anfänglichen Handlung stattfindet. Die Verwendung des Wortes „annähernd” oder „im Wesentlichen” bedeutet, dass der Wert eines Elements einen Parameter aufweist, von dem erwartet wird, dass er dicht bei einem angegebenen Wert oder einer Position liegt. Wie jedoch hinreichend auf dem Fachgebiet bekannt ist, können geringe Abweichungen auftreten, wodurch die Werte oder Positionen eventuell nicht genau den angegebenen entsprechen.
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1 veranschaulicht ein akustisches Distanzmesssystem 100 in Form eines Blockdiagramms gemäß einer Ausführungsform. Das akustische Distanzmesssystem 100 in 1 umfasst ein selbstbewegendes Gerät 102, ein Karosseriesteuerungsmodul (Body Controller Module, BCM) 104, einen Lautsprecher 164, einen Satz Übertragungsleitungen 112, einen Satz Sensoren 110 und ein Hindernis 120. Eine Systemsteuerung wie das BCM 104 befindet sich auf oder in dem selbstbewegenden Gerät 102 und sorgt für ein elektrisches Signal, das einer akustischen Ausgabe an Lautsprecher 164 entspricht.
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Das selbstbewegende Gerät 102 ist kommunikativ mit dem BCM 104 verbunden. Das BCM 104 hat einen Anschluss für die Verbindung mit einem oder mehreren Schallwandlern, wie z. B. Sensoren 110. Das BCM 104 verfügt über einen Eingang, der ebenfalls mit jedem der Sensoren 110 verbunden ist. Zusätzlich hat das BCM 104 einen Ausgang zur Ausgabe eines akustischen Signals an Lautsprecher 164. In einer Ausführungsform ist der Sensor 110 ein Ultraschallsensor, der einen Ultraschallpuls oder ein akustisches Signal sendet, wie hierin beschrieben, der von einem Hindernis 120 reflektiert wird, wenn sich dieses Hindernis 120 innerhalb des Wellenfelds des akustischen Signals befindet. Das akustische Signal wird im Allgemeinen oberhalb der hörbaren Tonfrequenzen übertragen. Das reflektierte Pulssignal oder Echo wird vom Sensor 110 empfangen. Die Erfassung des Echos erzeugt ein Ausgabesignal, das vom BCM 104 genutzt wird. Jeder der Sensoren 110 kann ein akustisches Signal erzeugen und ein reflektiertes Pulssignal oder Echo erfassen, wenn auf ein Hindernis 120 getroffen wird.
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In der dargestellten Ausführungsform dient das BCM 104 als Steuergerät für ein akustisches Distanzmesssystem 100, das zuerst ein akustisches Signal für die Sensoren 110 erzeugt. Die Sensoren 110 sind für den Empfang von Echosignalen geeignet, wenn ein übertragenes akustisches Signal auf ein Hindernis trifft. Die empfangenen Echosignale werden zur Definition einer erkennbaren Distanz 132 verwendet. Das BCM 104 überträgt Signale an die Sensoren 110 über die Übertragungsleitungen 112, und als Antwort darauf erzeugen die Sensoren 110 die akustischen Signale. Das von jedem Sensor 110 erzeugte akustische Signal bewegt sich vom Sensor 110 fort und breitet sich durch die Luft aus. Wenn das BCM 104 die Übertragung des akustischen Signals stoppt, prüft das BCM 104 die Sensoren 110 auf Echosignale, die durch Unterbrechungen im sich verbreitenden akustischen Signal hervorgerufen werden könnten. Wenn das Hindernis 120 erkannt wird, wird von einem der Sensoren 110 ein Echo empfangen. Das empfangene Echosignal wird vom Sensor 110 verarbeitet, um eine korrigierte Laufzeit zu ermitteln, in der das akustische Signal auf das Hindernis 120 trifft. Die korrigierte Laufzeit wird über die Übertragungsleitungen 112 an das BCM 104 übertragen. Das BCM 104 hält die Erkennung des Gegenstands 120 in Bezug auf die Oberfläche des Gegenstands 120 fest, die sich am nächsten am Sensor 110 befindet. Es wird eine verlässliche Erkennung von Hindernissen verschiedener Formen, Höhen und unklarer Abmessungen benötigt. Zusätzlich ist das Verhindern der Erkennung falscher Hindernisse aufgrund veränderlicher Schwellenwerte bei hoher Rauschbelastung ein wünschenswertes Merkmal. Das akustische Distanzmesssystem 100 beseitigt diese Probleme, wie unten beschrieben wird.
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2 veranschaulicht mithilfe eines Blockdiagramms eine akustische Distanzmessschaltung 200 zur Verwendung im akustischen Distanzmesssystem aus 1. Die akustische Distanzmessschaltung 200 umfasst ein Steuergerät 204, einen Frequenzgenerator 208, einen Sendeverstärker 212, einen Schallwandler 214, einen Empfangsverstärker 216 und eine Messschaltung 220.
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Das Steuergerät 204 ist mit dem Frequenzgenerator 208 verbunden. Das Steuergerät 204 sendet ein Steuersignal an den Frequenzgenerator 208. Darüber hinaus verfügt das Steuergerät 204 über mindestens eine Ausgangsklemme für die Ausgabe eines bestimmten Schwellenwerts. Das Steuergerät 204 weist eine Eingangsklemme zum Empfangen eines Signals für die korrigierte Laufzeit auf. Das Steuergerät 204 kann zum Beispiel ein BCM, eine elektronische Steuereinheit oder ein Steuersystem zur Bedienung des akustischen Distanzmesssystems aus 1 sein. Das Steuergerät 204 bedient das akustische Distanzmesssystem aus 1 durch Ausgabe des Steuersignals an den Frequenzgenerator 208 sowie durch Empfang des Signals der korrigierten Laufzeit, das verarbeitet wird, wenn die Messschaltung 220 Echosignale am Schallwandler 214 empfängt.
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Der Frequenzgenerator 208 verfügt über eine Eingangsklemme zum Empfang des Steuersignals und eine Ausgangsklemme, die mit dem Sendeverstärker 212 verbunden ist. Der Frequenzgenerator 208 erzeugt ein elektrisches Signal, das über den Sendeverstärker 212 an den Wandler 214 übertragen wird.
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Der Sendeverstärker 212 verfügt über einen Eingang zum Empfang des elektrischen Signals vom Frequenzgenerator 208. Der Ausgang des Sendeverstärkers 212, der mit dem Schallwandler 214 verbunden ist, dient dazu, den Schallwandler 214 mit einem verstärkten elektrischen Signal zu versorgen.
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Der Schallwandler 214 verfügt über eine Eingangsklemme zum Empfang des verstärkten elektrischen Signals. Der Schallwandler 214 ist darüber hinaus mit einer Ausgangsklemme zur Übertragung eines erzeugten Pulssignals oder akustischen Signals ausgestattet. Der Schallwandler 214 kann zum Beispiel ein piezoelektrischer Sensor sein.
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Der Empfangsverstärker 216 verfügt über einen Eingang zur Verbindung mit einem Schallwandler 214 und über einen Ausgang. Der Ausgang des Empfangsverstärkers 216, der mit der Messschaltung 220 verbunden ist, überträgt das empfangene Pulssignal.
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Die Messschaltung 220 verfügt über einen Eingang, der mit dem Ausgang des Empfangsverstärkers 216 verbunden ist, einen Eingang für den Empfang eines Schwellenwerts, und einen Ausgang für die Bereitstellung einer korrigierten Laufzeitmessung als Reaktion auf die Erkennung des Schwellenwerts. Der Schwellenwert ist ein zeitlich veränderliches Signal, das vom Steuergerät 204 konfiguriert wird. Der Schwellenwert wird gemäß der räumlichen Position des Schallwandlers 214 und als Reaktion auf einen gemessenen Effekt eines vom Schallwandler 214 erkannten Hintergrundrauschens konfiguriert, um eine falsche Hinderniserkennung zu vermeiden. Der bestimmte Schwellenwert wird von der Messschaltung 220 zur Definition einer minimalen Größe für einen empfangenen Puls verwendet, um einen Geräuschpegel zu überschreiten, damit ein Hindernis als Antwort auf die Übertragung des akustischen Signals vom Schallwandler erkannt werden kann. Die Messschaltung 220 zeichnet den Beginn des Echo- oder Pulssignals sowie die Laufzeit auf, wobei der Beginn des Pulssignals die dem Schallwandler 214 am nächsten liegende Hindernisfläche angibt.
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Während des Betriebs sendet das Steuergerät 204 das Steuersignal an den Frequenzgenerator 208. Der Frequenzgenerator 208 erzeugt ein Signal und sendet zunächst das erzeugte Signal an den Sendeverstärker 212 als elektrisches Signal. Der Sendeverstärker 212 erhöht die Stärke des vom Frequenzgenerator 208 erzeugten Signals und schickt das elektrische Signal an den Schallwandler 214. Wenn der Sendeverstärker 212 nicht eingesetzt wird, sendet der Frequenzgenerator 208 das nicht verstärkte Signal an den Schallwandler 214. Der Schallwandler 214 schwingt und erzeugt ein Signal, das dem zur Verfügung gestellten Eingangssignal entspricht. Das vom Schallwandler 214 erzeugte akustische Signal schwingt und entfernt sich vom Schallwandler 214. Der Empfangsverstärker 216 prüft den Schallwandler 214 auf Echosignale, verstärkt die empfangenen Echosignale und übermittelt danach das Pulssignal an die Messschaltung 220. Die Messschaltung 220 verwendet das empfangene Pulssignal zusätzlich zur Eingabe des Schwellenwerts, um die korrigierte Laufzeit des akustischen Signals zu bestimmen. Die korrigierte Laufzeit wird an das Steuergerät 204 übertragen.
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3 veranschaulicht in Form eines Blockdiagramms eine Messschaltung 300, die als Messschaltung 220 aus 2 verwendet werden kann. Die Messschaltung 300 umfasst im Allgemeinen ein Steuergerät 204, einen Analog-Digital-Wandler 320, einen Digitalfilter 322, einen Anstiegsflankendetektor 324, einen Peak-Detektor 326, ein Korrekturalgorithmusmodul 328, ein Laufzeitkorrektur-Berechnungsmodul 330, einen Qualitäts-(Q-)Faktor-Verzögerungswertblock 322, ein Laufzeitalgorithmusmodul 334 und einen Wandlerqualitäts-(Q-)Faktor-Verzögerungswertblock 336.
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Der Analog-Digital-Wandler 320 verfügt über einen Eingang, der mit dem Ausgang eines Empfangsverstärkers verbunden ist (zum Beispiel des Empfangsverstärkers 216 aus 2), um ein Eingabesignal zu empfangen, sowie über einen Ausgang. Der Digitalfilter 322 verfügt über einen Eingang, der mit dem Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 320 verbunden ist, und über einen Ausgang für die Bereitstellung eines Werts für die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung am Q-Faktor-Verzögerungswertblock 332, und über einen Ausgang für die Bereitstellung eines gefilterten Signals.
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Der Anstiegsflankendetektor 324 verfügt über einen Eingang, der mit dem Ausgang des Digitalfilters 322 gekoppelt ist, und einen Ausgang für die Bereitstellung einer ersten Größe und einer ersten Zeit, zu der eine steigende Flanke des vom Digitalfilter 322 empfangenen Pulssignals den Schwellenwert schneidet.
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Peak-Detektor 326 weist einen Eingang auf, der mit dem Ausgang des Digitalfilters 322 gekoppelt ist, und einen Ausgang für die Bereitstellung einer Größe des vom Digitalfilter 322 zu einer Spitzenzeit empfangenen Pulssignals. Die Größe des Pulssignals wird als Reaktion auf die Erkennung eines Hindernisses innerhalb der vordefinierten Distanz bezüglich des Schallwandlers gemäß dem gefilterten Pulssignal empfangen.
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Das Korrekturalgorithmusmodul 328 weist einen Eingang auf, der mit dem Detektor für die steigende Flanke und dem Peak-Detektor gekoppelt ist, und einen Ausgang für die Bereitstellung eines Korrekturverhältnisses. Das Konekturverhältnis ist ein Verhältnis der ersten Größe, wenn eine steigende Flanke der Größe des vom Empfangsverstärker empfangenen Pulses zum ersten Mal den Schwellenwert schneidet, und der Größe des vom Schallwandler zur Spitzenzeit empfangenen Pulses.
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Das Laufzeitkorrektur-Berechnungsmodul 330 weist einen Eingang auf, der mit dem Ausgang des ersten Korrekturalgorithmusmoduls 328 verbunden ist, und einen Eingang für den Empfang der Ausgabe des Q-Faktor-Verzögerungswertblock 332 des Digitalfilters, einen Eingang für den Empfang der Ausgabe des Q-Faktor-Verzögerungswertblocks 336 des Schallwandlers und mit einem Ausgang für die Bereitstellung einer Ausgleichszeit für die Berechnung einer korrigierten Laufzeit eines akustischen Signals als Reaktion auf das Auftreffen auf das Hindernis an einer ersten Position innerhalb der vordefinierten Distanz bezüglich des Schallwandlers gemäß dem gefilterten Signal.
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Das Laufzeitmodul 334 weist einen Eingang auf, der an einen Ausgang des Peak-Detektors 326 gekoppelt ist, einen Eingang, der an den Ausgang des Laufzeitkorrektur-Berechnungsmoduls 330 gekoppelt ist, und einen Ausgang für die Bereitstellung der korrigierten Laufzeit eines akustischen Signals als Reaktion auf das auf das Hindernis treffende akustische Signal.
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Während des Betriebs empfängt die Messschaltung 300 ein Eingangssignal, wobei das Eingangssignal den vom Empfangsverstärker 216 erhaltenen Puls umfasst (aus 2), der von Echosignalen des Schallwandlers 214 herrührt (aus 2), die durch Reflexionen an physischen Gegenständen erzeugt werden. Die Messschaltung 300 filtert das vom Schallwandler 214 empfangene Signal und stellt eine Ausgabe zur Verfügung, die mit der korrigierten Laufzeit der akustischen Signale übereinstimmt, in Bezug auf das akustische Signal, das vom Schallwandler 214 übertragen wird. Das Steuergerät 204 überträgt den konfigurierten Schwellenwert an die Messschaltung. Der Analog-Digital-Wandler 320 digitalisiert das empfangene Eingangssignal. Der Digitalfilter 322 empfängt das digitalisierte Eingangssignal und leitet das gefilterte Pulssignal an den Anstiegsflankendetektor 324 sowie den Peak-Detektor 326 weiter. Die steigende Flanke des gefilterten Pulssignals wird vom Anstiegsflankendetektor 324 an einem Punkt erkannt, an dem die steigende Flanke den Schwellenwert schneidet. Als Reaktion auf die Erkennung der steigenden Flanke des Pulses werden der Zeitpunkt, zu dem die steigende Flanke den Schwellenwert schneidet, und die Größe, an der die steigende Flanke auf den Schwellenwert trifft, zur Verwendung bei der Berechnung der korrigierten Laufzeit gespeichert. Der Peak-Detektor 326 erkennt die Peak-Größe des gefilterten Pulssignals. Als Reaktion auf die Erkennung der Peak-Größe des Pulses speichert der Peak-Detektor 326 die Peak-Größe als zweite Größe zur Verwendung bei der Bestimmung der korrigierten Laufzeit. Die Peak-Erkennung wird durchgeführt, nachdem das gefilterte Pulssignal den Schwellenwert zum ersten Mal überschritten hat, und ist gültig, während sich das gefilterte Pulssignal über dem Schwellenwert befindet.
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Weiterhin werden nach Erkennung der Größe, bei der die steigende Flanke den Schwellenwert schneidet (erste Größe), und der Peak-Größe (zweite Größe) des gefilterten Signals die erste und zweite erkannte Größe zur Berechnung der korrigierten Laufzeit verwendet. Ein Verhältnis der ersten Größe und der zweiten Größe wird vom Korrekturalgorithmusmodul 328 bestimmt. Das Verhältnis der ersten Größe und der zweiten Größe wird mit einem Faktor von einhundert multipliziert. Der Wert des bestimmten Verhältnisses wird im Laufzeitkorrektur-Berechnungsmodul 330 verwendet. Im Laufzeitkorrektur-Berechnungsmodul 330 wird eine Korrekturnachschlagetabelle oder ein Korrekturalgorithmus verwendet, um weiterhin eine Ausgleichszeit zu bestimmen. Die Ausgleichszeit ist die Zeit, die verwendet wird, um die ursprünglich erkannte Laufzeit anzupassen. Bei der Anpassung unter Verwendung der Ausgleichszeit wird der korrigierte Beginn des Pulses als Reaktion auf den Zeitpunkt bestimmt, zu dem das akustische Signal auf das Hindernis trifft.
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Um zusätzlich zeitgerecht die korrigierte Laufzeit an das Steuergerät 204 als Reaktion auf das auf das Hindernis treffende akustische Signal zu übertragen, werden bei der Berechnung der Laufzeitkorrekturberechnung 330 der die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung 332 und/oder die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung 336 des Wandlers einbezogen. Das Laufzeitalgorithmusmodul 334 sendet außerdem die korrigierte Laufzeit an das Steuergerät 204, wenn die Ausgleichszeit, die vom Ausgang des Laufzeitkorrektur-Berechnungsmoduls 330 bereitgestellt wird, von der ersten Zeit, zu der die steigende Flanke der Größe des vom Empfangsverstärker empfangenen Pulses den Schwellenwert schneidet, wie er am Anstiegsflankendetektor 324 bestimmt wird, abgezogen wird.
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In einer Ausführungsform bestimmen die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung des Digitalfilters 322 und des Wandlers 214 eine Maximalzeit für den Empfang der Übertragung einer Pulsmessung, bevor die Laufzeitmessung dem Steuergerät 204 bereitgestellt wird. Die auf den Qualitätsfaktor bezogene Verzögerung des Digitalfilters 332 bestimmt die benötigte Verzögerung, mit der die Messschaltung 300 die korrigierte Laufzeit mit präziser Zeitsteuerung an das Steuergerät 204 sendet. Der Wert der vom Qualitätsfaktor abhängigen Verzögerung 332 des Digitalfilters wird dynamisch ausgewählt, wenn die erste Größe des Pulses am Detektor für die steigende Flanke 324 erkannt wird. Wenn ein Anstieg der vom Q-Faktor abhängigen Verzögerung 332 des Digitalfilters erkannt wird, erhöht sich automatisch die Reaktionszeit des Digitalfilters 322. Als Reaktion auf die Erkennung eines Wertes für die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung 332 des Digitalfilters, der kleiner ist als ein vorgegebener Wert der auf den Q-Faktor bezogenen Verzögerung, wird die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung 336 des Wandlers dynamisch eingegeben, wenn die Pulsgröße erkannt wird. Das Integrieren der dynamisch bestimmten festen Verzögerung in den Laufzeitkorrekturalgorithmus ermöglicht es der Messschaltung, die benötigte Zeit zur Übertragung der korrigierten Laufzeit an das Steuergerät 204 angemessen auszugleichen, wodurch eine höhere Genauigkeit der Hinderniserkennung erzielt wird, während eine akkurate Anzeige der korrigierten Laufzeit in Echtzeit beibehalten wird.
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In einer anderen Ausführungsform wird der Q-Faktor des Digitalfilters festgelegt, wenn der Wandler 214 das Echopulssignal empfängt. Ein Q-Faktor des Digitalfilters wird ausgewählt, um das Leistungsvermögen der Messschaltung 300 zu steigern. Der Q-Faktor des Digitalfilters ist zum Beispiel ein vorbestimmter Q-Faktor im Bereich von Q5 bis Q20. Ein hoher Wert für den Digitalfilter 322 ermöglicht es dem Digitalfilter 322, ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis oder eine erhöhte Geräuschdämpfung zu erreichen. Die Doppler-Leistung des Digitalfilters 322 ist nicht optimal, wenn ein hoher Wert für den Q-Faktor ausgewählt wird. Wenn ein niedriger Wert für den Q-Faktor des Digitalfilters ausgewählt wird, ist die Doppler-Leistung der Messschaltung 200 besser, wobei jedoch das Signal-Rausch-Verhältnis niedrig ist, weshalb weniger Rauschen unterdrückt wird. Die Pulsanstiegszeit ist vom ausgewählten Q-Faktor des Digitalfilters 322 abhängig. Daher ist die Verzögerung 332 des Q-Faktors des Digitalfilters ein Element bei der Aufzeichnung der korrigierten Laufzeit des akustischen Signals bis zum Steuergerät 204. Zum Beispiel beträgt die benötigte Zeit, damit das Pulssignal von 50% auf 100% steigen kann, bei einem Qualitätsfaktorwert von Q5 für den Digitalfilter 322 die Hälfte von der Zeit, die das Pulssignal zum Ansteigen von 50% auf 100% im Falle eines Qualitätsfaktorwertes von Q10 benötigt. Für niedrige Q-Einstellungen des Digitalfilters wird die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung 336 des Wandlers verwendet, um die korrigierte Laufzeit zu bestimmen. In einer Ausführungsform ist der Wert des Digitalfilter-Q-Faktors ein vorbestimmter Q-Faktorwert. Der Q-Faktor des Digitalfilters wird vor Beginn einer Messung ausgewählt und bleibt während der gesamten Dauer der Messung gleich. In einer anderen Ausführungsform werden ein niedriger Q-Faktor und/oder ein hoher Q-Faktor ausgewählt, um einer vorgegebenen Messdistanz zu entsprechen. In einem Beispiel ist ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis für die von einem Hindernis in kurzer Entfernung (zum Beispiel weniger als 2,4 Meter) empfangenen Reflexionen von Vorteil. Daher wird ein höherer (oder größerer) Q-Faktor verwendet.
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4 veranschaulicht ein Laufzeitkorrekturdiagramm 400, das ein gefiltertes Pulssignal darstellt, das von der Messschaltung 300 aus 3 empfangen wurde, und ein Beispiel einer Korrekturnachschlagetabelle 440. Im Laufzeitkorrekturdiagramm 400 wird die Zeit auf einer Zeitachse 412 dargestellt, und die vertikale Achse steht für die Größe verschiedener Signale in Volt. Zusätzlich umfasst das Laufzeitdiagramm 400 eine Pulsmessungswellenform 406, eine Schwellenwertgröße 404, eine Peak-Größe 402, eine Wellenform 408, die ein Echovergleichssignal veranschaulicht, eine Wellenform 410, die ein korrigiertes Echovergleichssignal veranschaulicht, eine Ausgleichszeit 418, eine Laufzeitmessung 414 sowie eine Flankenanstiegszeit 416. Die Beispiel-Korrektumachschlagetabelle 440 umfasst die Ausgleichszeit 418 und das Korrekturverhältnis 442.
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Das Laufzeitkorrekturdiagramm 400 zeigt eine Korrektur, die auf den gefilterten Puls 406 angewandt wurde. Der Anstiegsflankendetektor 324 erkennt, wenn die Pulsmessung 406 die Schwellenwertgröße 404 schneidet, und die Größe am Schnittpunkt wird als erste Größe aufgezeichnet. Eine zweite Größe, Peak-Größe 402, die durch den Peak-Detektor 326 erkannt wird, wird als der höchste Peak der Pulsmessung 406 aufgezeichnet, bevor das Pulssignal den Schwellenwert 404 noch einmal schneidet. Nach dem Empfang der Schwellenwertgröße 404 und der Peak-Größe 402 bestimmt der Korrekturalgorithmus 328 den Wert des Korrekturverhältnisses 442. Das Korrekturverhältnis 442 wird zur Bestimmung der Ausgleichszeit 418 über die Auswahl des Wertes des Korrekturverhältnisses 442 auf einer grafischen Darstellung mit einer gewissen Punktauswahl und dann zur Bestimmung der Ausgleichszeit 418 in Übereinstimmung mit den Werten, die der Beispiel-Korrekturnachschlagetabelle 440 zugeordnet sind, verwendet. Die Laufzeitkorrekturberechnung 330 bestimmt die Ausgleichszeit 418. Obwohl in dieser Grafik eine Beispiel-Nachschlagetabelle verwendet wird, kann ein Algorithmus ohne die Nutzung einer Nachschlagetabelle verwendet werden, um die Ausgleichszeit 418 zu bestimmen. Weiterhin wird die korrigierte Laufzeit, die Laufzeitmessung 414, durch Subtrahieren der Ausgleichszeit 418 von der Anstiegsflankenzeit 416 berechnet, wie es im Laufzeitalgorithmus 334 vorgesehen ist. Die korrigierte Laufzeit wird an das Steuergerät 204 übertragen. Die Wellenform 408 und die Wellenform 410 innerhalb des Laufzeitkorrekturdiagramms 400 veranschaulichen die lange Anpassungszeit, die mit der Berechnung der korrigierten Laufzeit einhergeht, wenn die Pulsmessung 406 empfangen wird.
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5 veranschaulicht das Zeitdiagramm 500. Das Zeitdiagramm 500 umfasst ein Pulssignal 510, eine Eingangs-/Ausgangs-(E/A-)Leitungskommunikation 520 und eine E/A-Leitungskommunikation 530. Das Pulssignal 510, das sich auf einer y-Achse 502 und einer x-Achse 512 befindet, umfasst eine Peak-Erkennung 508, einen Schwellenwert 504, eine Laufzeit 514, eine erste Erkennung 516 und eine Erkennungszeit 518. Die E/A-Leitungskommunikation 520 umfasst die y-Achse 502, die x-Achse 512, das Signal 522 und eine feste Verzögerung 524 nach der Erkennung. Die E/A-Leitungskommunikation 530 umfasst die y-Achse 502, die x-Achse 512, das Signal 532 und eine vom Q-Faktor abhängige Verzögerung 534.
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Im Zeitdiagramm 500 wird Pulssignal 510 an Wandler 214 empfangen, wenn ein übertragenes akustisches Signal auf ein Hindernis trifft. Die Größe des Pulssignals 510 ist auf der y-Achse 502 aufgetragen. Die Zeitspanne der Pulssignalmessung ist auf der y-Achse aufgetragen. Der Schwellenwert 504 steht für eine ausreichende Größe, um das Vorhandensein eines Hindernisses zu erkennen. Bei der ersten Erkennung 516 schneidet die Größe des empfangenen Pulses den Schwellenwert 504. Die Peak-Erkennung 508 ist der größte erkannte Punkt des Hindernisses, der über dem Schwellenwert 504 liegt. Die Hinderniserkennung ist aktiv, während das Pulssignal 510 oberhalb des Schwellenwerts 504 liegt.
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Die E/A-Leitungskommunikation 520 veranschaulicht, wie das Pulssignal 510 über die E/A-Leitung übertragen wird, wenn eine festgelegte Verzögerung nach der Messung angewandt wird. Wenn zum Beispiel das Pulssignal den Schwellenwert 504 schneidet, überschreitet das Pulssignal 510 den Schwellenwert bei der ersten Erkennung 516 und wird über die E/A-Leitung an das Steuergerät 204 als Signal 522 mit einer fallenden Flanke übertragen. Der niedrige Puls identifiziert die Breite des Pulssignals 510, was der Erkennungszeit 518 entspricht. Die steigende Flanke der E/A-Leitung, die als festgelegte Verzögerung 524 veranschaulicht ist, identifiziert, wenn das Pulssignal 510 unter den Schwellenwert 504 fällt, und stimmt mit dem Start einer Latenzzeit überein, die benötigt wird, um die Laufzeit an das Steuergerät 204 zu übertragen.
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Als Alternative zu dieser festen Verzögerung nach der Messung wird die Messschaltung 300 in den Algorithmus zur Berechnung der korrigierten Laufzeit während des Empfangs des Pulssignals 510 mit einer festgelegten vom Q-Faktor abhängigen Verzögerung einbezogen. Die E/A-Leitungskommunikation 530 veranschaulicht, wie das Pulssignal 510 über die E/A-Leitung übertragen wird, wenn eine festgelegte vom Q-Faktor abhängige Verzögerung der Messschaltung 300 zugeordnet wird. Pulssignal 510 wird zum Beispiel durch Signal 532 als fallende Flanke dargestellt, wenn Pulssignal 510 unter den Schwellenwert 510 fällt. Die fallende Flanke von Signal 532 entspricht dem Abschluss der Detektionszeit 518. Die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung 534 wird in der Detektionszeit 518 berücksichtigt; daher wird eine zusätzliche Verzögerung wie beispielsweise die feste Verzögerung 524 vermieden.
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Um die Aufnahme der vom Q-Faktor abhängigen Verzögerung in die Detektionszeit 518 genauer zu erläutern, wird die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung 534 in einem Beispiel bestimmt, wenn ein Pulssignal 516 den Schwellenwert 504 schneidet. Das Pulssignal 510 wird an dem Wandler 214 empfangen. Als Reaktion auf den Empfang der ersten Detektion 516 wird die Dauer der vom Q-Faktor abhängigen Verzögerung 534 bestimmt. Die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung 534 bestimmt eine Maximalzeit für den Empfang der Übertragung von Pulssignal 510, bevor die Laufzeitmessung 514 dem Steuergerät 205 bereitgestellt wird. Die Messschaltung 330 bestimmt, wann die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung 534 größer als die Detektionszeit 518 ist. Als Reaktion darauf, dass die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung 534 kleiner als die Detektionszeit 518 ist, wird die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung dynamisch erhöht, wodurch die Reaktionszeit der zugehörigen Komponente wie beispielsweise des Digitalfilters 322 und des Wandlers 214 verlängert wird. Als Reaktion darauf, dass die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung 534 größer als die Detektionszeit 518 ist, wird eine korrigierte vom Q-Faktor abhängige Verzögerung angegeben. In einer Ausführungsform wird eine vorgegebene feste Verzögerung gemäß einem maximalen Q-Faktor von mindestens eins des Digitalfilters 322 und des Wandlers 214 verwendet.
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6 zeigt ein Diagramm, das die Auswirkungen eines distanzabhängigen Schwellenwerts darstellt, wenn ein Objekt in einer ersten und zweiten Distanz bezüglich eines Akustiksensors erkannt wird. Das Diagramm 600 „Ausgleich der Laufzeit” umfasst Distanz 610, Schwellenwert 612, den deaktivierten Piezo-Aktuator A 602, den deaktivierten Piezo-Aktuator B 604, den aktivierten Piezo-Aktuator A 606 und den aktivierten Piezo-Aktuator B 608. Das Diagramm 630 „Ausgleich der Laufzeit” umfasst Distanz 610, Schwellenwert 612, den deaktivierten Piezo-Aktuator A 632, den deaktivierten Piezo-Aktuator B 634, den aktivierten Piezo-Aktuator A 636 und den aktivierten Piezo-Aktuator B 638.
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Das Diagramm 600 „Ausgleich der Laufzeit” stellt einen Sensor dar, zum Beispiel einen amplitudenmodulierten Sensor und einen Frequenz-Chirp-Sensor, die ein Echosignal empfangen, wenn während einer Laufzeitmessung ein Hindernis in einer Distanz von zwei Meter auftritt. Im Diagramm 600 „Ausgleich der Laufzeit” ist die Distanz 610 die gemessene Distanz des Hindernisses in Zentimetern, Schwellenwert 612 entspricht der Abweichung der Größe des aufgezeichneten Schwellenwerts, der deaktivierte Piezo-Aktuator A 602 entspricht einem piezoelektrischen Gerät, zum Beispiel einem Frequenz-Chirp-Sensor, in dem der Ausgleich der Laufzeit deaktiviert ist. Gleichermaßen entspricht der deaktivierte Piezo-Aktuator B 604 einem piezoelektrischen Gerät, zum Beispiel einem Amplitudenmodulationssensor, in dem der Ausgleich der Laufzeit ebenfalls deaktiviert ist. In ähnlicher Weise entsprechen der aktivierte Piezo-Aktuator A 606 und der aktivierte Piezo-Aktuator B 608 Frequenz-Chirp-Sensoren bzw. Amplitudenmodulationssensoren, in denen der Ausgleich der Laufzeit aktiviert ist.
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In dem Beispiel von Diagramm 600 „Ausgleich der Laufzeit” simulieren der deaktivierte Piezo-Aktuator A 602 und der deaktivierte Piezo-Aktuator B 604 eine Abweichung von fast drei Zentimetern, wenn der vorgegebene Schwellenwert in Bezug auf die Größe von Schwellenwert 612 von 10 bis 60 reicht. Dagegen wird für den aktivierten Piezo-Aktuator A 606 und den aktivierten Piezo-Aktuator B 608 eine vernachlässigbare Abweichung von einem Zentimeter ermittelt, wenn der vorgegebene Schwellenwert in Bezug auf die Größe von Schwellenwert 612 von 10 bis 60 reicht. Durch die Aktivierung des Ausgleichs der Laufzeit wird die Genauigkeit der Messung um mindestens zwei Zentimeter erhöht. Des Weiteren zeigt die Aktivierung des Ausgleichs der Laufzeit, dass die Laufzeit nicht größtenteils vom vorgegebenen Schwellenwert bewirkt wird, wenn der Ausgleich der Laufzeit aktiviert ist.
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Das Diagramm 630 „Ausgleich der Laufzeit” stellt einen Sensor dar, zum Beispiel einen amplitudenmodulierten Sensor und einen Frequenz-Chirp-Sensor, die ein Echosignal empfangen, wenn während einer Laufzeitmessung ein Hindernis in einer Distanz von drei Meter auftritt. Im Diagramm 630 „Ausgleich der Laufzeit” ist die Distanz 610 die gemessene Distanz des Hindernisses in Zentimetern, Schwellenwert 612 entspricht der Abweichung der Größe des aufgezeichneten Schwellenwerts, der deaktivierte Piezo-Aktuator A 632 entspricht einem piezoelektrischen Gerät, zum Beispiel einem Frequenz-Chirp-Sensor, in dem der Ausgleich der Laufzeit deaktiviert ist. Gleichermaßen entspricht der deaktivierte Piezo-Aktuator B 634 einem piezoelektrischen Gerät, zum Beispiel einem Amplitudenmodulationssensor, in dem der Ausgleich der Laufzeit ebenfalls deaktiviert ist. In ähnlicher Weise entsprechen der aktivierte Piezo-Aktuator A 636 und der aktivierte Piezo-Aktuator B 638 Frequenz-Chirp-Sensoren bzw. Amplitudenmodulationssensoren, in denen der Ausgleich der Laufzeit aktiviert ist.
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In dem Beispiel von Diagramm 630 „Ausgleich der Laufzeit” simulieren der deaktivierte Piezo-Aktuator A 632 und der deaktivierte Piezo-Aktuator B 634 eine Abweichung von fast zwei bis drei Zentimetern, wenn der vorgegebene Schwellenwert in Bezug auf die Größe von Schwellenwert 612 von 10 bis 60 reicht. Dagegen wird für den aktivierten Piezo-Aktuator A 636 und den aktivierten Piezo-Aktuator B 638 eine vernachlässigbare Abweichung von einem Zentimeter oder weniger ermittelt, wenn der vorgegebene Schwellenwert in Bezug auf die Größe von Schwellenwert 612 von 10 bis 60 reicht. Mit zunehmender Distanz zwischen dem Sensor und dem erkennbaren Objekt wird durch die Aktivierung des Ausgleichs der Laufzeit die Genauigkeit der Messung um mindestens zwei Zentimeter erhöht. Des Weiteren zeigt die Aktivierung des Ausgleichs der Laufzeit noch einmal, dass die Laufzeit nicht vom vorgegebenen Schwellenwert bewirkt wird, wenn der Ausgleich der Laufzeit aktiviert ist.
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7 zeigt ein Flussdiagramm von Verfahren 700 für die Erkennung eines Hindernisses, wenn der Ausgleich der Laufzeit aktiviert ist. An Block 702 wird zu einer ersten Zeit ein akustisches Signal für einen Schallwandler erzeugt. Am Schallwandler wird an Block 704 als Reaktion auf das auf ein Hindernis treffende akustische Signal ein Puls erkannt. An Block 706 wird erkannt, wenn die steigende Flanke des Pulses einen Schwellenwert schneidet. Die erste Zeit und die erste Größe des Pulses am Schnittpunkt werden an Block 908 gespeichert. An Block 710 wird die Spitzengröße des empfangenen Pulses erkannt. Die Spitzengröße wird als zweite Größe des empfangenen Pulses an Block 712 gespeichert. An Block 714 wird in einer Korrekturnachschlagtabelle ein Verhältnis der ersten Größe und der zweiten Größe multipliziert mit 100 bereitgestellt. Aus der Korrekturnachschlagtabelle an Block 716 wird eine Ausgleichszeit extrahiert. Die Ausgleichszeit wird von der ersten Zeit an Block 718 abgezogen, um eine ausgeglichene Laufzeit zu bestimmen. An Block 720 wird die erste Position des Hindernisses bestimmt, da die ausgeglichene Laufzeit der ersten Position des Hindernisses entspricht. Die ausgeglichene Laufzeit wird dem Steuergerät an Block 722 zu einer Zeit, die kleiner als die vom Q-Faktor abhängige Verzögerung ist, verzeichnet. Der Prozess endet am Endblock.
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Während die Thematik mit bestimmten bevorzugten Ausführungsformen und Beispielausführungsformen beschrieben wird, stellen die vorstehenden Zeichnungen und Beschreibungen daher nur typische Ausführungsformen der Thematik dar und werden daher nicht als Beschränkung des Umfangs betrachtet und für Fachleute sind viele Alternativen und Varianten erkennbar. Erfinderische Aspekte der vorliegenden Veröffentlichung können in weniger als allen Funktionen einer einzelnen vorstehenden veröffentlichten Ausführungsform liegen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine akustische Distanzmessschaltung einen Sendeverstärker, einen Empfangsverstärker, ein Steuergerät und eine Messschaltung. Der Sendeverstärker verfügt über einen Ausgang, der zur Verbindung mit einem Schallwandler ausgebildet ist, um ein akustisches Signal bereitzustellen und um eine vom Qualitätsfaktor abhängige Verzögerung des Schallwandlers bereitzustellen. Der Empfangsverstärker verfügt über einen Eingang, der für die Verbindung mit dem Schallwandler für den Empfang eines Pulses ausgebildet ist, und über einen Ausgang. Das Steuergerät liefert einen Schwellenwert für die Definition eines zeitabhängigen Größensignals als Reaktion auf eine räumliche Position des Schallwandlers und als Reaktion auf einen gemessenen Effekt eines vom Schallwandler erkannten Hintergrundrauschens. Die Messschaltung verfügt über einen Eingang, der mit dem Ausgang des Empfangsverstärkers gekoppelt ist, und über einen Ausgang für die Bereitstellung einer korrigierten Laufzeitmessung als Reaktion auf die Erkennung des Schwellenwerts. Die Messschaltung definiert eine Zeit, in der sich ein akustisches Signal zu einer ersten Position eines Hindernisses bewegt, als Reaktion auf die Übertragung des akustischen Signals vom Schallwandler, und erkennt ein Hindernis innerhalb einer vordefinierten Distanz bezüglich des Schallwandlers.
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Gemäß einem Aspekt dieser Ausführungsform umfasst die Messschaltung einen Digitalfilter mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des Empfangsverstärkers gekoppelt ist, mit einem Ausgang für die Bereitstellung eines gefilterten Signals und mit einem Ausgang für die Bereitstellung einer vom Qualitätsfaktor abhängigen Verzögerung des Digitalfilters, einen Anstiegsflankendetektor mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des Digitalfilters gekoppelt ist, und mit einem Ausgang für die Bereitstellung einer ersten Größe und einer ersten Zeit, zu der eine steigende Flanke des vom Empfangsverstarker empfangenen Pulses den Schwellenwert schneidet, und einen Peak-Detektor mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des Digitalfilters gekoppelt ist, und mit einem Ausgang für die Bereitstellung einer Größe des vom Empfangsverstärker zu einer Spitzenzeit empfangenen Pulses, als Reaktion auf die Erkennung eines Hindernisses innerhalb der vordefinierten Distanz bezüglich des Schallwandlers gemäß dem gefilterten Signal. Gemäß diesem Aspekt kann das Sensormodul ein erstes Korrekturmodul und ein Laufzeitkorrekturmodul umfassen, wobei das erste Korrekturmodul über einen Eingang verfügt, der mit dem Anstiegsflankendetektor und dem Peak-Detektor gekoppelt ist, und über einen Ausgang für die Bereitstellung eines Korrekturverhältnisses, wobei das Korrekturverhältnis ein Verhältnis der ersten Größe, wenn eine steigende Flanke der Größe des vom Empfangsverstärker empfangenen Pulses den Schwellenwert schneidet, und der Größe des vom Schallwandler zur Spitzenzeit empfangenen Pulses ist, und das Laufzeitkorrektur-Berechnungsmodul verfügt über einen Eingang, der mit dem Ausgang des ersten Korrekturmoduls gekoppelt ist, und über einen Eingang für den Empfang der vom Qualitätsfaktor abhängigen Verzögerung des Digitalfilters, über einen Eingang für den Empfang der vom Qualitätsfaktor abhängigen Verzögerung des Schallwandlers und über einen Ausgang für die Bereitstellung einer Ausgleichszeit für die Berechnung einer korrigierten Laufzeit eines akustischen Signals als Reaktion auf das Auftreffen auf das Hindernis an einer ersten Position innerhalb der vordefinierten Distanz bezüglich des Schallwandlers gemäß dem gefilterten Signal.
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Gemäß einem anderen Aspekt umfasst die Messschaltung ein Laufzeitmodul mit einem Eingang, der mit einem Ausgang des Peak-Detektors gekoppelt ist, mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des Laufzeitkorrektur-Berechnungsmoduls gekoppelt ist, und mit einem Ausgang für die Bereitstellung der korrigierten Laufzeit eines akustischen Signals als Reaktion auf das auf das Hindernis treffende akustische Signal. In diesem Fall kann das erste Korrekturmodul ferner das Verhältnis zusätzlich mit einem Faktor von einhundert multiplizieren. Das Laufzeitmodul kann außerdem die korrigierte Laufzeit angeben, wenn die Ausgleichszeit, die vom Ausgang des Laufzeitkorrektur-Berechnungsmoduls bereitgestellt wird, von der ersten Zeit, zu der die steigende Flanke der Größe des vom Empfangsverstärker empfangenen Pulses den Schwellenwert schneidet, abgezogen wird. Die vom Qualitätsfaktor abhängige Verzögerung des Digitalfilters kann dynamisch ausgewählt werden, wenn die Größe des Pulses erkannt wird.
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Gemäß noch einen anderen Aspekt kann die vom Qualitätsfaktor abhängige Verzögerung des Digitalfilters dynamisch eine Verzögerung der Messschaltung bestimmen. In diesem Fall kann eine vom Qualitätsfaktor abhängige Verzögerung des Wandlers als Reaktion auf die Erkennung der vom Qualitätsfaktor abhängigen Verzögerung des Digitalfilters, die kleiner ist als eine vorgegebene vom Qualitätsfaktor abhängige Verzögerung, dynamisch eingegeben werden, wenn die Größe des Pulses erkannt wird. Des Weiteren kann sich eine Reaktionszeit des Digitalfilters automatisch verlängern, wenn ein Anstieg der vom Qualitätsfaktor abhängigen Verzögerung des Digitalfilters erkannt wird.
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In einer anderen Ausführungsform umfasst eine akustische Distanz einen Sendeverstärker, einen Empfangsverstärker und eine Messschaltung. Der Sendeverstärker dient der Erzeugung eines akustischen Signals für einen Schallwandler zu einer ersten Zeit, wobei der Schallwandler das akustische Signal überträgt, um eine erste Position eines Hindernisses zu bestimmen. Der Empfangsverstärker dient der Erkennung eines Pulses am Schallwandler als Reaktion auf das auf das Hindernis innerhalb einer vorgegebenen Distanz treffende akustische Signal. Die Messschaltung dient der Erkennung einer ersten Zeit und einer ersten Größe als Reaktion auf eine steigende Flanke des Pulses, die einen festgelegten Schwellenwert schneidet, dient der Erkennung einer zweiten Größe als Reaktion auf die Erkennung einer ersten Spitze des Pulses und der Bestimmung einer Laufzeit des akustischen Signals innerhalb der vorgegebenen Distanz, wenn eine Ausgleichszeit aus einer Korrekturberechnungs-Nachschlagetabelle extrahiert wird, als Reaktion auf die Erkennung der ersten Größe und der zweiten Größe, und dient der Bereitstellung der Ausgleichszeit, die von der ersten Zeit abgezogen werden soll, wobei eine Differenz zwischen der Ausgleichszeit und der ersten Zeit die Laufzeit darstellt.
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Gemäß einem Aspekt dieser Ausführungsform wird eine erste Position des Hindernisses innerhalb der vorgegebenen Distanz geschätzt, wobei die Laufzeit einer Erkennung der ersten Position des Hindernisses entspricht.
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Gemäß einem anderen Aspekt wird eine steigende Flanke des Pulses erkannt, und als Reaktion auf die Erkennung der steigenden Flanke des Pulses am festgelegten Schwellenwert werden die erste Zeit und die erste Größe gespeichert. Gemäß diesem Aspekt kann die erste Spitze des Pulses erkannt werden, wobei die erste Spitze des Pulses die zweite Größe darstellt, und als Reaktion auf die Erkennung der ersten Spitze des Pulses wird die zweite Größe gespeichert. In diesem Fall kann ein Verhältnis der ersten Größe und der zweiten Größe erkannt werden, und die Bestimmung des Verhältnisses kann außerdem die Bereitstellung des Verhältnisses der ersten Größe und der zweiten Größe multipliziert mit einem Faktor von einhundert für die Korrekturberechnungs-Nachschlagetabelle umfassen. In diesem Fall kann die Ausgleichszeit aus der Korrekturberechnungs-Nachschlagetabelle extrahiert werden, wobei die Ausgleichszeit dem Verhältnis der ersten Größe und der zweiten Größe innerhalb der Korrekturberechnungs-Nachschlagetabelle entspricht.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt kann ein Start eines Pulses als Reaktion auf das akustische Signal, das das Hindernis schneidet, erkannt werden, und als Reaktion auf den Empfang einer ersten Größe, wenn der Puls den festgelegten Schwellenwert schneidet, kann eine vom Qualitätsfaktor abhängige Verzögerung bestimmt werden, wobei die vom Qualitätsfaktor abhängige Verzögerung eine Maximalzeit für den Empfang der Übertragung einer Pulsmessung bestimmt, bevor einem Steuergerät eine Laufzeitmessung bereitgestellt wird. Gemäß diesem Aspekt kann eine Zeit bestimmt werden, wenn die vom Qualitätsfaktor abhängige Verzögerung größer ist als eine Spitzenerkennungszeit, und als Reaktion darauf, dass die vom Qualitätsfaktor abhängige Verzögerung kleiner ist als die Spitzenerkennungszeit, kann die vom Qualitätsfaktor abhängige Verzögerung dynamisch erhöht werden, wodurch eine Reaktionszeit eines entsprechenden Digitalfilters erhöht wird, und dem Steuergerät kann eine korrigierte vom Qualitätsfaktor. abhängige Verzögerung als eingestellte maximale Aufzeichnungszeit der Laufzeit bereitgestellt werden.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt können programmierbare Werte empfangen werden, die dem festgelegten Schwellenwert entsprechen, wobei der festgelegte Schwellenwert ein zeitabhängiger Schwellenwert ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann das akustische Signal vom Schallwandler gefiltert werden, um ein gefiltertes Signal bereitzustellen, und das Hindernis kann als Reaktion auf den Empfang des gefilterten Signals erkannt werden.
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Des Weiteren umfassen einige der hierin beschriebenen Ausführungsformen einige aber nicht alle in anderen Ausführungsformen enthaltene Merkmale. Daher sollen Kombinationen aus Merkmalen verschiedener Ausführungsformen zum Umfang der Veröffentlichung gehören und unterschiedliche Ausführungsformen bilden, wie es von Fachleuten verstanden werden würde.
