EP3381024A1 - Classifying one or a plurality of reflection objects - Google Patents

Classifying one or a plurality of reflection objects

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Publication number
EP3381024A1
EP3381024A1 EP16801488.4A EP16801488A EP3381024A1 EP 3381024 A1 EP3381024 A1 EP 3381024A1 EP 16801488 A EP16801488 A EP 16801488A EP 3381024 A1 EP3381024 A1 EP 3381024A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
echo signal
data
ultrasonic
ultrasound
data point
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16801488.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Volker Mathis LÜCKEN
Nils VOSS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ice Gateway GmbH
Original Assignee
Ice Gateway GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ice Gateway GmbH filed Critical Ice Gateway GmbH
Publication of EP3381024A1 publication Critical patent/EP3381024A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S7/539Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
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    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
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    • G08G1/0108Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions based on the source of data
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    • G08G1/0133Traffic data processing for classifying traffic situation
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    • G08G1/01Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/04Detecting movement of traffic to be counted or controlled using optical or ultrasonic detectors

Definitions

  • Field Exemplary embodiments of the invention relate to the classification of one or more reflection objects in the detection range of an ultrasonic sensor.
  • Ultrasonic sensors as other non-intrusive sensors, have so far been used in road traffic primarily in parking aid systems of vehicles for distance measurement. It is only evaluated whether and at what distance a transmitted ultrasonic pulse is reflected first. However, such evaluations of the initial reflection are not sufficient for the exact detection of moving and stationary objects as well as for the classification of the objects, if other objects are also within the detection range. Ultrasonic sensors are particularly sensitive to disturbances and changes in the environment detected by the ultrasonic sensors, such as background reflections of the environment, the ground and fixed objects, and movement of tree branches by the wind and the like. Ultrasonic sensors have therefore not been used in systems for detecting moving and stationary objects in a complex environment. Summary of some exemplary embodiments of the invention
  • the present invention has, inter alia, the task of overcoming these problems.
  • a method which comprises methods:
  • the ultrasound echo signal data comprises a plurality of data points, the ultrasound echo signal data at least partially representing an ultrasound echo signal detected by an ultrasound sensor, and wherein the
  • Ultrasound echo signal comprises reflections on one or more reflection objects resulting signal components
  • the method according to the invention and / or the steps of the method according to the invention are carried out, for example, by a device such as the device according to the invention described below.
  • a device such as the device according to the invention described below.
  • the method according to the invention and / or the steps of the method according to the invention to be carried out by different devices of a system such as the system according to the invention described below.
  • a computer program is further disclosed, the computer program comprising program instructions which include a processor for executing and / or controlling the computer program
  • the computer program according to the invention can be used, for example, via a network such as the Internet, smart city infrastructures and smart building solutions such as that of the company ICE
  • Gateway GmbH distributed ICE Gateway, other open source solutions we Raspberry PI, a telephone or mobile network and / or a local network be distributed.
  • the invention
  • Computer program may be at least partially software and / or firmware of a processor, and / or software and / or firmware of an embedded system. It may equally be at least partially implemented as hardware.
  • the computer program according to the invention can be stored, for example, on a computer-readable storage medium, for example a touchable, magnetic, electrical, electromagnetic, optical and / or other type Storage medium.
  • the storage medium may for example be part of the processor, for example a (non-volatile or volatile) program memory and / or main memory of the processor or a part thereof.
  • a device comprising:
  • Means adapted for the execution and / or control of the method according to the invention or respective means for carrying out and / or controlling the steps of the method according to the invention are arranged to execute and / or control the method or steps of the invention (e.g., except for the steps performed by a user).
  • One or more of the steps of the method of the invention may also be carried out and / or controlled by the same means.
  • one or more of the means of the device may be at least partially formed by one or more processors.
  • the device according to the invention comprises at least one circuit which is set up to cause the device to execute and / or control at least the method according to the invention and / or the steps of the method according to the invention. Either all steps of the method according to the invention can be controlled, or all steps of the
  • a circuit should be understood to mean, for example, an implementation of the means of the device according to the invention only in hardware and / or an implementation of the means of the device according to the invention with a combination of hardware and software.
  • Implementation of hardware only means of the invention includes digital and / or analog circuits (e.g., digital and / or analog circuits only) such as configurable digital logic.
  • the device according to the invention comprises at least one digital and / or analog circuit which is set up to cause the device to execute and / or control at least the method according to the invention and / or the steps of the method according to the invention
  • An implementation of the means of the device according to the invention with a combination of hardware and software comprises, for example, at least one processor and at least one Memory with program instructions.
  • the device according to the invention comprises a processor and at least one memory which contains program code, wherein the memory and the program code are arranged, together with at least one processor, to cause the device to at least the method according to the invention and / or the steps of
  • a processor for example, a control unit, a microprocessor, a microcontroller such as a
  • Microcontroller a Digital Signal Processor (DSP), a
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • system comprising system:
  • one or more stationary ultrasonic sensors are one or more stationary ultrasonic sensors.
  • An ultrasound echo signal should, for example, be understood to be an ultrasound signal which is detected by an ultrasound sensor and comprises at least substantially signal portions attributable to reflections at one or more reflection objects.
  • a reflection object is to be understood, for example, as an object in the detection range of the ultrasound sensor, at which an ultrasound signal (for example one or more ultrasound pulses) is reflected.
  • a reflection object may be a moving object (i.e., a moving reflection object) or a non-moving object (i.e., a non-moving reflection object).
  • the detection range of the ultrasound sensor is, for example, the spatial area in the vicinity of the ultrasound sensor that can be monitored by the ultrasound sensor (for example the spatial area in which signal components due to reflections on one or more reflection objects in the direction of the ultrasound sensor can be detected by the ultrasound sensor).
  • the ultrasonic echo signal is detected by the ultrasonic sensor, for example, by measuring the signal strength of the ultrasonic echo signal.
  • the ultrasonic sensor is as
  • Ultrasonic detector formed. For example, the signal strength of one at the position of
  • Ultrasonic sensor detectable ultrasonic echo signal indirectly through one of the
  • Ultrasonic sensor comprised piezoelectric transducer detected and / or measured.
  • the piezoelectric transducer converts the ultrasonic echo signal into an electrical signal.
  • the value of the signal strength of the ultrasonic echo signal may be determined by measuring the voltage amplitude of that electrical signal.
  • the ultrasonic echo signal data can be obtained, for example, by analog-to-digital conversion of this electrical signal.
  • the ultrasound echo signal data are, for example, a representation of the time profile of the signal strength of the ultrasound echo signal detected by the ultrasound sensor.
  • the ultrasound echo signal data is preferably a digital representation of the time profile of the signal strength of the ultrasound echo signal detected by the ultrasound sensor.
  • the signal strength corresponds for example to the signal energy of the detected ultrasonic echo signal.
  • a data point of the ultrasound echo signal data includes a representation (e.g., a digital representation) of the value of the signal strength of the signal detected by the ultrasound sensor
  • Ultrasonic echo signal at a certain detection time may include, for example, a representation (e.g., a digital representation) of the acquisition time.
  • the detection time may also result from the position of the data point in the ultrasound echo signal data.
  • Ultrasonic echo signal data optional additional information such as frequency and / or
  • Phase information (e.g., the frequency spectrum per data point and / or the phase position per data point).
  • Obtaining the ultrasonic echo signal data includes, for example, measuring the signal strength of the ultrasonic echo signal and / or determining the value of the signal strength or others
  • the ultrasonic sensor is for example a part of the device according to the invention.
  • obtaining the ultrasound echo signal data may also include receiving the ultrasound echo signal data from the ultrasound sensor.
  • the ultrasonic sensor is not part of the device according to the invention.
  • the ultrasound echo signal data are communicated, for example, from the ultrasound sensor to the device according to the invention.
  • the inventive apparatus includes communication means configured to receive the ultrasound echo signal data from the ultrasound sensor.
  • An example of such communication means is a communication interface, for example a wireless communication interface such as a communication interface of a wireless communication technology or a wired communication interface such as a
  • RFID Radio Frequency Identification
  • NFC Near Field Communication
  • Bluetooth eg Bluetooth Version 2.1 and / or 4.0
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • RFID and NFC are specified in accordance with ISO standards 18000, 11784/11785 and ISO / IEC standards 14443-A and 15693.
  • the Bluetooth specifications are currently available on the internet
  • WLAN is specified in the standards of the IEEE 802.11 family.
  • Another example of a wireless communication technology is an over-the-air radio network technology, for example a mobile radio technology, for example Global System for Mobile Communications (GSM) and / or Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) and / or Long Term Evolution (LTE).
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • LTE Long Term Evolution
  • USB Universal Serial Bus
  • SPI Serial Peripheral Interface
  • I2C Inter-Integrated Circuit
  • the USB specifications are currently available on the Internet at www.usb.org.
  • a wired Ethernet communication interface could at the same time also be used to supply power to the device according to the invention and / or the ultrasound sensor in the context of a technique known as PoE (Power over Ethernet).
  • PoE Power over Ethernet
  • PoE is specified in the IEEE 802.3af-2003 standard. However, it should also be understood later and future versions of this standard or proprietary modifications under the term PoE.
  • PoE can be used both for supplying energy to the device according to the invention and / or the ultrasound sensor and as communication technology for communication of information and / or data between the device according to the invention and the ultrasound sensor.
  • Various communication protocols such as CoAP (Constrained Application Protocol) can be used.
  • CoAP is an application layer communication protocol specified inter alia in RFC 7252 of the IETF (Internet Engineering Task Force).
  • a data point cluster is understood to mean a group of data points.
  • the data points of a data point cluster are similar.
  • data points are grouped into a data point cluster if one or more properties of the
  • Data points e.g., the locations of the data points within the ultrasound echo signal data
  • a similarity range e.g., a predetermined similarity range.
  • grouping multiple data points may be the same
  • Ultrasonic echo signal data to one or more data point clusters applying a
  • Clustering algorithm on the data points of the ultrasonic echo signal data include. By choosing a suitable similarity range and / or a suitable clustering algorithm For example, data points are grouped into one or more data point arrays, which at least essentially represent reflections on a particular reflection object attributable signal components of the ultrasonic echo signal. This makes it possible to distinguish signal components of the ultrasonic echo signal that are at least essentially due to reflections at different reflection objects.
  • characteristic data of the respective data point cluster can be determined.
  • the characteristics describe characteristics of the data point clusters and / or characteristics of the data point clusters. Examples of such properties and characteristics are the localization, distribution, shape, morphology, pattern, and extent of a data point cluster. Further examples of this are the reflection energy and signal propagation time of the signal portion of the ultrasound echo signal data represented by a data point cluster (e.g., at least substantially due to reflections on a reflection object)
  • characteristic data are amplitude, frequency and / or phase information.
  • the characteristics are determined at least in part depending on the values of the signal strength represented by one or more data points (e.g., multiple data points of a data point cluster) and / or the detection times represented by one or more data points.
  • the characteristics include a value and / or an average value (e.g., an average) of the amplitude, frequency, and / or phase of the signal portion of the ultrasonic echo signal represented by one or more data points (e.g., multiple data points of a data point cluster).
  • one or more of the reflection objects are classified at least in part based on the characteristics obtained as a result of the determination.
  • the characteristics are selected to allow distinguishing different types of reflection objects and classifying the reflection objects accordingly.
  • various types of reflection objects for example, various traffic objects such as pedestrians, cyclists, and motor vehicles can be distinguished from each other by the characteristics. For example, based on phase and / or frequency information, the speed of the reflection objects
  • Reflection objects are estimated and / or determined so that reflection objects with
  • At least fast and slow moving reflection objects can be detected using phase and / or frequency information can be distinguished. This distinction is taken into account, for example, in classifying. For example, a fast-moving reflection object may speak for a classification as a motor vehicle, whereas a slow-moving reflection object might speak for a classification as a pedestrian or a cyclist, for example.
  • further characteristics of the reflection objects such as the dimensions and / or the position, can be determined and / or estimated on the basis of the characteristic data and taken into account in the classification.
  • the classification can be performed, for example, locally by the device according to the invention. It is also possible that the classification by one or more
  • Devices according to the invention for a local group of devices according to the invention for example a group of devices according to the invention of the system according to the invention.
  • the classifying may also be performed, for example, by a server (e.g., a server of the
  • the classification can also be performed distributed by different devices and / or servers.
  • the present invention thus makes it possible to evaluate the ultrasound echo signal with regard to signal components which are at least essentially reflective to reflections at different wavelengths
  • Reflection objects in the detection range of the ultrasonic sensor go back, and is not limited to the evaluation of Warreffletation.
  • different classes of reflection objects in the detection range of the ultrasonic sensor such as various (e.g., moving) traffic objects can be recognized and discriminated.
  • the detection range of an ultrasonic sensor can be increased, for example, an ultrasonic sensor for traffic monitoring of multiple lanes or for monitoring multiple parking spaces can be used. If the evaluation of the
  • Ultrasonic echo signal is limited to the Clearrefletation, however, only a lane or a parking lot can be sensibly monitored by an ultrasonic sensor.
  • each data point represents the
  • Ultrasonic echo signal data the value of the signal strength of the detected ultrasonic echo signal in each case at a detection time.
  • one data point includes the Ultrasonic echo signal data, for example, a representation (eg, a digital representation) of the value of the signal strength of the ultrasonic echo signal detected by the ultrasonic sensor at a certain detection time.
  • a representation of a value of the signal strength is, for example, a digital value which corresponds at least substantially to the value of the signal strength (eg a rounded value or a digitized value of the signal strength).
  • a data point may include, for example, a representation (eg, a digital representation) of the acquisition time.
  • a representation of the detection time is, for example, a digital value that at least substantially corresponds to the date and time of the detection time (eg the Unix time and / or the POSIX time of the detection time).
  • the ultrasonic sensor is stationary.
  • the ultrasonic sensor is permanently located at a specific position (for example, a geographical and / or spatial position).
  • the ultrasonic sensor is permanently installed and / or mounted at this position.
  • the ultrasonic sensor is in a sidefire configuration (e.g., in an oblique and / or angular orientation, e.g., in an oblique and / or angular orientation to the
  • Detection area and / or to a ground surface e.g. the soil surface in the
  • Detection area installed and / or mounted. This has the effect that the detection range of the ultrasonic sensor can cover a larger area than, for example, in a vertical orientation to the detection area and / or to a floor surface. Further are
  • the ultrasonic sensor is pivotable.
  • the ultrasonic sensor is mechanically pivotable and / or the detection direction of the ultrasonic sensor is electronically pivotable (e.g., by a phased array receiving arrangement).
  • the ultrasonic sensor part of a portable device (e.g., a vehicle).
  • the ultrasound sensor may be part of a plurality of ultrasound sensors, for example part of an ultrasound sensor array.
  • the system of the invention includes such a plurality of ultrasonic sensors.
  • a plurality of ultrasonic sensors may be arranged to be one
  • the results from ultrasonic sensor to ultrasonic sensor can be further optimized, for example.
  • the method according to the invention furthermore comprises the emission and / or the initiation of the emission of one or more ultrasound pulses.
  • the transmitted ultrasound pulses are based on a time-limited prototype pulse that is modulated and / or frequency-shifted to an ultrasound carrier frequency (eg, 44 kHz).
  • the ultrasonic pulses are emitted at regular intervals, so that the time difference between the transmission times of two successive ultrasonic pulses is always the same.
  • the point in time at which the emission of the ultrasonic pulse starts is to be understood by a transmission time of an ultrasonic pulse.
  • the ultrasound pulses are, for example, the same and / or the ultrasound pulses have, for example, the same pulse length.
  • the ultrasonic pulses may also be uneven and / or emitted at irregular intervals and / or with different pulse lengths.
  • Embodiments are also possible in which the time intervals between two successive ultrasonic pulses and / or the pulse length of the ultrasonic pulses are variable.
  • the ultrasonic pulses are emitted from the ultrasonic sensor.
  • the ultrasonic sensor is formed, for example, as a combined ultrasonic transmitter and ultrasonic detector.
  • the ultrasound pulses are emitted by a suitably arranged ultrasound transmitter separate from the ultrasound sensor.
  • the ultrasonic transmitter is stationary. Under stationary, as described above for ultrasonic sensor, it should be understood, for example, that the ultrasonic transmitter is permanently at a certain position. For example, the ultrasonic transmitter is permanently installed and / or mounted at this position.
  • the ultrasonic transmitter is installed and / or mounted in a sidefire configuration (e.g., in an oblique and / or angular orientation, e.g., in an oblique and / or angular orientation to a ground surface, e.g., the ground surface).
  • a sidefire configuration e.g., in an oblique and / or angular orientation, e.g., in an oblique and / or angular orientation to a ground surface, e.g., the ground surface.
  • the ultrasonic transmitter is pivotable.
  • the ultrasonic transmitter is mechanically pivotable and / or the transmission direction of the ultrasonic transmitter is electronically pivotable (e.g., by a phased array transmitter).
  • the ultrasonic transmitter part of a portable one
  • Device e.g., a vehicle.
  • the device according to the invention comprises the ultrasonic transmitter.
  • the device according to the invention can be the ultrasonic transmitter
  • the device according to the invention comprises communication means which are set up to communicate a corresponding drive signal to the ultrasound transmitter.
  • communication means for example a wireless communication interface or a wired one
  • the ultrasonic transmitter is not part of the device according to the invention.
  • An ultrasonic transmitter comprises, for example, a piezoelectric transducer which, for example, converts an electrical signal into an ultrasonic pulse.
  • the ultrasound transmitter (and / or the ultrasound sensor formed as a combined ultrasound sensor and ultrasound detector) may, for example, be part of a plurality of ultrasound transmitters
  • the system according to the invention comprises such a plurality of ultrasound transmitters (and / or ultrasound sensors).
  • Each ultrasonic pulse emitted by another ultrasound transmitter of a plurality of ultrasound transmitters and / or another ultrasound sensor of a plurality of ultrasound sensors has, for example, a different ultrasound carrier frequency. This has the effect of being on
  • Reflections of ultrasound pulses of different ultrasonic transmitter and / or ultrasonic sensors returning signal components in an ultrasonic echo signal for example by a
  • Bandpass filtering can be at least substantially separated.
  • the method according to the invention can comprise, for example, such bandpass filtering of the ultrasonic echo signal detected by the ultrasonic sensor.
  • the ultrasound echo signal data obtained can represent, for example, a corresponding band-filtered ultrasound echo signal, which is at least essentially reflected by reflections from
  • Ultrasonic pulses of a single ultrasonic transmitter comprises returning signal components.
  • the reflections comprise at least substantially reflections of the emitted ultrasonic pulses at the reflection objects.
  • the ultrasonic echo signal includes signal components that are at least substantially
  • the method according to the invention further comprises subdividing the ultrasound echo signal data into a plurality of ultrasound echo signal data blocks, wherein the ultrasound echo signal data blocks have successive periods of time
  • each of the time periods begins with the transmission time of an ultrasonic pulse.
  • the time period length of each of the time sections corresponds, for example, to the time difference between the transmission times of two successive ultrasonic pulses.
  • Transmission points of two consecutive ultrasonic pulses is always the same, data points that are located at the same position in different ultrasonic echo signal data blocks, each with the same signal delay time (starting from the transmission time at the beginning of the respective period) are associated.
  • a detection time shall be understood to be associated with a signal delay if the time difference between the detection time and a
  • Transmission time of a previously transmitted ultrasonic pulse corresponds to the signal delay.
  • Ultrasonic pulse and a detection time of the attributable to one or more reflections of the ultrasonic pulse signal components are understood in an ultrasonic echo signal.
  • This embodiment is advantageous, for example, if the ultrasound pulses are each emitted by a stationary ultrasound transmitter and / or stationary ultrasound sensor and the
  • Ultrasonic echosignal be detected by a stationary ultrasonic sensor, since in such a scenario, reflect on reflections of multiple ultrasound pulses on a reflection object at a certain distance in a certain distance signal components of the detected ultrasonic echo signal in each case the same distance and thus have the same signal propagation time.
  • the data points which are located at the same position in different ultrasound echo signal data blocks in this scenario each represent a signal component of the ultrasound echo signal that is at least essentially a reflection of the respective ultrasound pulse on a reflection object at the same distance (eg in the same distance) Distance from the ultrasonic sensor and / or ultrasonic transmitter) goes back.
  • the method according to the invention further comprises determining a graphical representation of the ultrasound echo signal data at least partially in dependence on the ultrasound echo signal data blocks.
  • a graphically representable ultrasonic echo signal data structure is obtained, such as a two-dimensional data field and / or a data array and / or a graphics file (eg, a graphics file in an image data format such as the bitmap format, BMP format, the graphical representation for example, a two-dimensional representation of
  • Ultrasonic echo signal data is for example a graphical interpretation and / or abstraction of the ultrasound echo signal data.
  • the graphical representation is and / or includes a pixel array having pixels arranged in a raster (e.g., the ultrasound echo signal data structure obtained as a result of determining the graphical representation may be represented as a pixel array). For example, each pixel of the pixel array depending on a data point of the
  • Ultrasonic echo signal data determined. For example, the color, coloration and / or gray level of a pixel is determined as a function of the value of the signal strength represented by the respective data point.
  • adjacent pixels in a raster column of the raster become, for example, successive data points of a respective ultrasound echo signal data block
  • Ultrasound echo signal data blocks determined; and adjacent pixels in a raster line of the raster become, for example, data points that are in successive
  • Ultrasonic echo signal data blocks are located (e.g., at the same position in consecutive ultrasonic echo signal data blocks). This has the effect, for example, that when each of the time periods represented by the ultrasonic echo signal data blocks coincides with the
  • Transmission time of an ultrasonic pulse begins and the time period length of each of the time segments, for example, the time difference between the transmission times of two successive
  • Ultrasonic pulses corresponding to the pixels of a grid column are determined at least substantially by a respective ultrasonic impulse response (i.e., at least substantially by reflections of the ultrasound pulse emitted at the beginning of the respective time period).
  • the pixels located at the same position in different grid columns represent, for example, a signal component of the signal represented by the ultrasonic echo signal data
  • Ultrasonic echo signal at least substantially to a reflection of the respective Ultrasonic pulse at a reflection object in each case at the same distance (eg at the same distance from the ultrasonic sensor and / or ultrasonic transmitter) goes back.
  • the signal component of the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data which is based on reflections of a plurality of successive ultrasound pulses on an immobile reflection object is represented in such a pixel arrangement by, for example, pixels located in successive raster columns at the same position.
  • the signal component of the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data due to reflections of a plurality of successive ultrasound pulses on a moving reflection object is represented in such a pixel arrangement, for example by pixels which are located at different positions in successive raster columns.
  • the method of the invention involves applying a
  • An image processing algorithm such as a two-dimensional filter (e.g., a two-dimensional Hamming filter) on the graphical representation and / or a graphically representable ultrasound echo signal data structure obtained as a result of determining the graphical representation.
  • grouping multiple data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters is based at least in part on the graphical representation (e.g., the pixel array described above) and / or a graphically representable ultrasound echo signal data structure obtained as a result of determining the graphical representation.
  • grouping multiple data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters includes applying a clustering algorithm to the graphical representation (e.g., the pixel array described above) and / or one as a result
  • the clustering algorithm can be, for example, a hierarchical, a density-based or a partitioning clustering algorithm as well as a combination of different clustering algorithms be.
  • An example of a density-based clustering algorithm is the DBSCAN (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise) algorithm.
  • grouping a plurality of data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters comprises
  • a clustering algorithm to the ultrasonic echo signal data and / or data points of the ultrasonic echo signal data. This can be done, for example, by applying a clustering algorithm to the graphical representation (e.g., the pixel array described above) and / or a graphically-representable ultrasound echo signal data structure obtained as a result of determining the graphical representation.
  • the graphical representation e.g., the pixel array described above
  • a graphically-representable ultrasound echo signal data structure obtained as a result of determining the graphical representation.
  • the characteristics comprise at least one or more of the following information:
  • a data point cluster e.g., a data point cluster of data point clusters
  • Information about a signal delay of the signal component of the ultrasonic echo signal represented by the ultrasound echo signal data, represented by the data points of a data point cluster (e.g., a data point cluster of the data point clusters).
  • the characteristics are, for example, at least partially depending on the
  • Ultrasound echo signal data determined (e.g., at least in part, as a function of one or more data points of the ultrasound echo signal data).
  • the characteristics include, for example, amplitude, frequency and / or phase information.
  • Amplitude information may be obtained, for example, by determining an average of the amplitude (eg, an average of the signal strength) of the signal portion of the ultrasonic echo signal represented by one or more data points of a data point cluster (eg, a data point cluster of data point clusters). By an average, for example, the median, the arithmetic mean and / or the geometric mean to be understood. For example, the characteristics include one or more such averages as Amplitude information, Such amplitude information, for example, allow conclusions about the signal component of a previously transmitted reflected by a reflection object
  • Frequency information may be obtained, for example, by determining a frequency spectrum of the signal portion of the ultrasonic echo signal represented by one or more data points of a data point cluster and / or a frequency difference between the frequency of one or more data points of a data point cluster (eg, a data point cluster of data point clusters ) signal component of the ultrasonic echo signal and the frequency of a previously transmitted ultrasonic pulse are obtained.
  • the characteristics include a representation of the frequency spectrum and / or the value of the frequency difference as
  • Frequency information An analysis of the frequency spectrum can be, for example, evidence of a frequency shift due to the Doppler effect in a reflection on a moving
  • Reflection object result.
  • the presence of a frequency difference may directly indicate a frequency shift due to the Doppler effect of a reflection on a moving reflection object.
  • the frequency shift is dependent on the movement speed and the direction of movement of the reflection object.
  • Frequency information is thus advantageous, for example, to distinguish different fast-moving reflection objects from each other and to be able to classify accordingly.
  • Phase information may be obtained, for example, by determining a phase change between the phase of the data passing through one or more data points of a data point cluster (e.g.
  • phase of the signal portion of the ultrasonic echo signal represented by one or more other data points of the data point cluster may be determined by comparing the phases of the ultrasonic echo signal portions represented by multiple data points of a data point cluster of successive ultrasonic echo signal data blocks.
  • a phase change may, for example, be due to a reflection on a moving reflection object. The phase change is dependent on the movement speed and the direction of movement of the reflection object. Phase information is thus advantageous, for example, to distinguish different fast moving reflection objects from each other and to be able to classify accordingly.
  • the characteristic data can contain information about the reflection energy and / or signal propagation time of the (eg a data point cluster of the data point cluster) represented by a data point cluster (eg, at least substantially reflections on a reflection object declining) signal portion of the signal represented by the ultrasonic echo signal data
  • Information about the reflection energy may be obtained, for example, by determining the value of the energy of the signal portion of the one of the .sup. (1) signal represented by a data point cluster (e.g., at least substantially due to reflections on a reflection object)
  • Ultrasonic echo signal data representative ultrasonic echo signal can be obtained.
  • the characteristics include one or more such energy values as information about the reflection energy. If necessary, these characteristics allow conclusions to be drawn about the reflection surface and / or the reflection angle.
  • Signal propagation time information can be obtained, for example, by determining the signal propagation time of the data point cluster represented by one or more data points of a data point cluster (e.g.
  • Signal component of the ultrasonic echo signal represented by the ultrasound echo signal data can be obtained.
  • the minimum and maximum signal propagation times of the signal component represented by a data point cluster e.g., at least substantially due to reflections on a reflection object
  • Ultrasonic echo signal can be determined.
  • the characteristics include one or more values of such signal propagation time as signal propagation time information.
  • These characteristic data are, for example, an indication of the position of the reflection object, such as the distance between the reflection object and the ultrasound sensor and / or ultrasound transmitter.
  • these characteristics allow, for example, conclusions on outside dimensions of the reflection object (e.g., a height and / or width of the reflection object). For example, outside dimensions of a
  • Reflection object at least partially determined and / or estimated depending on these characteristics (for example, by a comparison with corresponding characteristics when no reflection on a reflection object or a reflection takes place on another reflection object).
  • outer dimensions of different reflection objects can be compared. This is advantageous, for example, to reflection objects with different outer dimensions
  • the characteristic data can describe, for example, characteristic properties of the data point clusters. These include, for example, information about the location, distribution, shape, morphology, pattern, and extent of a data point cluster. For example, these characteristics allow a description and analysis of the backscatter pattern.
  • information about the localization, distribution, shape, morphology, pattern and extent of a data point cluster is meant, for example, the geometric shape of a reflection pattern and / or the energy distribution in the different dimensions and / or the typical reflection paths of a particular object and / or object type , This is advantageous, for example, in order to be able to recognize typical reflection patterns for certain types of reflection objects.
  • the classification of one or more of the reflection objects comprises one or more of the following steps: detection of one or more of the reflection objects,
  • Reflection objects to an object class The detection of one or more of the reflection objects should, for example, be understood as the detection of the presence of one or more reflection objects in the detection area of the ultrasound sensor. This can be done, for example, based on the data point clusters. For example, it is assumed that the data points of a data point cluster at least substantially represent rejections of the ultrasound pulses on a reflection object attributable signal components of the ultrasound echo signal. Accordingly, one or more of the reflection objects are recognized, for example, when the data points become one or more
  • An object class includes, for example, reflection objects of a certain type, for example, traffic objects of a certain type, such as pedestrians, cyclists, motor vehicles (e.g.
  • the reflection objects e.g., the detected reflection objects
  • the reflection objects are assigned (i.e., classified as an object of that object class) to an object class.
  • such assignment of the reflection objects to an object class can be done, for example, by a machine learning algorithm and / or a machine learning technique.
  • the assignment of the reflection objects to an object class can also be based on a given
  • Decision tree done. For example, in a first stage of a decision tree for assigning the reflection objects to a traffic object class, it can be decided whether the respective reflection object is a pedestrian, a bicycle or a motor vehicle, and be assigned accordingly. This assignment may, for example, at least partially in response to an estimated and / or specific speed of the respective reflection object.
  • Reflection object are taken.
  • Traffic object class cyclists and reflection objects with an estimated speed greater than 25 km / h of traffic object class motor vehicles are assigned.
  • characteristics of the reflection objects such as external dimensions and / or the position (such as the distance between the light source) and the position can be determined on the basis of the characteristic data
  • Reflection object and the ultrasonic sensor and / or ultrasonic transmitter determined and / or estimated and taken into account in the assignment. Subsequently, in an optional further stage of the decision tree, if it has been decided that the respective reflection object is a motor vehicle, it may be decided whether it is a lorry or a truck
  • Passenger car or a motorcycle / scooter The assignment can be further refined in optional further stages of the decision tree.
  • a probability for the membership of the reflection objects to an object class is determined.
  • the reflection objects are then assigned, for example, to the object class with the highest probability.
  • the determination of the probability is advantageous, for example, in order to allow more accurate extrapolations, for example in the case of statistical evaluations (for example a traffic statistic and / or an averaging over time).
  • the method further comprises estimating and / or determining (e.g., approximating) location and / or motion information of one or more of the reflection objects.
  • the signal propagation time of a signal component of the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data is dependent on the distance in which a reflection object from the ultrasound transmitter and / or the ultrasound sensor is located. Accordingly, you can
  • Location information (eg the distance) of a reflection object can be estimated and / or determined, for example, based on the signal propagation time of a signal component of the ultrasound echo signal at least substantially reflected by the reflection object.
  • Movement information can for example be estimated and / or determined based on frequency and / or phase information of a signal component of the ultrasound echo signal, which is at least substantially reflected by the reflection object, of the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data.
  • an analysis of the frequency spectrum of the signal component may, for example, give indications of a frequency shift due to the Doppler effect in a reflection on a moving reflection object.
  • the presence of a frequency difference may also directly indicate a frequency shift due to the Doppler effect in a reflection on a moving reflection object.
  • Frequency shift is dependent on the speed and the direction of movement of the reflection object, so that the speed and the direction of movement can be estimated and / or determined based on it.
  • Motion information is a value of the velocity and / or a representation of the direction of the reflection object. According to an exemplary embodiment of the invention, the classification of the
  • Ultrasound echo signal data at least in part depending on a machine learning algorithm and / or a machine learning technique.
  • Machine learning may be in the form of supervised machine learning or unsupervised machine learning, for example.
  • supervised machine learning for example, the result of the classifying is compared with reference results and / or data, and the
  • the reference results and / or data may be from another sensor (e.g., an imaging sensor such as a camera) or other device, or may be obtained through laboratory testing
  • reference results and / or data may be performed during an initial training phase or permanently.
  • machine learning may also include pre-information such as e.g. take into account the static environment of the detection range of the ultrasonic sensor (for example, the number and course of lanes as well as immobile objects such as houses in the detection area).
  • the method further comprises providing the result of classifying for one or more
  • Such an application can be realized, for example, by a computer program executed on a processor.
  • the result is communicated to the application and / or a device executing the application.
  • These devices can be, for example, a server, for example a cloud and / or backend server and / or one or more further devices according to the invention and / or a control device (eg a control device for controlling a light source such as one from the company ICE Gateway GmbH distributed ICE Gateway) act.
  • the inventive apparatus comprises communication means arranged to communicate the result of the classifying.
  • Communication means as described above, a communication interface, such as a wireless communication interface or a wired communication interface.
  • the application takes into account the results of classifying by a variety of devices of the invention.
  • the device executing the application receives (receives) the results of classifying a plurality of devices of the invention.
  • One possible application for classifying moving reflection objects is, for example, traffic counting and / or monitoring.
  • the respective object class eg traffic object class
  • the respective object class obtained as a result of the classification or a probability distribution of object classes of the recognized reflection objects
  • a traffic and / or vehicle density of the lanes located in the detection area of the ultrasound sensor can be determined.
  • location information can also be provided for this purpose, for example, to allow a traffic lane to precisely determine the traffic and / or vehicle density.
  • further information about individual reflection objects such as a location and motion information, complementary to this data exist.
  • a large-scale traffic counting and / or monitoring can be achieved, which incorporates the results of the classification at the respective locations of the plurality of devices according to the invention.
  • Another possible application for classifying reflection objects is, for example, parking space monitoring.
  • the respective object class eg vehicle type
  • the respective object class obtained as a result of the classification and location information of the detected reflection objects can be provided.
  • Detection range of the ultrasonic sensor parking lot for example, at least partially based on the provided results and, for example, further information about the parking lot (for example, location information, size information, etc.) and / or before
  • results For example, it is determined that the parking lot is occupied when, at the location of the parking lot, an object of a predetermined object class is recognized for a predetermined period of time. Also for this purpose, the results of the classification can be optionally taken into account by a plurality of devices according to the invention. In one possible application, the detected objects or the status (e.g., occupied or vacant) of one or more parking spaces may be further processed by the apparatus of the invention and / or to others
  • Devices are communicated (e.g., communicated to other device by means of communication from the device of the invention).
  • the communication link is, for example, a direct connection (e.g., a peer-to-peer connection via a wireless local area network such as WLAN) or an indirect connection (e.g., a connection over the Internet).
  • the other device is, for example, a mobile user device (e.g., a mobile phone such as a smartphone).
  • a user may, by means of his user device (e.g., by means of a computer program running thereon such as an app), have one
  • Another possible application is, for example, a controller. For example, if the provided result of the classification corresponds to a given result, then
  • Control a control signal (e.g., a predetermined control signal) are output. It will be understood that the control signal may depend, at least in part, on other results and / or events (e.g., signals detected by other sensors and / or other sensor types). Such a control signal may be used, for example, to drive an actuator (for example a lighting device and / or a camera). For example, the actuator may be activated by the control signal when a moving
  • the actuator is part of the device according to the invention.
  • the inventive device comprises communication means arranged to communicate the control signal to the actuator.
  • Communication means as described above, a communication interface, such as a wireless communication interface or a wired communication interface.
  • a communication interface such as a wireless communication interface or a wired communication interface.
  • Such an actuator is for example a lighting means and / or a control device for controlling a lighting means.
  • Visualization for users is conceivable.
  • a user visualization application provides a way to present the recognized data to a user, such as a Web site.
  • results of the classification can also be used as feedback, for example in order to influence the grouping of a plurality of data points of the ultrasound echo signal data, the determination of characteristic data and / or the normalization of the ultrasound echo signal data.
  • the method further comprises re-grouping a plurality of data points of a data point cluster into one or more new and / or existing data point clusters. This allows, for example, a correction of incorrectly grouped and / or separated data point clusters.
  • the method further comprises:
  • the other characteristics were determined at least partially as a function of other ultrasonic echo signal data.
  • the further ultrasound echo signal data may represent an ultrasound echo signal detected by another ultrasound sensor.
  • the further ultrasound echo signal data may represent, for example, the time profile of the signal strength of a further ultrasound echo signal, which is at least substantially dependent on reflections from
  • Ultrasonic pulses of another ultrasonic transmitter and / or ultrasonic sensor comprises returning signal components.
  • Ultrasonic echo signal data compared, summarized and / or enriched.
  • the merging of the characteristic data with further characteristic data should be understood to mean that the characteristic data are compared, combined and / or enriched with the further characteristic data.
  • the fused ultrasound echo signal data can, for example, with regard to different characteristics such as amplitude, signal delay, phase and frequency differences or more
  • Characteristics such as reflection patterns are evaluated. Basically, fusing can take place both before classifying and after classifying.
  • the merging is advantageous, for example, if it takes place before classifying in order to increase the data basis for the classification and thus to be able to improve the result of the classification, for example by using location information and / or
  • Triangulation techniques and / or other signal-level fusion techniques One way of doing this is beamforming that determining location information of one or more
  • Reflection objects based on fused ultrasound echo signal data e.g., multiple
  • the method further comprises normalizing the ultrasound echo signal data.
  • normalizing the ultrasound echo signal data comprises normalizing at least a first data point of the ultrasound echo signal data at least partially as a function of at least one second data point of the ultrasound echo signal data, wherein the first data point represents the value of the signal strength of the detected ultrasound echo signal at a first detection time, the second data point of the ultrasound echo signal data Represents the signal strength of the detected ultrasonic echo signal at an earlier second detection time, wherein normalized ultrasonic echo signal data comprising the normalized first data point is obtained as a result of normalizing the ultrasonic echo signal data.
  • the first data point and the second data point are associated with the same signal propagation time and / or are, for example, in the same position in successive ultrasound echo signal data blocks.
  • the ultrasound echo signal data By normalizing the ultrasound echo signal data, according to a first aspect, it should be understood, for example, that reflections of one or more previously emitted ultrasound pulses on immobile and / or quasi-stationary reflection objects result in the normalized ultrasound echo signal represented by the normalized ultrasound echo signal data according to the first aspect detected ultrasonic echo signal are at least partially reduced.
  • This first aspect is advantageous, for example, when moving reflection objects (for example traffic objects in the context of traffic monitoring) are to be classified in order in this case to interfere with reflections on immobile and / or quasi-stationary reflection objects to reduce returning signal components.
  • standardizing the ultrasound echo signal data in the present case is understood, for example, to be at least partially reduced to reflections of one or more ultrasound pulses previously emitted on moving objects in the normalized ultrasound echo signal represented by the normalized ultrasound echo signal data according to the second aspect compared to the detected ultrasound echo signal .
  • This second aspect is advantageous, for example, when non-moving reflection objects (for example in the context of parking space monitoring) are to be classified.
  • the normalization of at least the first data point of the ultrasound echo signal data according to the first and the second aspect takes place, for example, by determining a normalized first data point based at least on the first data point and the second data point. For example, a representation of a value of signal strength included in the normalized first data point is based on that of the first data point and the second data point
  • Obtained ultrasound echo signal data which include at least the normalized first data point.
  • normalizing at least the first data point includes at least one of:
  • the method further comprises applying an analysis and compensation algorithm to the
  • Ultrasonic echo signal data such as a multi-reflection analysis algorithm compensation and / or for propagation analysis / compensation. This is advantageous, for example, to compensate for different signal propagation times of the signal components due to reflections on a reflection object due to multiple reflections. This can be done, for example, by prior knowledge of the reflection patterns of different objects and / or learned information about reflection patterns, which enable compensation and / or further analysis.
  • the device according to the invention is a control device for controlling a luminous means, comprises a control device for controlling a luminous means and / or is part of a control device for controlling a luminous means.
  • the device according to the invention comprises means which are arranged to control one or more light sources.
  • the control may be at least partially dependent on the result of classifying the ultrasound echo signal data.
  • Control device is for example a control device for a traffic light system and / or one or more street lamps.
  • Such a control device for controlling a luminous means of a lamp in the outer region is described for example in the patent application with the file reference DE 10 2014 102 678.0, which is incorporated herein by reference. Furthermore, such a device is for example a device manufactured by the company ICE Gateway under the product name ICE Gateway.
  • a luminous means for example a luminous means connected to the device
  • the luminous means are switched on, switched off and / or dimmed.
  • the device according to the invention further comprises one or more
  • Power supply means For example, the power supply means are set up with the
  • the lighting means are controlled by controlling the power supply means.
  • Power supply means a power converter, a controllable driver circuit and / or a controllable voltage converter (for example, a controllable DC-DC converter).
  • the luminous means is preferably a DC-based luminous means.
  • the illuminant is an LED (Light Emitting Diode) and / or an OLED (Organic Light Emitting Diode).
  • the light source can also be an AC-based light source.
  • the illuminant is a light bulb and / or a gas discharge lamp.
  • the lighting means are controlled at least in part depending on the result of the evaluation of the ultrasonic echo signal data. For example, the light bulbs are turned on or turned up at certain results of the classification, and turned off or dimmed at other results of the classification.
  • a device for controlling a lighting means with further
  • Lighting system of a city which has a variety of devices for controlling a
  • the device according to the invention can be arranged or arranged on or in a lamp in the exterior, in particular a street lamp.
  • a lamp in the exterior in particular a street lamp.
  • Device part of a lighting device such as a lamp, for example a lamp in the outdoor area, in particular a street lamp and / or a lamp of a traffic light system.
  • a lighting device such as a lamp, for example a lamp in the outdoor area, in particular a street lamp and / or a lamp of a traffic light system.
  • the device according to the invention within the lamp (eg in the lamp head or in the mast) and / or on the housing of the lamp (eg on the lamp head and / or on the mast) is mounted.
  • the device according to the invention is arranged in the luminaire, on or on the luminaire, in the lantern and / or on the lantern.
  • the device according to the invention is located at or in a bus stop, at or on a platform, at or in a public place, at a traffic light intersection, at or in a public building (for example at an entrance and / or
  • Exit door and / or attached to measure the influx of objects (such as vehicles, passers-by and / or visitors).
  • the system according to the invention further comprises one or more control devices for controlling a luminous means.
  • the system according to the invention can alternatively or additionally comprise further external components (eg sensors, servers and / or devices).
  • the system according to the invention is a lighting system (eg a city).
  • the system according to the invention further comprises one or more further devices according to the invention and / or one or more servers.
  • FIG. 1 is a block diagram of the electronic components of an exemplary embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram of an exemplary embodiment of a
  • FIG. 3 shows a flow chart of an example of a method according to the invention
  • Fig. 5a is a flow chart of an example of a modified DBSCAN clustering algorithm
  • 5b is a flowchart of an example for determining the number of
  • FIG. 6 is an exemplary graphical representation of one of
  • FIG. 7 is an exemplary graphical representation of an ultrasonic echo signal represented by a plurality of consecutive ultrasound echo signal data blocks;
  • 9a and 9b an exemplary representation of a graphical representation of
  • Fig. 1 is a block diagram of an exemplary embodiment of the invention
  • Processor 11 of device 10 is designed in particular as a microcontroller or microprocessor.
  • Processor 11 executes program instructions stored in program memory 12 and stores, for example, intermediate results or the like in main memory 13.
  • program memory 12 is a non-volatile memory such as a flash memory
  • Main memory 13 is, for example, a volatile or nonvolatile memory, in particular a random access memory (RAM) such as a static RAM (SRAM), a dynamic random access memory (DRAM).
  • RAM random access memory
  • SRAM static RAM
  • DRAM dynamic random access memory
  • program memory 12 and main memory 13 are arranged together with processor 11 in a module, processor 11 is, for example, operationally with program memory 12 and
  • Main memory 13 connected, for example via a bus.
  • program instructions are stored which cause the processor 11 and / or device 10, when the processor 11 executes the program instructions, to be at least partially illustrated in FIG. 3 and / or FIG. 4 and / or FIGS. 5a and 5b Execute and / or control procedures.
  • Device 10 includes an ultrasonic sensor 14.
  • the ultrasonic sensor 14 is not a part of the device 10, but is separate from the device 10, for example.
  • the ultrasonic sensor 14 is formed, for example, as a combined ultrasonic detector and ultrasonic transmitter.
  • ultrasound sensor 14 is adapted to detect an ultrasound echo signal.
  • the ultrasonic sensor 14, for example, communicates ultrasonic echo signal data to the processor 11, which is a representation of the time course of the signal strength of the detected
  • the ultrasonic sensor 14 For detecting the ultrasonic echo signal, the ultrasonic sensor 14 has, for example, a piezoelectric transducer which converts an ultrasonic echo signal detectable at the position of the ultrasound sensor 15 into an electrical signal. Furthermore, the piezoelectric transducer which converts an ultrasonic echo signal detectable at the position of the ultrasound sensor 15 into an electrical signal. Furthermore, the piezoelectric transducer which converts an ultrasonic echo signal detectable at the position of the ultrasound sensor 15 into an electrical signal. Furthermore, the
  • an ultrasonic sensor may include other components for processing the electrical signal (e.g., one or more filters such as one or more bandpass filters, a mixer such as a
  • ultrasonic sensor 14 is set up, for example, one or more
  • Ultrasonic sensor 14 also have a piezoelectric transducer, which converts an electrical signal into one or more ultrasonic pulses.
  • the same piezoelectric transducer may be used for emission and detection.
  • Processor 11 is, for example, operatively connected to ultrasonic sensor 14, for example via a bus.
  • the optional wireless communication interface 15 is configured to communicate in accordance with one or more wireless communication techniques.
  • the wireless communication interface 15 supports the communication via a local radio network and a mobile radio network.
  • the wireless communication interface 15 is at least partially formed by a transceiver of the local radio network technology, a transceiver of the mobile radio technology and one or more antennas.
  • a local radio network technique RF1D, NFC, Bluetooth and / or WLAN As disclosed above, an example of a local radio network technique RF1D, NFC, Bluetooth and / or WLAN; and an example of a mobile technology is GSM, UMTS and / or LTE.
  • the wireless communication interface 15 may only be one of these wireless ones
  • the processor 11 may communicate via the wireless communication interface 15 with other devices such as a server, a remote monitoring device, one or more separate ultrasonic sensors, and / or other devices of the invention.
  • processor 11 is operatively connected to wireless communication interface 15, for example via a bus.
  • the wireless communication interface 15 for example via a bus.
  • Communication interface 15 receive or interrogate information from other devices and forward to processor 11 and / or receive information from processor 11 and send it to other devices.
  • processor 11 controls the communication interface 15 at least partially.
  • FIG. 2 is a block diagram of an exemplary embodiment of the inventive system 20.
  • the system 20 includes the device 10 with the ultrasonic sensor 14 (not shown in FIG. 2).
  • the system 20 may comprise further devices according to the invention, ultrasound sensors and / or ultrasound transmitters and one or more servers.
  • Device 10 is mounted in system 20, for example, in a Sidefire configuration on a mast of a street lamp, and angularly (i.e., obliquely, that is, neither vertically nor horizontally) aligned with the road surface.
  • angularly i.e., obliquely, that is, neither vertically nor horizontally aligned with the road surface.
  • FIG. 3 is a flowchart 300 that exemplifies the steps of a method according to the invention.
  • the steps illustrated in flowchart 300 are executed and / or controlled by means of the device 10, for example.
  • the steps are at least partially executed and / or controlled by the processor 11 of the device 10.
  • ultrasound echo signal data are obtained at the device 10, wherein the ultrasound echo signal data at least partially represent an ultrasound echo signal detected by the ultrasound sensor 14.
  • the ultrasonic echo signal data is obtained at the device 10, for example, by detecting the ultrasonic echo signal by the ultrasonic sensor 14.
  • the ultrasound echo signal data are, for example, a representation of the time profile of the signal strength of the ultrasound echo signal detected by the ultrasound sensor.
  • Each data point of the ultrasonic echo signal data includes, for example, a representation of a value of the signal strength of the detected ultrasonic echo signal at a detection timing and a representation of the detection timing.
  • Ultrasonic echo signal data represented ultrasonic echo signal 61 is shown in Fig. 6.
  • everyone Signal point of the ultrasonic echo signal 61 corresponds to a data point of
  • Ultrasonic echo signal 61 is a possible example of a first data point corresponding to a first signal point designated by the reference numeral 64.
  • the first one includes
  • Data point for example, a representation of the value of the signal strength s (ti) and a
  • a possible example of a signal point corresponding to a second data point is provided with the reference numeral 65, so that the second data point, for example, a representation of the value of the signal strength s [tz] and a
  • Representation of the second detection time t 2 includes.
  • the second detection time t 2 is earlier in time than the first detection time tj.
  • Ultrasonic echo signal data optional additional information such as frequency and / or
  • Phase information (e.g., the frequency spectrum per data point and / or the phase position per data point).
  • a plurality of data points of the ultrasonic echo signal data are grouped into one or more data point clusters.
  • grouping a plurality of data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters may include applying a clustering algorithm to the data points of the ultrasound echo signal data.
  • characteristic data are determined at least partially as a function of a data point and / or a plurality of data points of a data point cluster of the ultrasonic echo signal data.
  • the characteristics are obtained.
  • the characteristics include, as described above, for example, amplitude, frequency and / or phase information (eg, amplitude, frequency and / or phase information of one or more data points represented signal portion of the ultrasonic echo signal) and / or information about the morphology, the pattern and / or the location of one or more data point clusters.
  • one or more of the reflection objects located in the detection range of the ultrasonic sensor 14 are classified at least in part based on the characteristics obtained as a result of the determination in step 303.
  • the characteristics are chosen to allow classifying the reflection objects.
  • classifying includes detecting one or more of the reflection objects.
  • the recognition of the presence of one or more reflection objects in the detection area of the ultrasound sensor 14 should be understood. This can be done, for example, based on the data point clusters.
  • the data points of a data point cluster at least substantially represent reflections of the ultrasound pulses on a reflection object attributable signal components of the ultrasonic echo signal. Accordingly, one or more of the reflection objects are recognized, for example, if the data points were grouped into one or more data point clusters in step 303.
  • an object class includes reflection objects of a particular type, such as pedestrians, cyclists, or motor vehicles (e.g., motorcycles,
  • the assignment of the reflection objects to an object class can be done on the basis of a given decision tree or by a machine learning algorithm and / or a machine learning technique.
  • a machine learning algorithm receives the characteristics determined in step 303 as input and / or start data.
  • the reflection objects are then assigned, for example, to the object class with the highest probability.
  • FIG. 4 is a flowchart 400 that exemplifies the steps of a method according to the invention.
  • the steps illustrated in flowchart 400 are executed and / or controlled by means of device 10, for example.
  • the steps are at least partially executed and / or controlled by the processor 11 of the device 10.
  • the device 10 emits one or more ultrasound pulses and / or causes the emission of the ultrasound pulses.
  • the ultrasonic pulses are emitted at regular time intervals TR.
  • the emission of the ultrasound pulses is initiated at regular time intervals TR.
  • the emitted ultrasonic pulses are the same.
  • the transmitted ultrasound pulses are based on a time-limited prototype pulse that is modulated and / or frequency-shifted to an ultrasound carrier frequency (eg, 44 kHz).
  • the ultrasonic pulses are emitted by the ultrasonic sensor 14 in step 401.
  • the processor 11 drives the ultrasonic sensor 14 to cause the ultrasonic sensor 14 to emit the ultrasonic pulses.
  • ultrasound echo signal data are obtained at the device 10, wherein the ultrasound echo signal data at least partially represent an ultrasound echo signal detected by the ultrasound sensor 14.
  • the ultrasonic echo signal data is obtained at the device 10, for example, by detecting the ultrasonic echo signal by the ultrasonic sensor 14.
  • step 402 corresponds to step 301 described above in connection with flowchart 300 shown in FIG.
  • the ultrasound echo signal data is, for example, a representation of the time profile of the signal strength of the ultrasound echo signal detected by the ultrasound sensor 14.
  • the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data includes, at least substantially, reflections from the ultrasound pulses emitted at step 401 on moving objects (e.g., objects 21 through 24 in Fig. 2) and stationary objects (e.g., object 25 in Fig. 2).
  • An exemplary graphical representation 60 of the ultrasound echo signal data includes, at least substantially, reflections from the ultrasound pulses emitted at step 401 on moving objects (e.g., objects 21 through 24 in Fig. 2) and stationary objects (e.g., object 25 in Fig. 2).
  • An exemplary graphical representation 60 of the ultrasound echo signal data includes, at least substantially, reflections from the ultrasound pulses emitted at step 401 on moving objects (e.g., objects 21 through 24 in Fig. 2) and stationary objects (e.g., object 25 in Fig. 2).
  • Ultrasonic echo signal data represented ultrasonic echo signal 61 is, as described above, shown in Fig. 6.
  • the ultrasonic echo signal data is divided into several
  • Ultrasonic echo signal data blocks divided, for example, the processor 11 subdivided the
  • Ultrasonic echo signal data in multiple ultrasound echo signal data blocks are the
  • Ultrasonic echo signal data is divided into a plurality of ultrasonic echo signal data blocks such that the
  • Ultrasonic echo signal data blocks represent successive periods of equal time segment length of the time course of the value of the signal strength of the detected ultrasonic echo signal, wherein a first ultrasonic echo signal data block the first data point and a second
  • Ultrasonic echo signal data block comprises the second data point.
  • each of the time periods begins with the transmission time of an ultrasonic pulse. This has the effect in the present case that the length of the period of each of the time periods
  • the temporal profile of the signal strength of the detected ultrasonic echo signal represented by an ultrasound echo signal data block is in this case at least substantially reflected by reflections at the beginning of the respective time segment emitted ultrasound pulse is determined and is thus hereinafter referred to by way of example as an ultrasonic impulse response.
  • the beginning of a period of time can be done for example by the exact knowledge of the transmission times.
  • the processor 11 drives the ultrasonic sensor 14 to cause the ultrasonic sensor 14 to transmit the ultrasonic pulses
  • the processor 11 knows the transmission timing of the ultrasonic pulses.
  • corresponding transmission time data representing one or more transmission times of one or more ultrasonic pulses, in
  • Program memory 12 may be stored.
  • the transmission time of an ultrasonic pulse can also be determined.
  • the ultrasound sensor 14 is a combined ultrasound detector and ultrasound transmitter, it may be determined by analysis of the remaining feedback of a transmitted ultrasound pulse into the ultrasound detector (e.g., feedback through common components of the ultrasound detector and ultrasound transmitter such as a duplexer).
  • Ultrasonic echo data blocks represented ultrasonic echo signal 71 is shown in Fig. 7.
  • the ultrasonic echo signal 71 corresponds to the ultrasonic echo signal 61 shown in FIG. 6.
  • the three consecutive time sections 74, 75 and 76 each have the time period TR selected here by way of example and start in each case with one of the transmission times To, Ti and T 2 of an ultrasound pulse emitted in step 401. These time intervals 74, 75 and 76 and the time course of the signal strength of the signal shown therein
  • Ultrasonic echo signal 71 correspond to an ultrasonic echo signal data block, respectively.
  • the ultrasound echo signal data for example, in an optional in
  • Flowchart 400 step not shown normalized normalizing the ultrasound echo signal data according to a first aspect is intended to mean, for example, that reflections of one or more previously emitted ultrasound pulses on immobile objects (eg object 25 in FIG. 2) return signal components in the normalized ultrasound echo signal represented by the normalized ultrasound echo signal data be at least partially reduced compared to the detected ultrasonic echo signal.
  • immobile objects eg object 25 in FIG. 2
  • the normalization of the ultrasonic echo signal data according to this first aspect will be described.
  • the difference between the ultrasound echo signal data obtained in step 402 and the ultrasound echo signal data normalized according to the first aspect can then be formed, for example.
  • normalizing according to the first aspect of at least a first data point of the ultrasound echo signal data comprises selecting at least a second data point at least partially in response to the first data point and determining a normalized first data point based at least on the first data point and the second data point.
  • Various algorithms are possible for this, of which a possible algorithm is described below by way of example.
  • the second data point is determined and / or chosen such that it is associated with the same signal propagation time At as the first data point and / or in the second
  • Ultrasonic echo signal data block is located at the same position as the first data point in the first ultrasonic echo signal data block.
  • further data points may be determined and / or selected such that they are each associated with the same signal propagation time At as the first data point and / or in their respective ultrasound echo signal data block at the same position as the first data point in the first ultrasound echo signal data block.
  • Ultrasonic echo signal 71 is a possible example of a signal point corresponding to the first data point denoted by reference numeral 77.
  • the first data point includes a representation of the value of the signal strength s (ti) and a representation of the first detection time ti.
  • Signal point is provided with the reference numeral 78, so that the second data point, for example, a representation of the value of the signal strength s (tz) and a representation of the second
  • Detection time tz includes.
  • the second detection time t 2 is earlier in time than the first detection time ti.
  • the time difference between the first detection timing ti and the first transmission timing TI and the time difference between the second detection timing t2 and the second transmission timing T2 correspond to At, respectively.
  • At corresponds to the signal propagation time at the beginning of the respective one
  • Time interval emitted ultrasonic pulse From the signal propagation time At, the distance d of the reflecting object can be determined, unless there is multiple reflection (for example, with the following
  • both values of the signal strength s (ti) and s (t2), if there are no multiple reflections, respectively, are based on a reflection of the ultrasound pulse emitted at the beginning of the respective time segment on an object at the same distance d from the ultrasound sensor 14.
  • the second data point and optionally the other data points can be determined at least partially as a function of a window function h (t).
  • the window function specifies a time segment in which the second data point and possibly the other data points are located. The window function can do this specify a past time segment and / or a future time segment (eg by delaying the real-time processing of the ultrasound echo signal data).
  • Data point, s (t 2 ) for the second data point) of the detected ultrasonic echo signal are then determined, for example, the mean value s (T lf At) and the variance T ⁇ At).
  • the window function can do this give a weighting of the values of the signal strength represented by the first data point and the second data point and, if appropriate, the further data points.
  • the first data point s "(ti) normalized according to the first aspect can then be determined, for example, according to the following formula: sCtJ - sCiyAt)
  • Fluctuation variable which is also distance-dependent, at least partially reduced and / or compensated. This will compensate for and / or reduce the static
  • Ambient effects ie the effects due to reflections on stationary and / or quasi-stationary objects.
  • Objects as well as the environment in the detection range of the ultrasonic sensor 15 resulting effects and disturbances to minimize.
  • This can e.g. slight changes (e.g., moving trees, opening windows, etc.), but also objects that permanently fit in or out of the environment (e.g., parked vehicles).
  • a time window weighted function of several ultrasonic echo data blocks
  • characteristics of the environment e.g basic reflections of the environment, the ground and fixed objects
  • the general variability of the environment magnitude of the variation of the all-around Reflections, such as the movement of trees
  • the normalization of at least the first data point described above is repeated for each data point of the ultrasound echo signal data.
  • the first data point is in each case the data point to be standardized according to the first aspect.
  • the second data point (and, if appropriate, each of the further data points) becomes dependent on the first one
  • Obtained ultrasound echo signal data comprising at least the normalized first data point. If the normalization is repeated for each data point of the ultrasound echo signal data, normalized ultrasound echo signal data comprising the normalized data points (e.g., including exclusively normalized data points) is obtained as the result of normalizing (e.g., the first aspect)
  • the following steps of the flowchart are continued, for example, with the normalized ultrasonic echo signal data.
  • the normalization may alternatively or additionally be performed at another time (e.g., after step 404).
  • Ultrasonic echo signal data are applied such as algorithms for
  • a graphical representation of the ultrasound echo signal data is determined at least in part depending on the ultrasound echo signal data blocks.
  • Representation is, for example, a two-dimensional representation of the ultrasound echo signal data.
  • the graphical representation is and / or includes a pixel array having pixels arranged in a raster.
  • the graphical representation and / or a graphically representable ultrasound echo signal data structure is obtained.
  • a graphically representable ultrasonic echo signal data structure is, for example, a two-dimensional data field and / or a data array and / or a graphics file (e.g., a graphics file in an image data format such as the bitmap format, BMP format).
  • the graphical representation in Fig. 8 is a pixel array 80 with in a grid arranged pixels.
  • each pixel of the pixel array 80 is determined depending on a data point of the ultrasonic echo signal data.
  • the gray level of a pixel is determined as a function of the value of the signal strength (alternatively also frequency and / or phase) represented by the respective data point.
  • data points of successive ultrasonic echo signal data blocks are each represented by pixels of the pixel array 80 arranged in successive grid columns of the raster
  • each time period represented by an ultrasonic echo signal data block is represented by the pixel
  • each grid column of the grid of the pixel array 80 represents an ultrasonic pulse response of a previously emitted
  • the signal propagation time At with the maximum value TR is plotted on the ordinate 81 running in the direction of the grid columns.
  • the distance d of the reflection object can be determined unless there is a multiple reflection (for example, with the following formula: d- with sound velocity v).
  • the ordinate can therefore also as
  • impulse response axis distance axis or signal transit time axis.
  • the transmission times (eg To, Ti, T 2 ) of the ultrasonic pulses are plotted as discrete times. It thus represents the number of each detected on an ultrasonic pulse
  • Ultrasound impulse responses and can also be referred to as time axis.
  • the position of each pixel in FIG. 8 is determined by the transmission timing of the
  • Ultrasonic pulse which determines the beginning of the time portion of the ultrasonic echo signal data block of the respective data point, and determines the associated with the respective data point signal propagation time. Furthermore, the gray level of each pixel is determined, for example, as a function of the value of the signal strength represented by the respective data point.
  • the ultrasound echo signal data in this two-dimensional representation can be e.g. processing with image processing algorithms.
  • the graphical representation is, for example, the starting point for the further steps of the flowchart 400.
  • a step 405 multiple data points of the ultrasound echo signal data are grouped into one or more data point clusters.
  • grouping multiple data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters is based, at least in part, on the graphical representation determined in step 404 (eg, those described above
  • Pixel arrangement and / or a graphically representable ultrasound echo signal data structure obtained as a result of determining the graphical representation in step 404.
  • grouping multiple data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters includes applying a clustering algorithm to the graphical representation (e.g., the pixel array described above) and / or one as a result
  • the clustering algorithm can be, for example, a hierarchical, a density-based or a partitioning clustering algorithm as well as a combination
  • FIG. 5 a shows a flowchart 500 of a modified DBSCAN clustering algorithm as an example of a clustering algorithm.
  • a suitable clustering algorithm for example, data points are grouped into one or more data point clusters, which represent at least substantially signal components of the ultrasound echo signal attributable to reflections on a particular reflection object. This is advantageous, for example, for distinguishing and evaluating (for example, by determining characteristic data in step 406) the reflections from signal components originating at different reflection objects in the detection region in the ultrasonic echo signal represented by the ultrasound echo signal data.
  • 9a and 9b show an exemplary representation of a graphical representation of
  • Pixel arrangement 90a with pixels arranged in a grid and is based on the representation in Fig. 8. Accordingly, on the in the direction of the grid columns Ordninate 91 is the
  • the transmission times (for example To, Ti, T2) of the ultrasound pulses are plotted as discrete times.
  • pixels are represented which have a signal component which is at least essentially due to the reflection at a specific reflection object
  • Ultrasonic echo signal data represented represent ultrasonic echo signal.
  • the result of applying the modified DBSCAN clustering algorithm shown in FIG. 5a to this Ultrasonic echo signal data is shown in Fig. 9b.
  • the data points within the marker 93 have been at least partially grouped into the data point cluster 94.
  • characteristic data are determined at least partially as a function of a data point and / or a plurality of data points of a data point cluster of the ultrasound echo signal data.
  • the data point clusters are the data point clusters obtained as a result of grouping in step 405.
  • step 406 corresponds to step 303 described above in connection with flowchart 300 shown in FIG. 3.
  • the characteristics include, for example, one or more data points (eg, multiple data points of a data point cluster, eg, the data point cluster 94) certain amplitude, frequency and / or phase information.
  • Amplitude information may be obtained, for example, by determining an average of the amplitude (e.g., an average of the signal strength) of the signal component of the signal represented by one or more data points (e.g., multiple data points of a data point cluster)
  • Frequency information may be obtained, for example, by determining a frequency spectrum of the signal portion of the ultrasonic echo signal represented by one or more data points of a data point cluster and / or a frequency difference between the frequency of the signal echo signal represented by one or more data points (eg, multiple data points of a data point cluster) the frequency of a previously emitted
  • Phase information can be obtained, for example, by determining a phase change.
  • phase change may be accomplished by comparing the phases of one or more data points (e.g., signal points 77 and 78) with one another
  • Ultrasonic echo signal data blocks (e.g., ultrasonic echo signal data blocks 74 and 75)
  • represented signal components of the ultrasonic echo signal can be determined.
  • the characteristics may include information about the reflection energy and / or signal propagation time of the data point cluster (e.g.
  • Data point clusters 94 represented (e.g., at least substantially due to reflections on a reflection object) the signal component of the ultrasound echo signal data
  • Information about the reflection energy can be obtained, for example, by determining the value of the energy of the signal component of the signal group represented by a data point cluster (eg, at least substantially due to reflections on a reflection object)
  • Ultrasonic echo signal data representative ultrasonic echo signal can be obtained.
  • Signal propagation time information can be obtained, for example, by determining the signal propagation time of the data point cluster represented by one or more data points of a data point cluster (e.g.
  • Signal component of the ultrasonic echo signal represented by the ultrasound echo signal data can be obtained.
  • the characteristics may describe, for example, characteristics of the data point clusters. These include, for example, information about the location, distribution, shape, morphology, pattern, and extent of a data point cluster.
  • characteristic data may comprise further additional information, for example at least partially in dependence on otherwise processed ultrasound echo signal data (for example, with or without normalization, without or with propagation compensation, without or with
  • the characteristics are obtained.
  • the ultrasound echo signal data for example, in an optional in
  • Flowchart 400 not shown step with further ultrasonic echo signal data and / or other characteristics are fused.
  • the fusing can also take place at another location, for example before step 403 or before step 406.
  • the further ultrasound echo signal data may represent an ultrasound echo signal detected by another ultrasound sensor.
  • the further ultrasound echo signal data may represent, for example, the time profile of the signal strength of a further ultrasound echo signal, which is at least substantially dependent on reflections from
  • Ultrasonic pulses of another ultrasonic transmitter and / or ultrasonic sensor comprises returning signal components.
  • Ultrasonic echo signal data compared, summarized and / or enriched. Accordingly, the merging of the characteristic data with further characteristic data should be understood to mean that the characteristic data are compared, combined and / or enriched with the further characteristic data.
  • Step 407 one or more of the reflection objects in the detection range of the ultrasonic sensor 14 are classified at least in part based on the characteristics obtained as a result of the determination. Step 407 corresponds, for example, to step 304 described above in connection with flowchart 300 shown in FIG. 3. Further, in step 407, for example, location and / or motion information of one or more of the reflection objects may be estimated and / or determined.
  • Location information (eg a location vector and / or a distance) of a reflection object can be estimated based on the signal propagation time of a signal component of the ultrasound echo signal at least substantially reflected by the reflection object of the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data
  • Movement information eg a motion vector, a direction and / or a velocity
  • movement information can be estimated (eg determined) on the basis of frequency and / or phase information of a signal component of the ultrasound echo signal at least substantially reflected by the reflection object.
  • the results obtained in step 407 are provided, for example, for one or more applications.
  • the results are provided for an application for parking space monitoring and / or traffic counting and / or monitoring.
  • the respective object class (eg vehicle type) obtained as a result of the classification can be provided to the reflection objects recognized as being moved. For example, based on this, a traffic and / or vehicle density of the lanes located in the detection range of the ultrasound sensor can be determined.
  • the respective object class eg the respective traffic object class
  • location information of the detected reflection objects e.g., location information of the detected reflection objects.
  • the status (eg occupied or free) of a parking area located in the detection range of the ultrasound sensor can be determined, for example, at least partially based on the provided results and, for example, further information about the parking space (eg location information, size information, etc.) and / or previously provided results. For example, it is determined that the parking lot is occupied when, at the location of the parking lot, an object of a predetermined object class is recognized for a predetermined period of time. Further possible applications are traffic logic, prediction, decision level, visualization for users (eg customers or users).
  • the applications may be performed both locally by, for example, the device 10 and by one or more other devices.
  • These further devices may be, for example, a server (eg a cloud and / or backend server) and / or one or more further devices 10 and / or a control device (eg a control device for controlling a light source such as one of the ICE Gateway GmbH distributed ICE Gateway] act.
  • a server eg a cloud and / or backend server
  • control device eg a control device for controlling a light source such as one of the ICE Gateway GmbH distributed ICE Gateway
  • step 407 may alternatively or additionally be used as feedback to control preprocessing (e.g., in previous steps 401-406)
  • Ultrasonic echo signal data and / or the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data can be used.
  • FIG. 5a shows a flow chart 500 exemplifying the steps of a modified DBSCAN algorithm.
  • the steps illustrated in flowchart 500 are executed and / or controlled by means of the device 10, for example.
  • the steps are at least partially executed and / or controlled by the processor 11 of the device 10.
  • the steps of the flowchart 500 are applied to ultrasound echo signal data to group the data points of the ultrasound echo signal data into data point clusters.
  • unprocessed data points are, for example, data points which are in the steps of
  • a step 502 an arbitrary data point of the raw data points is selected as the reference data point, and then the number of data points in an epsilon neighborhood of the reference data point is determined (see step 503). Determining the number of data points in an epsilon neighborhood of the reference data point is exemplified in Fig. 5b.
  • a step 504 it is checked whether the number of data points in epsilon neighborhood of the reference data point is larger than a predetermined threshold.
  • the threshold is
  • the threshold is 20. If the number of data points in epsilon neighborhood of the reference data point is not greater than the predetermined threshold, the Flowchart 500 continued with step 501. Otherwise, a new data point cluster is generated in step 505.
  • a step 506 it is checked whether there are any more data points in the epsilon neighborhood of the
  • step 507 data points not yet added to the data point cluster are added to the data point cluster.
  • step 508 the epsilon neighborhood of the added data point is determined and this epsilon neighborhood is added to the epsilon neighborhood of the reference data point.
  • the epsilon neighborhood of the reference data point becomes the epsilon neighborhood of step 507
  • FIGs. 9a and 9b show an exemplary illustration of a graphical user interface
  • Fig. 5b shows a flowchart 600 exemplifying the steps for determining the number of data points in epsilon neighborhood of a reference data point.
  • the steps illustrated in flowchart 600 are executed and / or controlled by means of the device 10, for example.
  • the steps are at least partially performed by the processor 11 of FIG.
  • Device 10 executed and / or controlled.
  • the steps of the flowchart 600 are performed in step 503 of the flowchart 500 to determine the number of data points in the epsilon neighborhood of a reference data point.
  • a step 601 it is checked whether there are still unprocessed data points.
  • unprocessed data points are, for example, data points which have not yet been taken into account in the steps of flowchart 600. If there are no raw data points, the flowchart 600 ends. Otherwise, in step 602, any unprocessed data point is selected, and then the Euclidean distance of the data point selected in step 602 to the
  • step 604 the Euclidean distance determined in step 603 is divided by the value of the data point selected in step 602.
  • a step 605 the value obtained as a result of the calculation in step 604 is compared with the value obtained as a result of multiplying a threshold value by the value of the reference data point.
  • the threshold value is for example between 0 and 5, preferably between 0 and 1, particularly preferably between 0.1 and 0.2, for example the threshold value is 0.15. If the value obtained as a result of the calculation in step 604 is greater than or is equal to the value obtained as a result of the multiplication of the threshold value with the value of the reference data point, the flowchart 600 is continued with step 601.
  • step 606 the data point selected in step 602 is added to the epsilon neighborhood of the reference data point and the number of data points in the epsilon neighborhood of the reference data point is incremented by one. Subsequently, the flowchart 600 is continued with step 601.
  • certain embodiments of the invention allow for the novel use of ultrasound sensors to monitor complex environments (e.g., outdoor environments, especially on the road).
  • complex environments e.g., outdoor environments, especially on the road.
  • Covering reflections are new configurations, such as the so-called. Sidefire arrangement from the side of the road to monitor multiple lanes, possible. Even the most diverse target applications, such as traffic monitoring or parking space monitoring, are possible simultaneously with a sensor or a sensor network. In this case, the evaluation by the novel internal or graphical representation (for example in the form of a pixel arrangement), which a simultaneous analysis of the temporal and spatial relationships in the
  • Ultrasonic sensors evaluation allows to be facilitated.
  • ultrasonic sensors represents the far better alternative to sensors used in the prior art for economic and economic reasons, such as radar sensors.
  • the results can even be improved and optimized by the higher number of multiple distributed sensors at several optimal locations.
  • the exemplary embodiments of the present invention described in this specification are also to be understood as disclosed in all combinations with each other.
  • the description of a feature encompassed by an embodiment is - unless explicitly explained to the contrary - not be understood in this case as meaning that the feature is essential or essential for the function of the exemplary embodiment.
  • the sequence of the method steps described in this specification in the individual flowcharts is not mandatory, alternative sequences of the method steps are conceivable.
  • the method steps can be implemented in various ways, so an implementation in software (by program instructions), hardware, or a combination of both to implement the method steps is conceivable.
  • Formulation "and / or” shall be understood to mean that both the alternative and the combination should be disclosed, ie "A and / or B” means "(A) or (B) or (A and B)" of units, persons or the like in the context of this specification means several units, persons or the like.
  • the use of the indefinite article does not exclude a plurality.A single device may perform the functions of several in the

Abstract

A method is disclosed, inter alia, which comprises the following: obtaining ultrasonic echo signal data, wherein the ultrasonic echo signal data comprise a plurality of data points, wherein the ultrasonic echo signal data at least partly represent an ultrasonic echo signal detected by an ultrasonic sensor, and wherein the ultrasonic echo signal comprises signal components attributed to reflections at one or a plurality of reflection objects, grouping a plurality of data points of the ultrasonic echo signal data to form one or a plurality of data point clusters, determining characteristic data at least partly depending on one data point and/or a plurality of data points of a data point cluster of the ultrasonic echo signal data, classifying one or a plurality of the reflection objects at least partly on the basis of the characteristic data obtained as a result of the determining.

Description

Klassifizieren eines oder mehrerer Reflektionsobjekte  Classify one or more reflection objects
Gebiet Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung betreffen das Klassifizieren eines oder mehrerer Reflektionsobjekte im Erfassungsbereich eines Ultraschallsensors. Field Exemplary embodiments of the invention relate to the classification of one or more reflection objects in the detection range of an ultrasonic sensor.
Hintergrund Es sind verschiedene Systeme zur Erkennung von bewegten und unbewegten Objekten, beispielsweise zur Verkehrsüberwachung, bekannt. Diese Systeme umfassen häufig ortsfeste bildgebende Sensoren, Infrarotsensoren und Radarsensoren, oder eine Kombination dieser Sensorarten. Die Verwendung von Radarsensoren ist aufgrund der Komplexität der Technologie teuer und aufwändig. Infrarotsensoren können durch Umgebungslicht und durch hohe Umgebungstemperaturen gestört werden, so dass gerade bei einer Anwendung im Außenbereich keine optimalen Ergebnisse erzielt werden können. Die Verwendung von bildgebenden Sensoren ist bei Systemen im Außenbereich aus datenschutzrechtlichen Gründen häufig problematisch und erfordert eine hohe Rechenleistung, um die Sensordaten auszuwerten. Gemeinsamer Vorteil aller bisher beschriebenen Verfahren ist, dass alle nicht-intrusiv sind, das bedeutet, dass die Sensoren nicht im Straßenbelag eingearbeitet werden müssen. Intrusive Sensoren, wie zum Beispiel Induktionsschleifen, haben gute Erkennungsraten. Die Installation ist jedoch mit einem hohen Aufwand und Eingriff in den Straßenverkehr verbunden. BACKGROUND Various systems for detecting moving and stationary objects, for example for traffic monitoring, are known. These systems often include stationary imaging sensors, infrared sensors and radar sensors, or a combination of these types of sensors. The use of radar sensors is expensive and expensive due to the complexity of the technology. Infrared sensors can be disturbed by ambient light and high ambient temperatures, so that optimal results can not be achieved, especially in outdoor applications. The use of imaging sensors is often problematic in outdoor systems for data protection reasons and requires a high computing power to evaluate the sensor data. The common advantage of all the methods described so far is that they are all non-intrusive, meaning that the sensors do not have to be incorporated into the road surface. Intrusive sensors, such as induction loops, have good detection rates. However, the installation is associated with a great deal of effort and intervention in the road.
Ultraschallsensoren, als weitere nicht-intrusive Sensoren, werden im Straßenverkehr bislang in erster Linie in Einparkhilfesystemen von Fahrzeugen zur Distanzmessung eingesetzt. Dabei wird lediglich ausgewertet, ob und in welcher Distanz ein ausgesendeter Ultraschallimpuls zuerst reflektiert wird. Solche Auswertungen der Erstreflektion reichen zur genauen Erkennung von bewegten und unbewegten Objekten sowie zur Klassifizierung der Objekte jedoch nicht aus, falls auch andere Objekte im Erfassungsbereich liegen. Ultraschallsensoren sind besonders empfindlich gegenüber Störungen und Veränderungen in der von den Ultraschallsensoren erfassten Umgebung, wie beispielsweise Grundreflektionen der Umgebung, des Bodens und feststehender Objekte sowie einer Bewegung von Baumästen durch den Wind und ähnliches. Ultraschallsensoren wurden daher bislang nicht in Systemen zur Erkennung von bewegten und unbewegten Objekten in einer komplexen Umgebung eingesetzt. Zusammenfassung einiger beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung Ultrasonic sensors, as other non-intrusive sensors, have so far been used in road traffic primarily in parking aid systems of vehicles for distance measurement. It is only evaluated whether and at what distance a transmitted ultrasonic pulse is reflected first. However, such evaluations of the initial reflection are not sufficient for the exact detection of moving and stationary objects as well as for the classification of the objects, if other objects are also within the detection range. Ultrasonic sensors are particularly sensitive to disturbances and changes in the environment detected by the ultrasonic sensors, such as background reflections of the environment, the ground and fixed objects, and movement of tree branches by the wind and the like. Ultrasonic sensors have therefore not been used in systems for detecting moving and stationary objects in a complex environment. Summary of some exemplary embodiments of the invention
Die vorliegende Erfindung hat sich daher unter anderem die Aufgabe gestellt, diese Probleme zu überwinden. The present invention has, inter alia, the task of overcoming these problems.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren offenbart, das Verfahren umfasst: According to the invention, a method is disclosed which comprises methods:
Erhalten von Ultraschallechosignaldaten, wobei die Ultraschallechosignaldaten mehrere Datenpunkte umfassen, wobei die Ultraschallechosignaldaten ein von einem Ultraschallsensor erfasstes Ultraschallechosignal zumindest teilweise repräsentieren, und wobei das  Obtaining ultrasound echo signal data, wherein the ultrasound echo signal data comprises a plurality of data points, the ultrasound echo signal data at least partially representing an ultrasound echo signal detected by an ultrasound sensor, and wherein the
Ultraschallechosignal auf Reflektionen an einem oder mehreren Reflektionsobjekten zurückgehende Signalanteile umfasst,  Ultrasound echo signal comprises reflections on one or more reflection objects resulting signal components,
Gruppieren mehrerer Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten zu einem oder mehreren Datenpunkt-Clustern,  Grouping a plurality of data points of the ultrasonic echo signal data into one or more data point clusters,
Bestimmen von Kenndaten zumindest teilweise in Abhängigkeit eines Datenpunkts und/oder mehrerer Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters der Ultraschallechosignaldaten,  Determining characteristic data at least partially in dependence on a data point and / or a plurality of data points of a data point cluster of the ultrasonic echo signal data,
Klassifizieren eines oder mehrerer der Reflektionsobjekte zumindest teilweise basierend auf den als Ergebnis des Bestimmens erhaltenen Kenndaten.  Classifying one or more of the reflection objects based at least in part on the characteristics obtained as a result of the determining.
Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beispielsweise von einer Vorrichtung wie der unten beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt. Alternativ ist es auch möglich, dass das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens von verschiedenen Vorrichtungen eines Systems wie dem unten beschriebenen erfindungsgemäßen System ausgeführt werden. Gemäß der Erfindung wird ferner ein Computerprogramm offenbart, das Computerprogramm umfasst Programmanweisungen, die einen Prozessor zur Ausführung und/oder Steuerung des The method according to the invention and / or the steps of the method according to the invention are carried out, for example, by a device such as the device according to the invention described below. Alternatively, it is also possible for the method according to the invention and / or the steps of the method according to the invention to be carried out by different devices of a system such as the system according to the invention described below. According to the invention, a computer program is further disclosed, the computer program comprising program instructions which include a processor for executing and / or controlling the computer program
erfindungsgemäßen Verfahrens veranlassen, wenn das Computerprogramm auf dem Prozessor läuft. cause the inventive method when the computer program is running on the processor.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm kann beispielsweise über ein Netzwerk wie das Internet, Smart-City-Infrastrukturen sowie smart-building-Lösungen wie das von dem Unternehmen ICEThe computer program according to the invention can be used, for example, via a network such as the Internet, smart city infrastructures and smart building solutions such as that of the company ICE
Gateway GmbH vertriebene ICE Gateway, andere Open Source Lösungen wir Raspberry PI, ein Telefonoder Mobilfunknetz und/oder ein lokales Netzwerk verteilbar sein. Das erfindungsgemäße Gateway GmbH distributed ICE Gateway, other open source solutions we Raspberry PI, a telephone or mobile network and / or a local network be distributed. The invention
Computerprogramm kann zumindest teilweise Software und/oder Firmware eines Prozessors, und/oder Software und/oder Firmware eines embedded Systems sein. Es kann gleichermaßen zumindest teilweise als Hardware implementiert sein. Das erfindungsgemäße Computerprogramm kann beispielsweise auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein, z.B. einem berührbaren, magnetischen, elektrischen, elektromagnetischen, optischen und/oder andersartigen Speichermedium. Das Speichermedium kann beispielsweise Teil des Prozessors sein, beispielsweise ein (nicht-flüchtiger oder flüchtiger) Programmspeicher und/oder Hauptspeicher des Prozessors oder ein Teil davon. Gemäß der Erfindung wird ferner eine Vorrichtung offenbart, die Vorrichtung umfasst: Computer program may be at least partially software and / or firmware of a processor, and / or software and / or firmware of an embedded system. It may equally be at least partially implemented as hardware. The computer program according to the invention can be stored, for example, on a computer-readable storage medium, for example a touchable, magnetic, electrical, electromagnetic, optical and / or other type Storage medium. The storage medium may for example be part of the processor, for example a (non-volatile or volatile) program memory and / or main memory of the processor or a part thereof. According to the invention there is further disclosed a device comprising:
Mittel eingerichtet zur Ausführung und/oder Steuerung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder jeweilige Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zum Beispiel sind die Mittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren oder dessen Schritte auszuführen und/oder zu steuern (z.B. abgesehen von den Schritten, die durch einen Benutzer ausgeführt werden). Ein oder mehrere der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch durch die gleichen Mittel ausgeführt und/oder gesteuert werden.  Means adapted for the execution and / or control of the method according to the invention or respective means for carrying out and / or controlling the steps of the method according to the invention. For example, the means of the inventive apparatus are arranged to execute and / or control the method or steps of the invention (e.g., except for the steps performed by a user). One or more of the steps of the method of the invention may also be carried out and / or controlled by the same means.
Beispielsweise können ein oder mehrere der Mittel der Vorrichtung zumindest teilweise durch einen oder mehrere Prozessoren gebildet sein. For example, one or more of the means of the device may be at least partially formed by one or more processors.
Zum Beispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest eine Schaltung, die eingerichtet ist, die Vorrichtung dazu zu veranlassen, zumindest das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen und/oder zu steuern. Dabei können entweder alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens gesteuert werden, oder alle Schritte des For example, the device according to the invention comprises at least one circuit which is set up to cause the device to execute and / or control at least the method according to the invention and / or the steps of the method according to the invention. Either all steps of the method according to the invention can be controlled, or all steps of the
erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, oder ein oder mehrere Schritte gesteuert und ein oder mehrere Schritte ausgeführt werden. According to the method of the invention, or one or more steps are controlled and one or more steps are carried out.
Unter einer Schaltung sollen vorliegend beispielsweise eine Implementierung der Mittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur in Hardware und/oder eine Implementierung der Mittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Kombination aus Hardware und Software verstanden werden. In the present case, a circuit should be understood to mean, for example, an implementation of the means of the device according to the invention only in hardware and / or an implementation of the means of the device according to the invention with a combination of hardware and software.
Eine Implementierung der Mittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur in Hardware umfasst beispielsweise digitale und/oder analoge Schaltungen (z.B. ausschließlich digitale und/oder analoge Schaltungen) wie eine konfigurierbare Digitallogik. Zum Beispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest eine digitale und/oder analoge Schaltung, die eingerichtet ist, die Vorrichtung dazu zu veranlassen, zumindest das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen und/oder zu steuern Implementation of hardware only means of the invention includes digital and / or analog circuits (e.g., digital and / or analog circuits only) such as configurable digital logic. For example, the device according to the invention comprises at least one digital and / or analog circuit which is set up to cause the device to execute and / or control at least the method according to the invention and / or the steps of the method according to the invention
Eine Implementierung der Mittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Kombination aus Hardware und Software umfasst beispielsweise zumindest einen Prozessor und zumindest einen Speicher mit Programmanweisungen. Zum Beispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Prozessor und zumindest einen Speicher, der Programmcode beinhaltet, wobei der Speicher und der Programmcode eingerichtet sind, gemeinsam mit zumindest einem Prozessor die Vorrichtung dazu zu veranlassen, zumindest das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die Schritte des An implementation of the means of the device according to the invention with a combination of hardware and software comprises, for example, at least one processor and at least one Memory with program instructions. For example, the device according to the invention comprises a processor and at least one memory which contains program code, wherein the memory and the program code are arranged, together with at least one processor, to cause the device to at least the method according to the invention and / or the steps of
erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen und/oder zu steuern. Unter einem Prozessor soll beispielsweise eine Kontrolleinheit, ein Mikroprozessor, eine Mikrokontrolleinheit wie ein execute and / or control method according to the invention. Under a processor, for example, a control unit, a microprocessor, a microcontroller such as a
Mikrocontroller, ein digitaler Signalprozessor (DSP, Digital Signal Processor), eine Microcontroller, a Digital Signal Processor (DSP), a
Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung (ASIC, Application-Specific Integrated Circuit) oder eine im Feld programmierbare Gatter-Anordnung (FPGA, Field Programmable Gate Array) verstanden werden. Application Specific Integrated Circuit (ASIC) or Field Programmable Gate Array (FPGA).
Gemäß der Erfindung wird ferner ein System offenbart, das System umfasst: According to the invention there is further disclosed a system comprising system:
eine oder mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen, und  one or more devices according to the invention, and
einen oder mehrere ortsfeste Ultraschallsensoren.  one or more stationary ultrasonic sensors.
Im Folgenden werden die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens, des erfindungsgemäßen Computerprogramms, der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Systems - teilweise beispielhaft - beschrieben. The following describes the properties of the method according to the invention, of the computer program according to the invention, of the device according to the invention and of the system according to the invention - in part by way of example.
Unter einem Ultraschallechosignal soll beispielsweise ein Ultraschallsignal verstanden werden, das durch einen Ultraschallsensor erfasst wird und zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen an einem oder mehreren Reflektionsobjekten zurückgehenden Signalanteile umfasst. Dabei soll unter einem Reflektionsobjekt beispielsweise ein Objekt im Erfassungsbereich des Ultraschallsensors verstanden werden, an dem ein Ultraschallsignal (z.B. ein oder mehrere Ultraschallimpulse) reflektiert wird. Ein Reflektionsobjekt kann beispielsweise ein bewegtes Objekt (d.h. ein bewegtes Reflektionsobjekt) oder ein unbewegtes Objekt (d.h. ein unbewegtes Reflektionsobjekt) sein. Der Erfassungsbereich des Ultraschallsensors ist beispielsweise der durch den Ultraschallsensor überwachbare räumliche Bereich in der Umgebung des Ultraschallsensors (z.B. der räumliche Bereich, in dem auf Reflektionen an einem oder mehreren Reflektionsobjekten in Richtung des Ultraschallsensors zurückgehenden Signalanteile durch den Ultraschallsensor erfassbar sind). An ultrasound echo signal should, for example, be understood to be an ultrasound signal which is detected by an ultrasound sensor and comprises at least substantially signal portions attributable to reflections at one or more reflection objects. In this case, a reflection object is to be understood, for example, as an object in the detection range of the ultrasound sensor, at which an ultrasound signal (for example one or more ultrasound pulses) is reflected. For example, a reflection object may be a moving object (i.e., a moving reflection object) or a non-moving object (i.e., a non-moving reflection object). The detection range of the ultrasound sensor is, for example, the spatial area in the vicinity of the ultrasound sensor that can be monitored by the ultrasound sensor (for example the spatial area in which signal components due to reflections on one or more reflection objects in the direction of the ultrasound sensor can be detected by the ultrasound sensor).
Das Ultraschallechosignal wird durch den Ultraschallsensor beispielsweise durch das Messen der Signalstärke des Ultraschallechosignals erfasst. Zum Beispiel ist der Ultraschallsensor als The ultrasonic echo signal is detected by the ultrasonic sensor, for example, by measuring the signal strength of the ultrasonic echo signal. For example, the ultrasonic sensor is as
Ultraschalldetektor gebildet. Zum Beispiel kann die Signalstärke eines an der Position des Ultrasonic detector formed. For example, the signal strength of one at the position of
Ultraschallsensor detektierbaren Ultraschallechosignals indirekt durch einen von dem Ultrasonic sensor detectable ultrasonic echo signal indirectly through one of the
Ultraschallsensor umfassten piezoelektrischen Wandler detektiert und/oder gemessen werden. Zum Beispiel wandelt der piezoelektrisch Wandler das Ultraschallechosignal in ein elektrisches Signal um. Zum Beispiel kann der Wert der Signalstärke des Ultraschallechosignals durch die Messung der Spannungsamplitude dieses elektrischen Signals bestimmt werden. Die Ultraschallechosignaldaten können beispielsweise durch eine Analog-Digital-Wandlung dieses elektrischen Signals erhalten werden. Ultrasonic sensor comprised piezoelectric transducer detected and / or measured. For example, the piezoelectric transducer converts the ultrasonic echo signal into an electrical signal. For example, the value of the signal strength of the ultrasonic echo signal may be determined by measuring the voltage amplitude of that electrical signal. The ultrasonic echo signal data can be obtained, for example, by analog-to-digital conversion of this electrical signal.
Die Ultraschallechosignaldaten sind beispielsweise eine Repräsentation des zeitlichen Verlaufs der Signalstärke des von dem Ultraschallsensor erfassten Ultraschallechosignals. Vorzugsweise sind die Ultraschallechosignaldaten eine digitale Repräsentation des zeitlichen Verlaufs der Signalstärke des von dem Ultraschallsensor erfassten Ultraschallechosignals. Die Signalstärke korrespondiert beispielsweise zur Signalenergie des erfassten Ultraschallechosignals. The ultrasound echo signal data are, for example, a representation of the time profile of the signal strength of the ultrasound echo signal detected by the ultrasound sensor. The ultrasound echo signal data is preferably a digital representation of the time profile of the signal strength of the ultrasound echo signal detected by the ultrasound sensor. The signal strength corresponds for example to the signal energy of the detected ultrasonic echo signal.
Ein Datenpunkt der Ultraschallechosignaldaten umfasst beispielsweise eine Repräsentation (z.B. eine digitale Repräsentation) des Werts der Signalstärke des von dem Ultraschallsensor erfassten For example, a data point of the ultrasound echo signal data includes a representation (e.g., a digital representation) of the value of the signal strength of the signal detected by the ultrasound sensor
Ultraschallechosignals zu einem bestimmten Erfassungszeitpunkt. Ferner kann ein solcher Datenpunkt beispielsweise eine Repräsentation (z.B. eine digitale Repräsentation) des Erfassungszeitpunkts umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann sich der Erfassungszeitpunkt auch aus der Position des Datenpunkts in den Ultraschallechosignaldaten ergeben. Daneben kann ein Datenpunkt der Ultrasonic echo signal at a certain detection time. Further, such a data point may include, for example, a representation (e.g., a digital representation) of the acquisition time. Alternatively or additionally, the detection time may also result from the position of the data point in the ultrasound echo signal data. In addition, a data point of
Ultraschallechosignaldaten optional weitere Zusatzinformationen wie Frequenz- und/oder Ultrasonic echo signal data optional additional information such as frequency and / or
Phaseninformationen (z.B. das Frequenzspektrum pro Datenpunkt und/oder die Phasenlage pro Datenpunkt) umfassen. Phase information (e.g., the frequency spectrum per data point and / or the phase position per data point).
Das Erhalten der Ultraschallechosignaldaten umfasst beispielsweise das Messen der Signalstärke des Ultraschallechosignals und/oder das Bestimmen des Werts der Signalstärke oder weiterer Obtaining the ultrasonic echo signal data includes, for example, measuring the signal strength of the ultrasonic echo signal and / or determining the value of the signal strength or others
Informationen des Ultraschallechosignals. In diesem Fall ist der Ultraschallsensor beispielsweise ein Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Information of the ultrasonic echo signal. In this case, the ultrasonic sensor is for example a part of the device according to the invention.
Alternativ oder zusätzlich kann das Erhalten der Ultraschallechosignaldaten auch das Empfangen der Ultraschallechosignaldaten von dem Ultraschallsensor umfassen. Zum Beispiel ist der Ultraschallsensor kein Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In diesem Fall werden die Ultraschallechosignaldaten beispielsweise von dem Ultraschallsensor an die erfindungsgemäße Vorrichtung kommuniziert. Zum Beispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung Kommunikationsmittel, die eingerichtet sind, die Ultraschallechosignaldaten von dem Ultraschallsensor zu empfangen. Alternatively or additionally, obtaining the ultrasound echo signal data may also include receiving the ultrasound echo signal data from the ultrasound sensor. For example, the ultrasonic sensor is not part of the device according to the invention. In this case, the ultrasound echo signal data are communicated, for example, from the ultrasound sensor to the device according to the invention. For example, the inventive apparatus includes communication means configured to receive the ultrasound echo signal data from the ultrasound sensor.
Ein Beispiel für solche Kommunikationsmittel ist eine Kommunikationsschnittstelle, beispielsweise eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle wie eine Kommunikationsschnittstelle einer drahtlosen Kommunikationstechnik oder eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle wie eine An example of such communication means is a communication interface, for example a wireless communication interface such as a communication interface of a wireless communication technology or a wired communication interface such as a
Kommunikationsschnittstelle einer drahtgebundenen Kommunikationstechnik. Ein Beispiel für eine drahtlose Kommunikationstechnik ist Zigbee, 6LOWPAN, eine lokale Funknetztechnik wie Radio Frequency Identification (RFID) und/oder Near Field Communication (NFC) und/oder Bluetooth (z.B. Bluetooth Version 2.1 und/oder 4.0) und/oder Wireless Local Area Network (WLAN). RFID und NFC- sind beispielsweise gemäß den ISO-Standards 18000, 11784/11785 und dem ISO/lEC-Standard 14443- A und 15693 spezifiziert. Die Bluetooth-Spezifikationen sind derzeit im Internet unter Communication interface of a wired communication technology. An example of one wireless communication technology is Zigbee, 6LOWPAN, a local radio network technology such as Radio Frequency Identification (RFID) and / or Near Field Communication (NFC) and / or Bluetooth (eg Bluetooth Version 2.1 and / or 4.0) and / or Wireless Local Area Network (WLAN) , For example, RFID and NFC are specified in accordance with ISO standards 18000, 11784/11785 and ISO / IEC standards 14443-A and 15693. The Bluetooth specifications are currently available on the internet
www.bluetooth.org erhältlich. WLAN ist zum Beispiel in den Standards der IEEE-802.11-Familie spezifiziert. Ein weiteres Beispiel für eine drahtlose Kommunikationstechnik ist eine überörtliche Funknetztechnik wie beispielsweise eine Mobilfunktechnik, zum Beispiel Global System for Mobile Communications (GSM) und/oder Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) und/oder Long Term Evolution (LTE). Die GSM-, UMTS- und LTE-Spezifikationen werden von dem 3rd Available at www.bluetooth.org. For example, WLAN is specified in the standards of the IEEE 802.11 family. Another example of a wireless communication technology is an over-the-air radio network technology, for example a mobile radio technology, for example Global System for Mobile Communications (GSM) and / or Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) and / or Long Term Evolution (LTE). The GSM, UMTS and LTE specifications are provided by the 3rd
Generation Partnership Project (3GPP) gepflegt und entwickelt und sind derzeit im Internet unter anderem unter www.3gpp.com erhältlich. Ein Beispiel für eine drahtgebundene  The Generation Partnership Project (3GPP) is maintained and developed and is currently available on the Internet at www.3gpp.com. An example of a wired one
Kommunikationstechnik ist beispielsweise Ethernet, USB (Universal Serial Bus), Firewire, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) wie RS-232, SPI (Serial Peripheral Interface) und/oder I2C (Inter-Integrated Circuit).. Die USB-Spezifikationen sind derzeit im Internet unter www.usb.org erhältlich. Eine drahtgebundene Ethernet Kommunikationsschnittstelle könnte gleichzeitig auch zur Energieversorgung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder des Ultraschallsensors im Rahmen einer als PoE (Power over Ethernet) bezeichneten Technik verwendet werden. PoE ist beispielsweise im IEEE-Standard 802.3af-2003 spezifiziert. Es sollen jedoch auch spätere und zukünftige Versionen dieses Standards oder proprietäre Abwandlungen unter dem Begriff PoE verstanden werden. PoE kann beispielsweise sowohl zur Energieversorgung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder des Ultraschallsensors als auch als Kommunikationstechnik zur Kommunikation von Informationen und/oder Daten zwischen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem Ultraschallsensor verwendet werden. Dabei können diverse Kommunikationsprotokolle wie beispielsweise CoAP (Constrained Application Protocol) verwendet werden. CoAP ist ein unter anderem im RFC 7252 der IETF (Internet Engineering Task Force) spezifiziertes Kommunikationsprotokoll der Anwendungsschicht. Communications technology includes Ethernet, Universal Serial Bus (USB), Firewire, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitters) such as RS-232, Serial Peripheral Interface (SPI), and / or I2C (Inter-Integrated Circuit). The USB specifications are currently available on the Internet at www.usb.org. A wired Ethernet communication interface could at the same time also be used to supply power to the device according to the invention and / or the ultrasound sensor in the context of a technique known as PoE (Power over Ethernet). For example, PoE is specified in the IEEE 802.3af-2003 standard. However, it should also be understood later and future versions of this standard or proprietary modifications under the term PoE. For example, PoE can be used both for supplying energy to the device according to the invention and / or the ultrasound sensor and as communication technology for communication of information and / or data between the device according to the invention and the ultrasound sensor. Various communication protocols such as CoAP (Constrained Application Protocol) can be used. CoAP is an application layer communication protocol specified inter alia in RFC 7252 of the IETF (Internet Engineering Task Force).
Unter einem Datenpunkt-Cluster soll beispielsweise eine Gruppe von Datenpunkten verstanden werden. Zum Beispiel sind die Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters ähnlich. Beispielsweise werden Datenpunkte zu einem Datenpunkt-Cluster gruppiert, wenn ein oder mehrere Eigenschaften derFor example, a data point cluster is understood to mean a group of data points. For example, the data points of a data point cluster are similar. For example, data points are grouped into a data point cluster if one or more properties of the
Datenpunkte (z.B. die Positionen der Datenpunkte innerhalb der Ultraschallechosignaldaten) und/oder die von den Datenpunkten repräsentierte Werte der Signalstärke und/oder die von den Datenpunkten repräsentierten Erfassungszeitpunkte innerhalb eines Ähnlichkeitsbereichs (z.B. eines vorgegebenen Ähnlichkeitsbereichs) liegen. Insbesondere kann das Gruppieren mehrerer Datenpunkte der Data points (e.g., the locations of the data points within the ultrasound echo signal data) and / or the signal strength values represented by the data points and / or the acquisition times represented by the data points are within a similarity range (e.g., a predetermined similarity range). In particular, grouping multiple data points may be the same
Ultraschallechosignaldaten zu einem oder mehreren Datenpunkt-Cluster das Anwenden einesUltrasonic echo signal data to one or more data point clusters applying a
Clusteringalgorithmus auf die Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten umfassen. Durch eine Wahl eines geeigneten Ähnlichkeitsbereichs und/oder eines geeigneten Clusteringalgorithmus werden beispielsweise Datenpunkte zu einem oder mehreren Datenpunkt-Ciustern gruppiert, die zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen an einem bestimmten Reflektionsobjekt zurückgehende Signalanteile des Ultraschallechosignals repräsentieren. Dadurch wird eine Unterscheidung von zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen an verschiedenen Reflektionsobjekten zurückgehenden Signalanteilen des Ultraschallechosignals möglich. Clustering algorithm on the data points of the ultrasonic echo signal data include. By choosing a suitable similarity range and / or a suitable clustering algorithm For example, data points are grouped into one or more data point arrays, which at least essentially represent reflections on a particular reflection object attributable signal components of the ultrasonic echo signal. This makes it possible to distinguish signal components of the ultrasonic echo signal that are at least essentially due to reflections at different reflection objects.
Anschließend können Kenndaten der jeweiligen Datenpunkt-Cluster bestimmt werden. Subsequently, characteristic data of the respective data point cluster can be determined.
Die Kenndaten beschreiben beispielsweise charakteristische Eigenschaften der Datenpunkt-Cluster und/oder umfassen Kennwerte der Datenpunkt-Cluster. Beispiele für solche Eigenschaften und Kennwerte sind die Lokalisation, Verteilung, Form, Morphologie, Muster und Ausdehnung eines Datenpunkt-Cluster. Weitere Beispiele hierfür sind die Reflektionsenergie und Signallaufzeit des von einem Datenpunkt-Cluster repräsentierten (z.B. zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen an einem Reflektionsobjekt zurückgehenden) Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten For example, the characteristics describe characteristics of the data point clusters and / or characteristics of the data point clusters. Examples of such properties and characteristics are the localization, distribution, shape, morphology, pattern, and extent of a data point cluster. Further examples of this are the reflection energy and signal propagation time of the signal portion of the ultrasound echo signal data represented by a data point cluster (e.g., at least substantially due to reflections on a reflection object)
repräsentierten Ultraschallechosignals. Diese Kenndaten ermöglichen beispielsweise eine represented ultrasonic echo signal. These characteristics allow, for example, a
Beschreibung und Untersuchung von Rückstreu-Pattern. Description and investigation of the backscatter pattern.
Weitere Beispiele für Kenndaten sind Amplituden-, Frequenz- und/oder Phaseninformationen. Die Kenndaten werden beispielsweise zumindest teilweise in Abhängigkeit der von einem oder mehreren Datenpunkten (z.B. mehreren Datenpunkten eines Datenpunkt-Clusters) repräsentierten Werten der Signalstärke und/oder den von einem oder mehreren Datenpunkten repräsentierten Erfassungszeitpunkten bestimmt. Zum Beispiel umfassen die Kenndaten einen Wert und/oder einen durchschnittlichen Wert (z.B. einen Mittelwert) der Amplitude, der Frequenz und/oder der Phase des durch einen oder mehrere Datenpunkte (z.B. mehrere Datenpunkten eines Datenpunkt-Clusters) repräsentierten Signalanteils des Ultraschallechosignals. Further examples of characteristic data are amplitude, frequency and / or phase information. For example, the characteristics are determined at least in part depending on the values of the signal strength represented by one or more data points (e.g., multiple data points of a data point cluster) and / or the detection times represented by one or more data points. For example, the characteristics include a value and / or an average value (e.g., an average) of the amplitude, frequency, and / or phase of the signal portion of the ultrasonic echo signal represented by one or more data points (e.g., multiple data points of a data point cluster).
Anschließend werden ein oder mehrere der Reflektionsobjekte zumindest teilweise basierend auf den als Ergebnis des Bestimmens erhaltenen Kenndaten klassifiziert. Zum Beispiel sind die Kenndaten derart gewählt, dass sie ein Unterscheiden verschiedener Typen von Reflektionsobjekten und ein entsprechendes Klassifizieren der Reflektionsobjekte ermöglichen. Zum Beispiel können anhand der Kenndaten verschiedene Typen von Reflektionsobjekten, beispielsweise verschiedene Verkehrsobjekte wie Fußgänger, Fahrradfahrer und Kraftfahrzeuge voneinander unterschieden werden. Zum Beispiel können anhand von Phasen- und/oder Frequenzinformationen die Geschwindigkeit der Subsequently, one or more of the reflection objects are classified at least in part based on the characteristics obtained as a result of the determination. For example, the characteristics are selected to allow distinguishing different types of reflection objects and classifying the reflection objects accordingly. For example, various types of reflection objects, for example, various traffic objects such as pedestrians, cyclists, and motor vehicles can be distinguished from each other by the characteristics. For example, based on phase and / or frequency information, the speed of the
Reflektionsobjekte geschätzt und/oder bestimmt werden, so dass Reflektionsobjekte mit Reflection objects are estimated and / or determined so that reflection objects with
unterschiedlichen Geschwindigkeiten unterschieden und entsprechend klassifiziert werden können. Zum Beispiel können zumindest schnell und langsam bewegte Reflektionsobjekte anhand von Phasen- und/oder Frequenzinformationen unterschieden werden. Diese Unterscheidung wird beispielsweise beim Klassifizieren berücksichtigt. Ein schnell bewegtes Reflektionsobjekt kann beispielsweise für eine Klassifizierung als Kraftfahrzeug sprechen, wohingegen ein langsam bewegtes Reflektionsobjekt beispielsweise für eine Klassifizierung als Fußgänger oder Fahrradfahrer sprechen könnte. Neben der Geschwindigkeit können anhand der Kenndaten weitere Eigenschaften der Reflektionsobjekte wie beispielsweise die Abmessungen und/oder die Position bestimmt und/oder geschätzt und bei dem Klassifizieren berücksichtigt werden. different speeds and can be classified accordingly. For example, at least fast and slow moving reflection objects can be detected using phase and / or frequency information can be distinguished. This distinction is taken into account, for example, in classifying. For example, a fast-moving reflection object may speak for a classification as a motor vehicle, whereas a slow-moving reflection object might speak for a classification as a pedestrian or a cyclist, for example. In addition to the speed, further characteristics of the reflection objects, such as the dimensions and / or the position, can be determined and / or estimated on the basis of the characteristic data and taken into account in the classification.
Das Klassifizieren kann beispielsweise lokal durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgeführt werden. Es ist außerdem auch möglich, dass das Klassifizieren durch eine oder mehrere The classification can be performed, for example, locally by the device according to the invention. It is also possible that the classification by one or more
erfindungsgemäße Vorrichtungen für eine lokale Gruppe von erfindungsgemäßen Vorrichtungen (z.B. eine Gruppe von erfindungsgemäßen Vorrichtungen des erfindungsgemäßen Systems) ausgeführt wird.Devices according to the invention for a local group of devices according to the invention (for example a group of devices according to the invention of the system according to the invention).
Ferner kann das Klassifizieren zum Beispiel auch durch einen Server (z.B. ein Server des Further, the classifying may also be performed, for example, by a server (e.g., a server of the
erfindungsgemäßen Systems) ausgeführt werden. Selbstverständlich kann das Klassifizieren auch verteilt durch verschiedene Vorrichtungen und/oder Server ausgeführt werden. according to the invention). Of course, the classification can also be performed distributed by different devices and / or servers.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit eine Auswertung des Ultraschallechosignals im Hinblick auf Signalanteile, die zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen an verschiedenen The present invention thus makes it possible to evaluate the ultrasound echo signal with regard to signal components which are at least essentially reflective to reflections at different wavelengths
Reflektionsobjekten im Erfassungsbereich des Ultraschallsensors zurückgehen, und ist nicht auf die Auswertung der Erstreflektion beschränkt. Dabei können durch das Gruppieren und das Bestimmen der Kenndaten für die jeweiligen Datenpunkt-Cluster verschiedene Klassen von Reflektionsobjekten im Erfassungsbereich des Ultraschallsensors wie verschiedene (z.B. bewegte) Verkehrsobjekte erkannt und unterschieden werden. Dadurch kann der Erfassungsbereich eines Ultraschallsensors vergrößert werden, beispielsweise kann ein Ultraschallsensor zur Verkehrsüberwachung mehrerer Fahrspuren oder zur Überwachung mehrerer Parkplätze eingesetzt werden. Wenn die Auswertung des Reflection objects in the detection range of the ultrasonic sensor go back, and is not limited to the evaluation of Erstrefflektion. Thereby, by grouping and determining the characteristics for the respective data point clusters, different classes of reflection objects in the detection range of the ultrasonic sensor such as various (e.g., moving) traffic objects can be recognized and discriminated. Thereby, the detection range of an ultrasonic sensor can be increased, for example, an ultrasonic sensor for traffic monitoring of multiple lanes or for monitoring multiple parking spaces can be used. If the evaluation of the
Ultraschallechosignals auf die Erstreflektion beschränkt wird, kann dagegen lediglich eine Fahrspur oder ein Parkplatz sinnvoll durch einen Ultraschallsensor überwacht werden.  Ultrasonic echo signal is limited to the Erstreflektion, however, only a lane or a parking lot can be sensibly monitored by an ultrasonic sensor.
Weitere Vorteile der offenbarten Erfindung werden nachfolgend anhand beispielhafter Other advantages of the disclosed invention will become apparent below by way of example
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, des erfindungsgemäßen Embodiments of the method according to the invention, of the invention
Computerprogramms, der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Systems beschrieben, deren Offenbarung für die jeweiligen Kategorien (Verfahren, Computerprogramm, Vorrichtung, System) gleichermaßen gelten soll. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung repräsentiert jeder Datenpunkt der Computer program, the device according to the invention and the system according to the invention described, the disclosure of which should apply equally to the respective categories (method, computer program, device, system). According to an exemplary embodiment of the invention, each data point represents the
Ultraschallechosignaldaten den Wert der Signalstärke des erfassten Ultraschallechosignals jeweils zu einem Erfassungszeitpunkt. Wie oben beschrieben, umfasst ein Datenpunkt der Ultraschallechosignaldaten beispielsweise eine Repräsentation (z.B. eine digitale Repräsentation) des Werts der Signalstärke des von dem Ultraschallsensor erfassten Ultraschallechosignals zu einem bestimmten Erfassungszeitpunkt. Eine solche Repräsentation eines Werts der Signalstärke ist beispielsweise ein digitaler Wert, der dem Wert der Signalstärke zumindest im Wesentlichen (z.B. einem gerundeten Wert oder einem digitalisierten Wert der Signalstärke) entspricht. Ferner kann ein solcher Datenpunkt beispielsweise eine Repräsentation (z.B. eine digitale Repräsentation) des Erfassungszeitpunkts umfassen. Eine Repräsentation des Erfassungszeitpunkts ist beispielsweise ein digitaler Wert, der dem Datum und der Uhrzeit des Erfassungszeitpunktes zumindest im Wesentlichen (z.B. der Unixzeit und/oder der POSIX-Zeit des Erfassungszeitpunktes) entspricht. Ultrasonic echo signal data the value of the signal strength of the detected ultrasonic echo signal in each case at a detection time. As described above, one data point includes the Ultrasonic echo signal data, for example, a representation (eg, a digital representation) of the value of the signal strength of the ultrasonic echo signal detected by the ultrasonic sensor at a certain detection time. Such a representation of a value of the signal strength is, for example, a digital value which corresponds at least substantially to the value of the signal strength (eg a rounded value or a digitized value of the signal strength). Further, such a data point may include, for example, a representation (eg, a digital representation) of the acquisition time. A representation of the detection time is, for example, a digital value that at least substantially corresponds to the date and time of the detection time (eg the Unix time and / or the POSIX time of the detection time).
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Ultraschallsensor ortsfest. Dabei soll unter ortsfest beispielsweise verstanden werden, dass der Ultraschallsensor sich dauerhaft an einer bestimmten Position (z.B. einer geographischen und/oder räumlichen Position) befindet. Zum Beispiel ist der Ultraschallsensor dauerhaft an dieser Position installiert und/oder montiert. Zum Beispiel ist der Ultraschallsensor in einer Sidefire-Konfiguration (z.B. in einer schrägen und/oder winkeligen Ausrichtung, z.B. in einer schrägen und/oder winkeligen Ausrichtung zum According to an exemplary embodiment of the invention, the ultrasonic sensor is stationary. By stationary, it is to be understood, for example, that the ultrasonic sensor is permanently located at a specific position (for example, a geographical and / or spatial position). For example, the ultrasonic sensor is permanently installed and / or mounted at this position. For example, the ultrasonic sensor is in a sidefire configuration (e.g., in an oblique and / or angular orientation, e.g., in an oblique and / or angular orientation to the
Erfassungsbereich und/oder zu einer Bodenoberfläche, z.B. der Erdbodenoberfläche im Detection area and / or to a ground surface, e.g. the soil surface in the
Erfassungsbereich) installiert und/oder montiert. Dies hat den Effekt, dass der Erfassungsbereich des Ultraschallsensors einen größeren Bereich abdecken kann als beispielsweise bei einer senkrechten Ausrichtung zum Erfassungsbereich und/oder zu einer Bodenoberfläche. Ferner sind Detection area) installed and / or mounted. This has the effect that the detection range of the ultrasonic sensor can cover a larger area than, for example, in a vertical orientation to the detection area and / or to a floor surface. Further are
Ausführungsformen möglich, in denen der Ultraschallsensor schwenkbar ist. Zum Beispiel ist der Ultraschallsensor mechanisch schwenkbar und/oder die Erfassungsrichtung des Ultraschallsensors ist elektronisch schwenkbar (z.B. durch eine Phased-Array-Empfangsanordnung). In keiner dieser Ausführungsformen ist der Ultraschallsensor beispielsweise ein Teil einer ortsbeweglichen Vorrichtung (z.B. eines Fahrzeugs).  Embodiments are possible in which the ultrasonic sensor is pivotable. For example, the ultrasonic sensor is mechanically pivotable and / or the detection direction of the ultrasonic sensor is electronically pivotable (e.g., by a phased array receiving arrangement). For example, in none of these embodiments is the ultrasonic sensor part of a portable device (e.g., a vehicle).
Der Ultraschallsensor kann beispielsweise Teil einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren sein, beispielsweise Teil eines Ultraschallsensorarrays. Zum Beispiel umfasst das erfindungsgemäße System eine solche Mehrzahl von Ultraschallsensoren. The ultrasound sensor may be part of a plurality of ultrasound sensors, for example part of an ultrasound sensor array. For example, the system of the invention includes such a plurality of ultrasonic sensors.
Zum Beispiel können mehrere Ultraschallsensoren derart angeordnet sein, dass sie ein For example, a plurality of ultrasonic sensors may be arranged to be one
Ultraschallechosignal asynchron erfassen, beispielsweise indem eine Folge von Ultraschallsensoren in zeitlich aufeinander folgenden Zeitabschnitten das Ultraschallechosignal erfasst. Dadurch können die Ergebnisse von Ultraschallsensor zu Ultraschallsensor zum Beispiel weiter optimiert werden. Capture ultrasonic echo signal asynchronously, for example, by a sequence of ultrasonic sensors in temporally successive periods detects the ultrasonic echo signal. As a result, the results from ultrasonic sensor to ultrasonic sensor can be further optimized, for example.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner das Aussenden und/oder Veranlassen des Aussendens eines oder mehrerer Ultraschallimpulse. Zum Beispiel basieren die ausgesendeten Ultraschallimpulse auf einem zeitbegrenzten Prototypen- Puls, welcher auf eine Ultraschallträgerfrequenz (z.B. 44 kHz) moduliert und/oder frequenzverschoben wird. According to an exemplary embodiment of the invention, the method according to the invention furthermore comprises the emission and / or the initiation of the emission of one or more ultrasound pulses. For example, the transmitted ultrasound pulses are based on a time-limited prototype pulse that is modulated and / or frequency-shifted to an ultrasound carrier frequency (eg, 44 kHz).
Beispielsweise werden die Ultraschallimpulse in regelmäßigen Zeitabständen ausgesendet, so dass die Zeitdifferenz zwischen den Sendezeitpunkten zweier aufeinanderfolgender Ultraschallimpulse stets gleich ist. Dabei soll unter einem Sendezeitpunkt eines Ultraschallimpulses beispielsweise der Zeitpunkt verstanden werden, an dem das Aussenden des Ultraschallimpulses startet. Ferner sind die Ultraschallimpulse beispielsweise gleich und/oder haben die Ultraschallimpulse beispielsweise die gleiche Impulslänge. Allerdings können die Ultraschallimpulse auch ungleich sein und/oder in unregelmäßigen Zeitabständen und/oder mit unterschiedlichen Impulslängen ausgesendet werden. Es sind auch Ausführungsformen möglich, in denen die Zeitabstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ultraschallimpulsen und/oder die Impulslänge der Ultraschallimpulse veränderlich sind. For example, the ultrasonic pulses are emitted at regular intervals, so that the time difference between the transmission times of two successive ultrasonic pulses is always the same. In this case, for example, the point in time at which the emission of the ultrasonic pulse starts is to be understood by a transmission time of an ultrasonic pulse. Furthermore, the ultrasound pulses are, for example, the same and / or the ultrasound pulses have, for example, the same pulse length. However, the ultrasonic pulses may also be uneven and / or emitted at irregular intervals and / or with different pulse lengths. Embodiments are also possible in which the time intervals between two successive ultrasonic pulses and / or the pulse length of the ultrasonic pulses are variable.
Zum Beispiel werden die Ultraschallimpulse von dem Ultraschallsensor ausgesendet. In diesem Fall ist der Ultraschallsensor beispielsweise als kombinierter Ultraschallsender und Ultraschalldetektor gebildet. Es sind auch Ausführungsformen möglich, in denen die Ultraschallimpulse von einem entsprechend eingerichteten, von dem Ultraschallsensor separaten Ultraschallsender ausgesendet werden. Zum Beispiel ist der Ultraschallsender ortsfest. Dabei soll unter ortsfest, wie oben zum Ultraschallsensor beschrieben, beispielsweise verstanden werden, dass der Ultraschallsender sich dauerhaft an einer bestimmten Position befindet. Zum Beispiel ist der Ultraschallsender dauerhaft an dieser Position installiert und/oder montiert. Zum Beispiel ist der Ultraschallsender in einer Sidefire-Konfiguration (z.B. in einer schrägen und/oder winkeligen Ausrichtung, z.B. in einer schrägen und/oder winkeligen Ausrichtung zu einer Bodenoberfläche, z.B. der Erdbodenoberfläche) installiert und/oder montiert. Ferner sind Ausführungsformen möglich, in denen der Ultraschallsender schwenkbar ist. Zum Beispiel ist der Ultraschallsender mechanisch schwenkbar und/oder die Senderichtung des Ultraschallsenders ist elektronisch schwenkbar (z.B. durch eine Phased-Array-Sendeanordnung). In keiner dieser Ausführungsformen ist der Ultraschallsender beispielsweise ein Teil einer ortsbeweglichen For example, the ultrasonic pulses are emitted from the ultrasonic sensor. In this case, the ultrasonic sensor is formed, for example, as a combined ultrasonic transmitter and ultrasonic detector. Embodiments are also possible in which the ultrasound pulses are emitted by a suitably arranged ultrasound transmitter separate from the ultrasound sensor. For example, the ultrasonic transmitter is stationary. Under stationary, as described above for ultrasonic sensor, it should be understood, for example, that the ultrasonic transmitter is permanently at a certain position. For example, the ultrasonic transmitter is permanently installed and / or mounted at this position. For example, the ultrasonic transmitter is installed and / or mounted in a sidefire configuration (e.g., in an oblique and / or angular orientation, e.g., in an oblique and / or angular orientation to a ground surface, e.g., the ground surface). Furthermore, embodiments are possible in which the ultrasonic transmitter is pivotable. For example, the ultrasonic transmitter is mechanically pivotable and / or the transmission direction of the ultrasonic transmitter is electronically pivotable (e.g., by a phased array transmitter). For example, in none of these embodiments is the ultrasonic transmitter part of a portable one
Vorrichtung (z.B. eines Fahrzeugs). Device (e.g., a vehicle).
Zum Beispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung den Ultraschallsender. For example, the device according to the invention comprises the ultrasonic transmitter.
Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung den Ultraschallsender Alternatively or additionally, the device according to the invention can be the ultrasonic transmitter
beispielsweise ansteuern, um das Aussenden der Ultraschallimpulse durch den Ultraschallsender zu veranlassen. Zum Beispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung Kommunikationsmittel, die eingerichtet sind, ein entsprechendes Ansteuersignal an den Ultraschallsender zu kommunizieren. Ein Beispiel für solche Kommunikationsmittel ist, wie oben erläutert, eine Kommunikationsschnittstelle, beispielsweise eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle oder eine drahtgebundene for example, to control the transmission of the ultrasonic pulses through the ultrasonic transmitter cause. For example, the device according to the invention comprises communication means which are set up to communicate a corresponding drive signal to the ultrasound transmitter. An example of such communication means, as explained above, is a communication interface, for example a wireless communication interface or a wired one
Kommunikationsschnittstelle. In diesem Fall ist der Ultraschallsender beispielsweise kein Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Communication interface. In this case, for example, the ultrasonic transmitter is not part of the device according to the invention.
Ein Ultraschallsender umfasst beispielsweise einen piezoelektrischen Wandler, der beispielsweise ein elektrisches Signal in einen Ultraschallimpuls umwandelt. An ultrasonic transmitter comprises, for example, a piezoelectric transducer which, for example, converts an electrical signal into an ultrasonic pulse.
Der Ultraschallsender (und/oder der als kombinierter Ultraschallsensor und Ultraschalldetektor gebildeter Ultraschallsensor) kann beispielsweise Teil einer Mehrzahl von Ultraschallsendern The ultrasound transmitter (and / or the ultrasound sensor formed as a combined ultrasound sensor and ultrasound detector) may, for example, be part of a plurality of ultrasound transmitters
(und/oder Ultraschallsensoren] sein, beispielsweise Teil eines Ultraschallsenderarrays (und/oder Ultraschallsensorenarrays). Zum Beispiel umfasst das erfindungsgemäße System eine solche Mehrzahl von Ultraschallsendern (und/oder Ultraschallsensoren). For example, the system according to the invention comprises such a plurality of ultrasound transmitters (and / or ultrasound sensors).
Jeder von einem anderen Ultraschallsender einer Mehrzahl von Ultraschallsendern und/oder einem anderen Ultraschallsensor einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren ausgesendete Ultraschallimpuls weist beispielsweise eine andere Ultraschallträgerfrequenz auf. Dies hat den Effekt, dass auf Each ultrasonic pulse emitted by another ultrasound transmitter of a plurality of ultrasound transmitters and / or another ultrasound sensor of a plurality of ultrasound sensors has, for example, a different ultrasound carrier frequency. This has the effect of being on
Reflektionen von Ultraschallimpulsen verschiedener Ultraschallsender und/oder Ultraschallsensoren zurückgehende Signalanteile in einem Ultraschallechosignal beispielsweise durch eine Reflections of ultrasound pulses of different ultrasonic transmitter and / or ultrasonic sensors returning signal components in an ultrasonic echo signal, for example by a
Bandpassfilterung zumindest im Wesentlichen getrennt werden können. Bandpass filtering can be at least substantially separated.
Dementsprechend kann das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise eine solche Bandpassfilterung des durch den Ultraschallsensor erfassten Ultraschallechosignals umfassen. Alternativ oder zusätzlich können die erhaltenen Ultraschallechosignaldaten beispielsweise ein entsprechend bandgefiltertes Ultraschallechosignal repräsentieren, das zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen von Accordingly, the method according to the invention can comprise, for example, such bandpass filtering of the ultrasonic echo signal detected by the ultrasonic sensor. Alternatively or additionally, the ultrasound echo signal data obtained can represent, for example, a corresponding band-filtered ultrasound echo signal, which is at least essentially reflected by reflections from
Ultraschallimpulsen eines einzigen Ultraschallsenders zurückgehende Signalanteile umfasst. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfassen die Reflektionen zumindest im Wesentlichen Reflektionen der ausgesendeten Ultraschallimpulse an den Reflektionsobjekten. Zum Beispiel umfasst das Ultraschallechosignal Signalanteile, die zumindest im Wesentlichen auf Ultrasonic pulses of a single ultrasonic transmitter comprises returning signal components. According to an exemplary embodiment of the invention, the reflections comprise at least substantially reflections of the emitted ultrasonic pulses at the reflection objects. For example, the ultrasonic echo signal includes signal components that are at least substantially
Reflektionen eines oder mehrerer der zuvor ausgesendeten Ultraschallimpulse an den Reflections of one or more of the previously emitted ultrasonic pulses to the
Reflektionsobjekten zurückgehen. Go back to reflection objects.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner das Unterteilen der Ultraschallechosignaldaten in mehrere Ultraschallechosignaldatenblöcke, wobei die Ultraschallechosignaldatenblöcke aufeinanderfolgende Zeitabschnitte gleicher According to an exemplary embodiment of the invention, the method according to the invention further comprises subdividing the ultrasound echo signal data into a plurality of ultrasound echo signal data blocks, wherein the ultrasound echo signal data blocks have successive periods of time
Zeitabschnittslänge eines zeitlichen Verlaufs eines Werts der Signalstärke des erfassten Time length of a time course of a value of the signal strength of the detected
Ultraschallechosignals repräsentieren. Zum Beispiel beginnt jeder der Zeitabschnitte mit dem Sendezeitpunkt eines Ultraschallimpulses. Ferner entspricht die Zeitabschnittslänge jedes der Zeitabschnitte beispielsweise der Zeitdifferenz zwischen den Sendezeitpunkten zweier aufeinanderfolgender Ultraschallimpulse. Dies hat beispielsweise den Effekt, dass der von einem Ultraschallechosignaldatenblock repräsentierte zeitliche Verlauf der Signalstärke des erfassten Ultraschallechosignals zumindest im Wesentlichen durch Reflektionen des zu Beginn des jeweiligen Zeitabschnitts ausgesendeten Ultraschallimpulses bestimmt wird und somit im Folgenden beispielhaft auch als Ultraschallimpulsantwort bezeichnet wird. Represent ultrasonic echo signal. For example, each of the time periods begins with the transmission time of an ultrasonic pulse. Further, the time period length of each of the time sections corresponds, for example, to the time difference between the transmission times of two successive ultrasonic pulses. This has the effect, for example, that the time profile of the signal strength of the detected ultrasonic echo signal represented by an ultrasound echo signal data block is determined at least essentially by reflections of the ultrasound pulse emitted at the beginning of the respective time segment and is therefore also referred to below by way of example as ultrasound pulse response.
Ferner wird dadurch beispielsweise erreicht, dass, wenn die Zeitdifferenz zwischen den Furthermore, this ensures, for example, that when the time difference between the
Sendezeitpunkten zweier aufeinanderfolgender Ultraschallimpulse stets gleich ist, Datenpunkte, die sich an der gleichen Position in verschiedenen Ultraschallechosignaldatenblöcken befinden, jeweils mit der gleichen Signallaufzeit (ausgehend vom Sendezeitpunkt zu Beginn des jeweiligen Zeitabschnitts) assoziiert sind. Ein Erfassungszeitpunkt soll beispielsweise als mit einer Signallaufzeit assoziiert verstanden werden, wenn die Zeitdifferenz zwischen dem Erfassungszeitpunkt und einem Transmission points of two consecutive ultrasonic pulses is always the same, data points that are located at the same position in different ultrasonic echo signal data blocks, each with the same signal delay time (starting from the transmission time at the beginning of the respective period) are associated. For example, a detection time shall be understood to be associated with a signal delay if the time difference between the detection time and a
Sendezeitpunkt eines zuvor ausgesendeten Ultraschallimpulses der Signallaufzeit entspricht. Dabei soll unter der Signallaufzeit beispielsweise die Zeitdifferenz zwischen dem Sendezeitpunkt eines Transmission time of a previously transmitted ultrasonic pulse corresponds to the signal delay. In this case, for example, the time difference between the transmission time of a
Ultraschallimpulses und einem Erfassungszeitpunkt der auf eine oder mehrere Reflektionen des Ultraschallimpulses zurückgehenden Signalanteile in einem Ultraschallechosignal verstanden werden.  Ultrasonic pulse and a detection time of the attributable to one or more reflections of the ultrasonic pulse signal components are understood in an ultrasonic echo signal.
Diese Ausführungsform ist beispielsweise vorteilhaft, wenn die Ultraschallimpulse jeweils von einem ortsfesten Ultraschallsender und/oder ortsfesten Ultraschallsensor ausgesendet und das This embodiment is advantageous, for example, if the ultrasound pulses are each emitted by a stationary ultrasound transmitter and / or stationary ultrasound sensor and the
Ultraschall echosignal von einem ortsfesten Ultraschallsensor erfasst werden, da in einem solchen Szenario auf Reflektionen mehrerer Ultraschallimpulse an einem Reflektionsobjekt in einer bestimmten Distanz zurückgehende Signalanteile des erfassten Ultraschallechosignals jeweils die gleiche Distanz zurücklegen und somit die gleiche Signallaufzeit haben. Mit anderen Worten repräsentieren die Datenpunkte, die sich an der gleichen Position in verschiedenen Ultraschallechosignaldatenblöcken befinden, in diesem Szenario jeweils einen Signalanteil des Ultraschallechosignals, der zumindest im Wesentlichen auf eine Reflektion des jeweiligen Ultraschallimpulses an einem Reflektionsobjekt jeweils in der gleichen Distanz (z.B. in der gleichen Distanz vom Ultraschallsensor und/oder Ultraschallsender) zurückgeht. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner das Bestimmen einer graphischen Repräsentation der Ultraschallechosignaldaten zumindest teilweise in Abhängigkeit der Ultraschallechosignaldatenblöcke. Als Ergebnis des Bestimmens der graphischen Repräsentation wird beispielsweise eine graphisch darstellbare Ultraschallechosignaldatenstruktur erhalten wie ein zwei-dimensionales Datenfeld und/oder ein Datenarray und/oder eine Grafikdatei (z.B. eine Grafikdatei in einem Bilddatenformat wie dem Bitmap-Format, BMP-Format Die graphische Repräsentation ist zum Beispiel eine zwei-dimensionale Darstellung der Ultrasonic echosignal be detected by a stationary ultrasonic sensor, since in such a scenario, reflect on reflections of multiple ultrasound pulses on a reflection object at a certain distance in a certain distance signal components of the detected ultrasonic echo signal in each case the same distance and thus have the same signal propagation time. In other words, the data points which are located at the same position in different ultrasound echo signal data blocks in this scenario each represent a signal component of the ultrasound echo signal that is at least essentially a reflection of the respective ultrasound pulse on a reflection object at the same distance (eg in the same distance) Distance from the ultrasonic sensor and / or ultrasonic transmitter) goes back. According to an exemplary embodiment of the invention, the method according to the invention further comprises determining a graphical representation of the ultrasound echo signal data at least partially in dependence on the ultrasound echo signal data blocks. As a result of determining the graphical representation, for example, a graphically representable ultrasonic echo signal data structure is obtained, such as a two-dimensional data field and / or a data array and / or a graphics file (eg, a graphics file in an image data format such as the bitmap format, BMP format, the graphical representation for example, a two-dimensional representation of
Ultraschallechosignaldaten. Alternativ oder zusätzlich ist die graphische Repräsentation beispielsweise ein graphische Interpretation und/oder Abstraktion der Ultraschallechosignaldaten.  Ultrasonic echo signal data. Alternatively or additionally, the graphical representation is for example a graphical interpretation and / or abstraction of the ultrasound echo signal data.
Zum Beispiel ist und/oder umfasst die graphische Repräsentation eine Pixelanordnung mit in einem Raster angeordneten Pixeln (z.B. ist die als Ergebnis des Bestimmens der graphischen Repräsentation erhaltene Ultraschallechosignaldatenstruktur als Pixelanordnung darstellbar). Beispielsweise wird jeder Pixel der Pixelanordnung jeweils in Abhängigkeit eines Datenpunktes der For example, the graphical representation is and / or includes a pixel array having pixels arranged in a raster (e.g., the ultrasound echo signal data structure obtained as a result of determining the graphical representation may be represented as a pixel array). For example, each pixel of the pixel array depending on a data point of the
Ultraschallechosignaldaten bestimmt. Zum Beispiel wird die Farbe, Färbung und/oder Graustufe eines Pixels in Abhängigkeit des von dem jeweiligen Datenpunkt repräsentierten Werts der Signalstärke bestimmt. Ultrasonic echo signal data determined. For example, the color, coloration and / or gray level of a pixel is determined as a function of the value of the signal strength represented by the respective data point.
Zum Beispiel werden benachbarte Pixel in einer Rasterspalte des Rasters beispielsweise durch aufeinanderfolgende Datenpunkte eines jeweiligen Ultraschallechosignaldatenblocks der For example, adjacent pixels in a raster column of the raster become, for example, successive data points of a respective ultrasound echo signal data block
Ultraschallechosignaldatenblöcke bestimmt; und benachbarte Pixel in einer Rasterzeile des Rasters werden zum Beispiel durch Datenpunkte, die sich in aufeinanderfolgenden Ultrasound echo signal data blocks determined; and adjacent pixels in a raster line of the raster become, for example, data points that are in successive
Ultraschallechosignaldatenblöcke befinden (z.B. an der gleichen Position in aufeinanderfolgenden Ultraschallechosignaldatenblöcken befinden), bestimmt. Dies hat beispielsweise den Effekt, dass, wenn jeder der durch die Ultraschallechosignaldatenblöcke repräsentierten Zeitabschnitte mit dem  Ultrasonic echo signal data blocks are located (e.g., at the same position in consecutive ultrasonic echo signal data blocks). This has the effect, for example, that when each of the time periods represented by the ultrasonic echo signal data blocks coincides with the
Sendezeitpunkt eines Ultraschallimpulses beginnt und die Zeitabschnittslänge jedes der Zeitabschnitte beispielsweise der Zeitdifferenz zwischen den Sendezeitpunkten zweier aufeinanderfolgenderTransmission time of an ultrasonic pulse begins and the time period length of each of the time segments, for example, the time difference between the transmission times of two successive
Ultraschallimpulse entspricht, die Pixel einer Rasterspalte zumindest im Wesentlichen durch eine jeweilige Ultraschallimpulsantwort (d.h. zumindest im Wesentlichen durch Reflektionen des zu Beginn des jeweiligen Zeitabschnitts ausgesendeten Ultraschallimpulses) bestimmt werden. Dabei repräsentieren die sich an der gleichen Position in unterschiedlichen Rasterspalten befindlichen Pixel beispielsweise einen Signalanteil des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultrasonic pulses corresponding to the pixels of a grid column are determined at least substantially by a respective ultrasonic impulse response (i.e., at least substantially by reflections of the ultrasound pulse emitted at the beginning of the respective time period). In this case, the pixels located at the same position in different grid columns represent, for example, a signal component of the signal represented by the ultrasonic echo signal data
Ultraschallechosignals, der zumindest im Wesentlichen auf eine Reflektion des jeweiligen Ultraschallimpulses an einem Reflektionsobjekt jeweils in der gleichen Distanz (z.B. in der gleichen Distanz vom Ultraschallsensor und/oder Ultraschallsender) zurückgeht. Ultrasonic echo signal, at least substantially to a reflection of the respective Ultrasonic pulse at a reflection object in each case at the same distance (eg at the same distance from the ultrasonic sensor and / or ultrasonic transmitter) goes back.
Der auf Reflektionen mehrerer aufeinanderfolgender Ultraschallimpulse an einem unbewegten Reflektionsobjekt zurückgehende Signalanteil des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals wird in einer solchen Pixelanordnung beispielsweise durch Pixel, die sich in aufeinanderfolgenden Rasterspalten jeweils an der gleichen Position befinden, repräsentiert. Dagegen wird der auf Reflektionen mehrerer aufeinanderfolgender Ultraschallimpulse an einem bewegten Reflektionsobjekt zurückgehende Signalanteil des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals in einer solchen Pixelanordnung beispielsweise durch Pixel, die sich in aufeinanderfolgenden Rasterspalten jeweils an unterschiedlichen Positionen befinden, repräsentiert. The signal component of the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data which is based on reflections of a plurality of successive ultrasound pulses on an immobile reflection object is represented in such a pixel arrangement by, for example, pixels located in successive raster columns at the same position. By contrast, the signal component of the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data due to reflections of a plurality of successive ultrasound pulses on a moving reflection object is represented in such a pixel arrangement, for example by pixels which are located at different positions in successive raster columns.
Dies ist beispielsweise vorteilhaft, um auf Reflektionen zurückgehende Signalanteile in dem durch die Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignal beispielsweise mit This is advantageous, for example, to signal components attributable to reflections in the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data, for example with
Bilderverarbeitungsalgorithmen erkennen und analysieren zu können. Ferner wird auch ein menschlicher Betrachter durch eine solche Pixelanordnung in die Lage versetzt, auf Reflektionen zurückgehende Signalanteile des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Recognize and analyze image processing algorithms. Furthermore, a human observer is also enabled by such a pixel arrangement, reflecting signal components of the ultrasound echo signal data which are based on reflections
Ultraschallechosignals erkennen und/oder analysieren zu können. Zum Beispiel umfasst das erfindungsgemäße Verfahren das Anwenden eines Detect and / or analyze ultrasonic echo signal. For example, the method of the invention involves applying a
Bildverarbeitungsalgorithmus wie eines zweidimensionalen Filters (z.B. eines zweidimensionalen Hammingfilters) auf die graphische Repräsentation und/oder eine als Ergebnis des Bestimmens der graphischen Repräsentation erhaltene graphisch darstellbare Ultraschallechosignaldatenstruktur. Zum Beispiel basiert das Gruppieren mehrerer Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten zu einem oder mehreren Datenpunkt-Clustern zumindest teilweise auf der graphischen Repräsentation (z.B. der oben beschriebenen Pixelanordnung) und/oder einer als Ergebnis des Bestimmens der graphischen Repräsentation erhaltenen graphisch darstellbaren Ultraschallechosignaldatenstruktur. Beispielsweise umfasst das Gruppieren mehrerer Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten zu einem oder mehreren Datenpunkt-Clustern das Anwenden eines Clusteringalgorithmus auf die graphische Repräsentation (z.B. die oben beschriebene Pixelanordnung) und/oder eine als Ergebnis des  An image processing algorithm such as a two-dimensional filter (e.g., a two-dimensional Hamming filter) on the graphical representation and / or a graphically representable ultrasound echo signal data structure obtained as a result of determining the graphical representation. For example, grouping multiple data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters is based at least in part on the graphical representation (e.g., the pixel array described above) and / or a graphically representable ultrasound echo signal data structure obtained as a result of determining the graphical representation. For example, grouping multiple data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters includes applying a clustering algorithm to the graphical representation (e.g., the pixel array described above) and / or one as a result
Bestimmens der graphischen Repräsentation erhaltene graphisch darstellbare Determining the graphical representation obtained graphically
Ultraschallechosignaldatenstruktur. Der Clusteringalgorithmus kann beispielsweise ein hierarchischer, ein dichtebasierter oder ein partitionierender Clusteringalgorithmus sowie eine Kombination verschiedener Clusteringalgorithmen sein. Ein Beispiel für einen dichtebasierten Clusteringalgorithmus ist der DBSCAN (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise) Algorithmus. Ultrasonic echo signal data structure. The clustering algorithm can be, for example, a hierarchical, a density-based or a partitioning clustering algorithm as well as a combination of different clustering algorithms be. An example of a density-based clustering algorithm is the DBSCAN (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise) algorithm.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Gruppieren mehrerer Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten zu einem oder mehreren Datenpunkt-Clustern dasAccording to an exemplary embodiment of the invention, grouping a plurality of data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters comprises
Anwenden eines Clusteringalgorithmus auf die Ultraschallechosignaldaten und/oder Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten. Dies kann beispielsweise durch das oben beschriebene Anwenden eines Clusteringalgorithmus auf die graphische Repräsentation (z.B. die oben beschriebene Pixelanordnung) und/oder eine als Ergebnis des Bestimmens der graphischen Repräsentation erhaltene graphisch darstellbare Ultraschallechosignaldatenstruktur erfolgen. Applying a clustering algorithm to the ultrasonic echo signal data and / or data points of the ultrasonic echo signal data. This can be done, for example, by applying a clustering algorithm to the graphical representation (e.g., the pixel array described above) and / or a graphically-representable ultrasound echo signal data structure obtained as a result of determining the graphical representation.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die Kenndaten zumindest eine oder mehrere der folgenden Informationen: According to an exemplary embodiment of the method according to the invention, the characteristics comprise at least one or more of the following information:
Amplituden-, Frequenz- und/oder Phaseninformationen,  Amplitude, frequency and / or phase information,
- Informationen über eine Lokalisation, eine Verteilung, eine Form, eine Morphologie, ein Muster und/oder eine Ausdehnung eines Datenpunkt-Clusters (z.B. eines Datenpunkt-Clusters der Datenpunkt-Cluster), Information about a location, distribution, shape, morphology, pattern and / or extent of a data point cluster (e.g., a data point cluster of data point clusters),
Informationen über eine Reflektionsenergie des durch die Datenpunkte eines Datenpunkt- Clusters (z.B. eines Datenpunkt-Clusters der Datenpunkt-Cluster) repräsentierten Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals,  Information about a reflection energy of the signal component of the ultrasonic echo signal represented by the data points of a data point cluster (for example, a data point cluster of the data point clusters) of the ultrasonic echo signal represented by the ultrasonic echo signal data,
Informationen über eine Signallaufzeit des durch die Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters (z.B. eines Datenpunkt-Clusters der Datenpunkt-Cluster) repräsentierten Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals. Die Kenndaten werden beispielsweise zumindest teilweise in Abhängigkeit der  Information about a signal delay of the signal component of the ultrasonic echo signal represented by the ultrasound echo signal data, represented by the data points of a data point cluster (e.g., a data point cluster of the data point clusters). The characteristics are, for example, at least partially depending on the
Ultraschallechosignaldaten bestimmt (z.B. zumindest teilweise in Abhängigkeit eines oder mehrerer Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten).  Ultrasound echo signal data determined (e.g., at least in part, as a function of one or more data points of the ultrasound echo signal data).
Wie oben beschrieben, umfassen die Kenndaten zum Beispiel Amplituden-, Frequenz- und/oder Phaseninformationen. As described above, the characteristics include, for example, amplitude, frequency and / or phase information.
Amplitudeninformationen können beispielsweise durch das Bestimmen eines Mittelwerts der Amplitude (z.B. ein Mittelwert der Signalstärke) des durch einen oder mehrere Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters (z.B. eines Datenpunkt-Clusters der Datenpunkt-Cluster) repräsentierten Signalanteils des Ultraschallechosignals erhalten werden. Unter einem Mittelwert soll beispielsweise der Median, das arithmetische Mittel und/oder das geometrische Mittel verstanden werden. Zum Beispiel umfassen die Kenndaten einen oder mehrerer solcher Mittelwerte als Amplitudeninformationen, Solche Amplitudeninformationen erlauben beispielsweise Rückschlüsse auf den von einem Reflektionsobjekt reflektierten Signalanteil eines zuvor ausgesendeten Amplitude information may be obtained, for example, by determining an average of the amplitude (eg, an average of the signal strength) of the signal portion of the ultrasonic echo signal represented by one or more data points of a data point cluster (eg, a data point cluster of data point clusters). By an average, for example, the median, the arithmetic mean and / or the geometric mean to be understood. For example, the characteristics include one or more such averages as Amplitude information, Such amplitude information, for example, allow conclusions about the signal component of a previously transmitted reflected by a reflection object
Ultraschallimpulses. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, um verschiedene Typen von Ultrasonic pulse. This is for example advantageous to different types of
Reflektionsobjekten voneinander unterscheiden und entsprechend klassifizieren zu können. Reflect reflection objects from each other and classify accordingly.
Frequenzinformationen können beispielsweise durch das Bestimmen eines Frequenzspektrums des durch einen oder mehrere Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters repräsentierten Signalanteils des Ultraschallechosignals und/oder einer Frequenzdifferenz zwischen der Frequenz des durch einen oder mehrere Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters (z.B. eines Datenpunkt-Clusters der Datenpunkt- Cluster) repräsentierten Signalanteils des Ultraschallechosignals und der Frequenz eines zuvor ausgesendeten Ultraschallimpulses erhalten werden. Zum Beispiel umfassen die Kenndaten eine Repräsentation des Frequenzspektrums und/oder den Wert der Frequenzdifferenz als Frequency information may be obtained, for example, by determining a frequency spectrum of the signal portion of the ultrasonic echo signal represented by one or more data points of a data point cluster and / or a frequency difference between the frequency of one or more data points of a data point cluster (eg, a data point cluster of data point clusters ) signal component of the ultrasonic echo signal and the frequency of a previously transmitted ultrasonic pulse are obtained. For example, the characteristics include a representation of the frequency spectrum and / or the value of the frequency difference as
Frequenzinformationen. Eine Analyse des Frequenzspektrums kann beispielsweise Hinweise auf eine Frequenzverschiebung aufgrund des Dopplereffekts bei einer Reflektion an einem bewegten Frequency information. An analysis of the frequency spectrum can be, for example, evidence of a frequency shift due to the Doppler effect in a reflection on a moving
Reflektionsobjekt ergeben. Das Vorhandensein einer Frequenzdifferenz kann beispielsweise unmittelbar auf eine Frequenzverschiebung aufgrund des Dopplereffekts bei einer Reflektion an einem bewegten Reflektionsobjekt hinweisen. Die Frequenzverschiebung ist dabei abhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Reflektionsobjekts. Reflection object result. For example, the presence of a frequency difference may directly indicate a frequency shift due to the Doppler effect of a reflection on a moving reflection object. The frequency shift is dependent on the movement speed and the direction of movement of the reflection object.
Frequenzinformationen sind somit beispielsweise vorteilhaft, um unterschiedlich schnell bewegte Reflektionsobjekte voneinander unterscheiden und entsprechend klassifizieren zu können. Frequency information is thus advantageous, for example, to distinguish different fast-moving reflection objects from each other and to be able to classify accordingly.
Phaseninformationen können beispielsweise durch das Bestimmen einer Phasenänderung zwischen der Phase des durch einen oder mehrere Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters (z.B. eines Phase information may be obtained, for example, by determining a phase change between the phase of the data passing through one or more data points of a data point cluster (e.g.
Datenpunkt-Clusters der Datenpunkt-Cluster) repräsentierten Signalanteils des Ultraschallechosignals und der Phase des durch einen oder mehrere andere Datenpunkte des Datenpunkt-Clusters repräsentierten Signalanteils des Ultraschallechosignals erhalten werden. Zum Beispiel kann eine solche Phasenänderung durch den Vergleich der Phasen der durch mehrere Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters aufeinanderfolgender Ultraschallechosignaldatenblöcke repräsentierten Signalanteile des Ultraschallechosignals bestimmt werden. Eine Phasenänderung kann beispielsweise auf eine Reflektion an einem bewegten Reflektionsobjekt zurückgehen. Dabei ist die Phasenänderung abhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Reflektionsobjekts. Phaseninformationen sind somit beispielsweise vorteilhaft, um unterschiedlich schnell bewegte Reflektionsobjekte voneinander unterscheiden und entsprechend klassifizieren zu können. Alternativ oder zusätzlich können die Kenndaten Informationen über die Reflektionsenergie und/oder Signallaufzeit des von einem Datenpunkt-Cluster (z.B. einem Datenpunkt-Cluster der Datenpunkt- Cluster) repräsentierten (z.B. zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen an einem Reflektionsobjekt zurückgehenden) Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Data point clusters of the data point clusters) and the phase of the signal portion of the ultrasonic echo signal represented by one or more other data points of the data point cluster. For example, such a phase change may be determined by comparing the phases of the ultrasonic echo signal portions represented by multiple data points of a data point cluster of successive ultrasonic echo signal data blocks. A phase change may, for example, be due to a reflection on a moving reflection object. The phase change is dependent on the movement speed and the direction of movement of the reflection object. Phase information is thus advantageous, for example, to distinguish different fast moving reflection objects from each other and to be able to classify accordingly. Alternatively or additionally, the characteristic data can contain information about the reflection energy and / or signal propagation time of the (eg a data point cluster of the data point cluster) represented by a data point cluster (eg, at least substantially reflections on a reflection object declining) signal portion of the signal represented by the ultrasonic echo signal data
Ultraschallechosignals umfassen. Include ultrasonic echo signal.
Informationen über die Reflektionsenergie können beispielsweise durch das Bestimmen des Werts der Energie des von einem Datenpunkt-Cluster repräsentierten (z.B. zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen an einem Reflektionsobjekt zurückgehenden) Signalanteils des von den Information about the reflection energy may be obtained, for example, by determining the value of the energy of the signal portion of the one of the .sup. (1) signal represented by a data point cluster (e.g., at least substantially due to reflections on a reflection object)
Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals erhalten werden. Zum Beispiel umfassen die Kenndaten einen oder mehrerer solcher Energiewerte als Informationen über die Reflektionsenergie. Diese Kenndaten erlauben ggfs. Rückschlüsse auf die Reflektionsfläche und/oder den Reflektionswinkel. Ultrasonic echo signal data representative ultrasonic echo signal can be obtained. For example, the characteristics include one or more such energy values as information about the reflection energy. If necessary, these characteristics allow conclusions to be drawn about the reflection surface and / or the reflection angle.
Informationen über die Signallaufzeit können beispielsweise durch das Bestimmen der Signallaufzeit des von einem oder mehreren Datenpunkten eines Datenpunkt-Clusters repräsentierten (z.B. Signal propagation time information can be obtained, for example, by determining the signal propagation time of the data point cluster represented by one or more data points of a data point cluster (e.g.
zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen an einem Reflektionsobjekt zurückgehenden) at least substantially due to reflections on a reflection object)
Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals erhalten werden. Beispielsweise kann die minimale und maximale Signallaufzeit des von einem Datenpunkt- Clusters repräsentierten (z.B. zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen an einem Reflektionsobjekt zurückgehenden) Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Signal component of the ultrasonic echo signal represented by the ultrasound echo signal data can be obtained. For example, the minimum and maximum signal propagation times of the signal component represented by a data point cluster (e.g., at least substantially due to reflections on a reflection object) may be represented by the ultrasound echo signal data
Ultraschallechosignals bestimmt werden. Zum Beispiel umfassen die Kenndaten einen oder mehrerer Werte einer solchen Signallaufzeit als Informationen über die Signallaufzeit. Diese Kenndaten sind beispielsweise ein Hinweis auf die Position des Reflektionsobjekts wie die Distanz zwischen dem Reflektionsobjekt und dem Ultraschallsensor und/oder Ultraschallsender. Auch erlauben diese Kenndaten beispielsweise Rückschlüsse auf Außenabmessungen des Reflektionsobjekts (z.B. eine Höhe und/oder Breite des Reflektionsobjekts). Zum Beispiel können Außenabmessungen eines Ultrasonic echo signal can be determined. For example, the characteristics include one or more values of such signal propagation time as signal propagation time information. These characteristic data are, for example, an indication of the position of the reflection object, such as the distance between the reflection object and the ultrasound sensor and / or ultrasound transmitter. Also, these characteristics allow, for example, conclusions on outside dimensions of the reflection object (e.g., a height and / or width of the reflection object). For example, outside dimensions of a
Reflektionsobjekts zumindest teilweise abhängig von diesen Kenndaten bestimmt und/oder geschätzt werden (z.B. durch einen Vergleich mit entsprechenden Kenndaten, wenn keine Reflektion an einem Reflektionsobjekt oder eine Reflektion an einem anderen Reflektionsobjekt stattfindet). Zum Beispiel können Außenabmessungen verschiedener Reflektionsobjekte verglichen werden. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, um Reflektionsobjekte mit verschiedenen Außenabmessungen Reflection object at least partially determined and / or estimated depending on these characteristics (for example, by a comparison with corresponding characteristics when no reflection on a reflection object or a reflection takes place on another reflection object). For example, outer dimensions of different reflection objects can be compared. This is advantageous, for example, to reflection objects with different outer dimensions
unterscheiden und klassifizieren zu können. to differentiate and classify.
Alternativ oder zusätzlich können die Kenndaten beispielsweise charakteristische Eigenschaften der Datenpunkt-Cluster beschreiben . Hierzu zählen beispielsweise Informationen über die Lokalisation, Verteilung, Form, Morphologie, Muster und Ausdehnung eines Datenpunkt-Clusters. Diese Kenndaten ermöglichen beispielsweise eine Beschreibung und Untersuchung von Rückstreu-Pattern. Unter Informationen über die Lokalisation, Verteilung, Form, Morphologie, Muster und Ausdehnung eines Datenpunkt-Clusters soll beispielsweise verstanden werden die geometrische Form eines Reflektionsmusters und/oder die Energieverteilung in den verschiedenen Dimensionen und/oder die typischen Reflektionspfade eines bestimmten Objektes und/oder Objekttyps. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, um für bestimmte Typen von Reflektionsobjekte typische Reflektionsmuster erkennen zu können. Alternatively or additionally, the characteristic data can describe, for example, characteristic properties of the data point clusters. These include, for example, information about the location, distribution, shape, morphology, pattern, and extent of a data point cluster. For example, these characteristics allow a description and analysis of the backscatter pattern. By information about the localization, distribution, shape, morphology, pattern and extent of a data point cluster is meant, for example, the geometric shape of a reflection pattern and / or the energy distribution in the different dimensions and / or the typical reflection paths of a particular object and / or object type , This is advantageous, for example, in order to be able to recognize typical reflection patterns for certain types of reflection objects.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Klassifizieren eines oder mehrerer der Reflektionsobjekte einen oder mehrere der folgenden Schritte: - Erkennen eines oder mehrerer der Reflektionsobjekte, According to an exemplary embodiment of the method according to the invention, the classification of one or more of the reflection objects comprises one or more of the following steps: detection of one or more of the reflection objects,
Zuordnen eines oder mehrerer der Reflektionsobjekte zu einer Objektklasse,  Associating one or more of the reflection objects with an object class,
Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit für die Zugehörigkeit eines oder mehrerer  Determining a probability of belonging to one or more
Reflektionsobjekte zu einer Objektklasse. Unter dem Erkennen eines oder mehrerer der Reflektionsobjekte soll beispielsweise das Erkennen des Vorhandenseins eines oder mehrerer Reflektionsobjekte im Erfassungsbereich des Ultraschallsensors verstanden werden. Dies kann beispielsweise basierend auf den Datenpunkt-Clustern erfolgen. Zum Beispiel wird davon ausgegangen, dass die Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters zumindest im Wesentlichen auf Rejektionen der Ultraschallimpulse an einem Reflektionsobjekt zurückgehende Signalanteile des Ultraschallechosignals repräsentieren. Dementsprechend werden ein oder mehrere der Reflektionsobjekte beispielsweise erkannt, wenn die Datenpunkte zu ein oder mehrerer  Reflection objects to an object class. The detection of one or more of the reflection objects should, for example, be understood as the detection of the presence of one or more reflection objects in the detection area of the ultrasound sensor. This can be done, for example, based on the data point clusters. For example, it is assumed that the data points of a data point cluster at least substantially represent rejections of the ultrasound pulses on a reflection object attributable signal components of the ultrasound echo signal. Accordingly, one or more of the reflection objects are recognized, for example, when the data points become one or more
Datenpunkt-Clustern gruppiert werden. Grouping of data point clusters.
Eine Objektklasse umfasst beispielsweise Reflektionsobjekte eines bestimmten Typs, beispielsweise Verkehrsobjekte eines bestimmten Typs wie Fußgänger, Fahrradfahrer, Kraftfahrzeuge (z.B. An object class includes, for example, reflection objects of a certain type, for example, traffic objects of a certain type, such as pedestrians, cyclists, motor vehicles (e.g.
Motorräder, Personenkraftwagen, Lastkraftwagen), etc. Motorcycles, passenger cars, trucks), etc.
Basierend auf den Kenndaten werden die Reflektionsobjekte (z.B. die erkannten Reflektionsobjekte) beispielsweise einer Objektklasse zugeordnet (d.h. als Objekt dieser Objektklasse klassifiziert). For example, based on the characteristics, the reflection objects (e.g., the detected reflection objects) are assigned (i.e., classified as an object of that object class) to an object class.
Wie unten ausführlich beschrieben, kann eine solche Zuordnung der Reflektionsobjekte zu einer Objektklasse beispielsweise durch einen Algorithmus zum maschinellen Lernen und/oder eine Technik des maschinellen Lernens erfolgen. Die Zuordnung der Reflektionsobjekte zu einer Objektklasse kann auch anhand eines vorgegebenenAs described in detail below, such assignment of the reflection objects to an object class can be done, for example, by a machine learning algorithm and / or a machine learning technique. The assignment of the reflection objects to an object class can also be based on a given
Entscheidungsbaums erfolgen. So kann in einer ersten Stufe eines Entscheidungsbaums zur Zuordnung der Reflektionsobjekte zu einer Verkehrsobjektklasse beispielsweise entschieden werden, ob das jeweilige Reflektionsobjekt ein Fußgänger, ein Fahrradfahrer- oder einer Kraftfahrzeug ist, und entsprechend zugeordnet werden. Diese Zuordnung kann beispielsweise zumindest teilweise in Abhängigkeit von einer geschätzten und/oder bestimmten Geschwindigkeit des jeweiligen Decision tree done. For example, in a first stage of a decision tree for assigning the reflection objects to a traffic object class, it can be decided whether the respective reflection object is a pedestrian, a bicycle or a motor vehicle, and be assigned accordingly. This assignment may, for example, at least partially in response to an estimated and / or specific speed of the respective
Reflektionsobjekts getroffen werden. In einem einfachen Beispiel können Reflektionsobjekte mit einer geschätzten Geschwindigkeit kleiner als 10 km/h der Verkehrsobjektklasse Fußgänger, Reflection object are taken. In a simple example, reflection objects with an estimated speed less than 10 km / h of the traffic object class pedestrian,
Reflektionsobjekte mit einer geschätzten Geschwindigkeit zwischen 10 und 25 km/h der Reflection objects with an estimated speed between 10 and 25 km / h
Verkehrsobjektklasse Fahrradfahrer und Reflektionsobjekte mit einer geschätzten Geschwindigkeit größer als 25 km/h der Verkehrsobjektklasse Kraftfahrzeuge zugeordnet werden. Neben der Geschwindigkeit können anhand der Kenndaten weitere Eigenschaften der Reflektionsobjekte wie beispielsweise Außenabmessungen und/oder die Position (wie die Distanz zwischen dem Traffic object class cyclists and reflection objects with an estimated speed greater than 25 km / h of traffic object class motor vehicles are assigned. In addition to the speed, characteristics of the reflection objects such as external dimensions and / or the position (such as the distance between the light source) and the position can be determined on the basis of the characteristic data
Reflektionsobjekt und dem Ultraschallsensor und/oder Ultraschallsender) bestimmt und/oder geschätzt und bei der Zuordnung berücksichtigt werden. Anschließend kann in einer optionalen weiteren Stufe des Entscheidungsbaums, falls entschieden wurde, dass das jeweilige Reflektionsobjekt ein Kraftfahrzeug ist, entschieden werden, ob es sich um einen Lastkraftwagen oder einen  Reflection object and the ultrasonic sensor and / or ultrasonic transmitter) determined and / or estimated and taken into account in the assignment. Subsequently, in an optional further stage of the decision tree, if it has been decided that the respective reflection object is a motor vehicle, it may be decided whether it is a lorry or a truck
Personenkraftwagen oder ein Motorrad/Roller handelt. Die Zuordnung kann in optionalen weiteren Stufen des Entscheidungsbaums noch weiter verfeinert werden. Passenger car or a motorcycle / scooter. The assignment can be further refined in optional further stages of the decision tree.
Alternativ oder zusätzlich werden basierend auf den Kenndaten eine Wahrscheinlichkeit für die Zugehörigkeit der Reflektionsobjekte zu einer Objektklasse bestimmt. Anschließend werden die Reflektionsobjekte beispielsweise der Objektklasse mit der höchsten Wahrscheinlichkeit zugeordnet. Die Bestimmung der Wahrscheinlichkeit ist beispielsweise vorteilhaft, um genauere Hochrechnungen beispielsweise bei statistischen Auswertungen (z.B. einer Verkehrsstatistik und/oder einer Mittelung über die Zeit) zu ermöglichen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst dasAlternatively or additionally, based on the characteristic data, a probability for the membership of the reflection objects to an object class is determined. The reflection objects are then assigned, for example, to the object class with the highest probability. The determination of the probability is advantageous, for example, in order to allow more accurate extrapolations, for example in the case of statistical evaluations (for example a traffic statistic and / or an averaging over time). According to an exemplary embodiment of the method according to the invention that includes
Verfahren ferner das Schätzen und/oder das Bestimmen (z.B. das näherungsweise Bestimmen) von Orts- und/oder Bewegungsinformationen eines oder mehrerer der Reflektionsobjekte. The method further comprises estimating and / or determining (e.g., approximating) location and / or motion information of one or more of the reflection objects.
Wie oben beschrieben, ist die Signallaufzeit eines Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals abhängig von der Distanz, in der sich ein Reflektionsobjekt von dem Ultraschallsender und/oder dem Ultraschallsensor befindet. Dementsprechend können As described above, the signal propagation time of a signal component of the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data is dependent on the distance in which a reflection object from the ultrasound transmitter and / or the ultrasound sensor is located. Accordingly, you can
Ortsinformationen (z.B. die Distanz) eines Reflektionsobjekts beispielsweise basierend auf der Signallaufzeit eines von dem Reflektionsobjekt zumindest im Wesentlichen reflektierten Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals geschätzt und/oder bestimmt werden. Bewegungsinformationen können beispielsweise basierend auf Frequenz- und/oder Phaseninformationen eines von dem Reflektionsobjekt zumindest im Wesentlichen reflektierten Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals geschätzt und/oder bestimmt werden. Wie oben beschrieben, kann eine Analyse des Frequenzspektrums des Signalanteils beispielsweise Hinweise auf eine Frequenzverschiebung aufgrund des Dopplereffekts bei einer Reflektion an einem bewegten Reflektionsobjekt ergeben. Auch das Vorhandensein einer Frequenzdifferenz kann beispielsweise unmittelbar auf eine Frequenzverschiebung aufgrund des Dopplereffekts bei einer Reflektion an einem bewegten Reflektionsobjekt hinweisen. Die Location information (eg the distance) of a reflection object can be estimated and / or determined, for example, based on the signal propagation time of a signal component of the ultrasound echo signal at least substantially reflected by the reflection object. Movement information can for example be estimated and / or determined based on frequency and / or phase information of a signal component of the ultrasound echo signal, which is at least substantially reflected by the reflection object, of the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data. As described above, an analysis of the frequency spectrum of the signal component may, for example, give indications of a frequency shift due to the Doppler effect in a reflection on a moving reflection object. For example, the presence of a frequency difference may also directly indicate a frequency shift due to the Doppler effect in a reflection on a moving reflection object. The
Frequenzverschiebung ist dabei abhängig von der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Reflektionsobjekts, so dass die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung basierend darauf basierend geschätzt und/oder bestimmt werden kann. Zum Beispiel umfassen die Frequency shift is dependent on the speed and the direction of movement of the reflection object, so that the speed and the direction of movement can be estimated and / or determined based on it. For example, the include
Bewegungsinformationen einen Wert der Geschwindigkeit und/oder eine Repräsentation der Richtung des Reflektionsobjekts. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Klassifizieren der Motion information is a value of the velocity and / or a representation of the direction of the reflection object. According to an exemplary embodiment of the invention, the classification of the
Ultraschallechosignaldaten zumindest teilweise in Abhängigkeit eines Algorithmus zum maschinellen Lernen und/oder einer Technik des maschinellen Lernens.  Ultrasound echo signal data at least in part depending on a machine learning algorithm and / or a machine learning technique.
Zum Beispie) kann eine Zuordnung der Reflektionsobjekte zu einer Objektklasse durch einen For example, an assignment of the reflection objects to an object class by a
Algorithmus zum maschinellen Lernen und/oder eine Technik des maschinellen Lernens erfolgen. Algorithm for machine learning and / or a technique of machine learning done.
Das maschinelle Lernen kann beispielsweise in Form eines überwachten maschinellen Lernens (engl, supervised machine learning) oder in Form eines unüberwachten maschinellen Lernens (engl, unsupervised machine learning) erfolgen. Beim überwachten maschinellen Lernen wird das Ergebnis des Klassifizierens beispielsweise mit Referenzergebnissen und/oder -daten verglichen und derMachine learning may be in the form of supervised machine learning or unsupervised machine learning, for example. In supervised machine learning, for example, the result of the classifying is compared with reference results and / or data, and the
Algorithmus entsprechend angepasst. Die Referenzergebnisse und/oder -daten können beispielsweise von einem anderen Sensor (z.B. einem bildgebenden Sensor wie einer Kamera] oder einer anderen Vorrichtung stammen oder durch Laborversuche erhalten werden. Der Vergleich mit Algorithm adjusted accordingly. For example, the reference results and / or data may be from another sensor (e.g., an imaging sensor such as a camera) or other device, or may be obtained through laboratory testing
Referenzergebnissen und/oder -daten kann zum Beispiel während einer initialen Trainingsphase oder dauerhaft durchgeführt werden. Ferner kann das maschinelle Lernen auch Vorinformationen wie z.B. die statische Umgebung des Erfassungsbereichs des Ultraschallsensors (z.B. Anzahl und Verlauf von Fahrspuren sowie unbewegte Objekte wie Häuser im Erfassungsbereich) berücksichtigen. For example, reference results and / or data may be performed during an initial training phase or permanently. Furthermore, machine learning may also include pre-information such as e.g. take into account the static environment of the detection range of the ultrasonic sensor (for example, the number and course of lanes as well as immobile objects such as houses in the detection area).
Techniken des maschinellen Lernens umfassen beispielsweise ein künstliches neuronales Netz, eine Support Vector Maschine, eine lineare Diskriminanzanalyse oder eine Kombination dieser Techniken. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das Bereitstellen des Ergebnisses des Klassifizierens für eine oder mehrere Techniques of machine learning include, for example, an artificial neural network, a support vector machine, a linear discriminant analysis, or a combination of these techniques. According to an exemplary embodiment of the method according to the invention, the method further comprises providing the result of classifying for one or more
Anwendungen. Eine solche Anwendung kann beispielsweise durch ein auf einem Prozessor ausgeführtes Computerprogramm realisiert sein. Applications. Such an application can be realized, for example, by a computer program executed on a processor.
Unter Bereitstellen des Ergebnisses des Klassifizierens soll beispielsweise verstanden werden, dass das Ergebnis an die Anwendung und/oder eine Vorrichtung, die die Anwendung ausführt, kommuniziert wird. Bei diesen Vorrichtungen kann es sich beispielsweise um einen Server beispielsweise einen Cloud- und/oder Backend-Server und/oder um eine oder mehrere weitere erfindungsgemäße Vorrichtungen und/oder eine Steuervorrichtung (z.B. eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Leuchtmittels wie einem von dem Unternehmen ICE Gateway GmbH vertriebenen ICE Gateway) handeln. Zum Beispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung Kommunikationsmittel, die eingerichtet sind, das Ergebnis des Klassifizierens zu kommunizieren. Ein Beispiel für solche By providing the result of classifying, it should be understood, for example, that the result is communicated to the application and / or a device executing the application. These devices can be, for example, a server, for example a cloud and / or backend server and / or one or more further devices according to the invention and / or a control device (eg a control device for controlling a light source such as one from the company ICE Gateway GmbH distributed ICE Gateway) act. For example, the inventive apparatus comprises communication means arranged to communicate the result of the classifying. An example of such
Kommunikationsmittel ist, wie oben beschrieben, eine Kommunikationsschnittstelle, beispielsweise eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle oder eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle. Communication means, as described above, a communication interface, such as a wireless communication interface or a wired communication interface.
Die Anwendung berücksichtigt beispielsweise die Ergebnisse des Klassifizierens durch eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen. Zum Beispiel erhält (z.B. empfängt) die Vorrichtung, die die Anwendung ausführt, die Ergebnisse des Klassifizierens von einer Vielzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen. For example, the application takes into account the results of classifying by a variety of devices of the invention. For example, the device executing the application receives (receives) the results of classifying a plurality of devices of the invention.
Eine mögliche Anwendung für das Klassifizieren von bewegten Reflektionsobjekten ist beispielsweise eine Verkehrszählung und/oder -Überwachung. Für eine solche Verkehrszählung und /oder - Überwachung kann beispielsweise die jeweilige als Ergebnis des Klassifizierens erhaltene Objektklasse (z.B. Verkehrsobjektklasse) oder eine Wahrscheinlichkeitsverteilung von Objektklassen der erkannten Reflektionsobjekte bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann darauf basierend eine Verkehrs- und/oder Fahrzeugdichte der im Erfassungbereich des Ultraschallsensors befindlichen Fahrspuren bestimmt werden. Ferner können dafür beispielsweise auch Ortsinformationen bereitgestellt werden, um beispielsweise ein Fahrspur genaues Bestimmen der Verkehrs- und/oder Fahrzeugdichte zu ermöglichen. Weiterhin können weitere Informationen über einzelne Reflektionsobjekte, wie z.B. eine Orts- und Bewegungsinformation, komplementär zu diesen Daten existieren. Durch die optionale Berücksichtigung der Ergebnisse des Klassifizierens durch eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen kann beispielsweise eine großräumige Verkehrszählung und/oder -Überwachung erreicht werden, in die die Ergebnisse des Klassifizierens an den jeweiligen Standorten der Vielzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen einfließen. Eine weitere mögliche Anwendung für das Klassifizieren von Reflektionsobjekten ist beispielsweise die Parkraumüberwachung. Für eine solche Parkraumüberwachung können beispielsweise die jeweilige als Ergebnis des Klassifizierens erhaltene Objektklasse (z.B. Fahrzeugtyp) sowie Ortsinformationen der erkannten Reflektionsobjekte bereitgestellt werden. Der Status (z.B. belegt oder frei) eines im One possible application for classifying moving reflection objects is, for example, traffic counting and / or monitoring. For such a traffic counting and / or monitoring, for example, the respective object class (eg traffic object class) obtained as a result of the classification or a probability distribution of object classes of the recognized reflection objects can be provided. For example, based on this, a traffic and / or vehicle density of the lanes located in the detection area of the ultrasound sensor can be determined. Further, for example, location information can also be provided for this purpose, for example, to allow a traffic lane to precisely determine the traffic and / or vehicle density. Furthermore, further information about individual reflection objects, such as a location and motion information, complementary to this data exist. By optionally considering the results of the classification by a plurality of devices according to the invention, for example, a large-scale traffic counting and / or monitoring can be achieved, which incorporates the results of the classification at the respective locations of the plurality of devices according to the invention. Another possible application for classifying reflection objects is, for example, parking space monitoring. For such a parking space monitoring, for example, the respective object class (eg vehicle type) obtained as a result of the classification and location information of the detected reflection objects can be provided. The status (eg occupied or free) of an im
Erfassungsbereichs des Ultraschallsensors befindlichen Parkplatzes kann zum Beispiel zumindest teilweise basierend auf den bereitgestellten Ergebnissen und beispielsweise weiteren Informationen über den Parkplatz (z.B. Ortsinformationen, Größeninformationen, etc.) und/oder zuvor Detection range of the ultrasonic sensor parking lot, for example, at least partially based on the provided results and, for example, further information about the parking lot (for example, location information, size information, etc.) and / or before
bereitgestellten Ergebnissen bestimmt werden. Zum Beispiel wird bestimmt, dass der Parkplatz belegt ist, wenn an dem Ort des Parkplatzes ein Objekt einer vorgegebenen Objektklasse für einen vorgegebenen Zeitraum erkannt wird. Auch hierfür können optional die Ergebnisse des Klassifizierens durch eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Vorrichtungen berücksichtigt werden. In einer möglichen Anwendung können die erkannten Objekte oder der Status (z.B. belegt oder frei) eines oder mehrerer Parkplätze durch die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterverarbeitet und/oder an andere provided results. For example, it is determined that the parking lot is occupied when, at the location of the parking lot, an object of a predetermined object class is recognized for a predetermined period of time. Also for this purpose, the results of the classification can be optionally taken into account by a plurality of devices according to the invention. In one possible application, the detected objects or the status (e.g., occupied or vacant) of one or more parking spaces may be further processed by the apparatus of the invention and / or to others
Vorrichtungen kommuniziert werden (z.B. durch Kommunikationsmittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung an andere Vorrichtung kommuniziert werden). Die Kommunikationsverbindung ist beispielsweise eine direkte Verbindung (z.B. eine peer-to-peer Verbindung über eine drahtlose lokale Funknetztechnik wie WLAN) oder eine indirekte Verbindung (z.B. eine Verbindung über das Internet). Die andere Vorrichtung ist beispielsweise eine mobile Benutzervorrichtung (z.B. ein Mobiltelefon wie ein Smartphone). Beispielsweise kann ein Benutzer durch seine Benutzervorrichtung (z.B. mit Hilfe eines darauf laufenden Computerprogramms wie einer App) über eine solche Devices are communicated (e.g., communicated to other device by means of communication from the device of the invention). The communication link is, for example, a direct connection (e.g., a peer-to-peer connection via a wireless local area network such as WLAN) or an indirect connection (e.g., a connection over the Internet). The other device is, for example, a mobile user device (e.g., a mobile phone such as a smartphone). For example, a user may, by means of his user device (e.g., by means of a computer program running thereon such as an app), have one
Kommunikationsverbindung einen freien Parkplatz reservieren und/oder ein Parkentgelt bezahlen und/oder einen falsch belegten Parkplatz melden.  Reserve a free parking space and / or pay a parking fee and / or report a wrongly booked parking space.
Eine weitere mögliche Anwendung ist beispielsweise eine Steuerung. Zum Beispiel kann, wenn das bereitgestellte Ergebnis des Klassifizierens einem vorgegebenen Ergebnis entspricht, durch dieAnother possible application is, for example, a controller. For example, if the provided result of the classification corresponds to a given result, then
Steuerung ein Steuersignal (z.B. ein vorgegebenes Steuersignal) ausgegeben werden. Es versteht sich, dass das Steuersignal zumindest teilweise von anderen Ergebnissen und/oder Ereignissen abhängen kann (z.B. von von anderen Sensoren und/oder anderen Sensortypen erfassten Signalen). Ein solches Steuersignal kann beispielsweise zum Ansteuern eines Aktors (z.B. eines Leuchtmittels und/oder einer Kamera) dienen. Zum Beispiel kann der Aktor durch das Steuersignal aktiviert, wenn ein bewegtesControl a control signal (e.g., a predetermined control signal) are output. It will be understood that the control signal may depend, at least in part, on other results and / or events (e.g., signals detected by other sensors and / or other sensor types). Such a control signal may be used, for example, to drive an actuator (for example a lighting device and / or a camera). For example, the actuator may be activated by the control signal when a moving
Objekt erkannt wird. Zum Beispiel ist der Aktor ein Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Es sind jedoch auch Ausführungsformen möglich, in denen der Aktor separat von der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist. Zum Beispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung Kommunikationsmittel, die eingerichtet sind, das Steuersignal an den Aktor zu kommunizieren. Ein Beispiel für solche Object is detected. For example, the actuator is part of the device according to the invention. However, embodiments are also possible in which the actuator is separate from the device according to the invention. For example, the inventive device comprises communication means arranged to communicate the control signal to the actuator. An example of such
Kommunikationsmittel ist, wie oben beschrieben, eine Kommunikationsschnittstelle, beispielsweise eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle oder eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle. Ein solcher Aktor ist beispielsweise ein Leuchtmittel und/oder eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Leuchtmittels. Communication means, as described above, a communication interface, such as a wireless communication interface or a wired communication interface. Such an actuator is for example a lighting means and / or a control device for controlling a lighting means.
Es sind auch weitere Anwendungen wie Verkehrslogik, -prädiktion, Entscheidungsebene, There are also other applications such as traffic logic, prediction, decision level,
Visualisierung für Benutzer (z.B. Kunden und/oder User) denkbar. Eine Anwendung zur Visualisierung für Benutzer bietet beispielsweise eine Möglichkeit zur Präsentation der erkannten Daten für einen Benutzer wie beispielsweise eine Website. Visualization for users (e.g., customers and / or users) is conceivable. For example, a user visualization application provides a way to present the recognized data to a user, such as a Web site.
Ferner können die Ergebnisse der Klassifizierung auch als Feedback genutzt werden, beispielsweise um das Gruppieren mehrerer Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten, das Bestimmen von Kenndaten und/oder das Normieren der Ultraschallechosignaldaten zu beeinflussen. Furthermore, the results of the classification can also be used as feedback, for example in order to influence the grouping of a plurality of data points of the ultrasound echo signal data, the determination of characteristic data and / or the normalization of the ultrasound echo signal data.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das erneute Gruppieren mehrerer Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters zu einem oder mehreren neuen und/oder bestehenden Datenpunkt-Clustern. Dies erlaubt beispielsweise eine Korrektur von falsch gruppierten und/oder getrennten Datenpunkt-Clustern. According to an exemplary embodiment of the inventive method, the method further comprises re-grouping a plurality of data points of a data point cluster into one or more new and / or existing data point clusters. This allows, for example, a correction of incorrectly grouped and / or separated data point clusters.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren ferner: According to an exemplary embodiment of the method according to the invention, the method further comprises:
- Fusionieren der Ultraschallechosignaldaten mit weiteren Ultraschallechosignaldaten, und/oderFusing the ultrasound echo signal data with further ultrasound echo signal data, and / or
Fusionieren der Kenndaten mit weiteren Kenndaten, wobei die weiteren Kenndaten zumindest teilweise in Abhängigkeit weiterer Ultraschallechosignaldaten bestimmt wurden. Fusing the characteristics with other characteristics, the other characteristics were determined at least partially as a function of other ultrasonic echo signal data.
Zum Beispiel können die weiteren Ultraschallechosignaldaten ein von einem anderen Ultraschallsensor erfasstes Ultraschallechosignal repräsentieren. Alternativ oder zusätzlich können die weiteren Ultraschallechosignaldaten beispielsweise den zeitlichen Verlauf der Signalstärke eines weiteres Ultraschallechosignals repräsentieren, das zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen von For example, the further ultrasound echo signal data may represent an ultrasound echo signal detected by another ultrasound sensor. Alternatively or additionally, the further ultrasound echo signal data may represent, for example, the time profile of the signal strength of a further ultrasound echo signal, which is at least substantially dependent on reflections from
Ultraschallimpulsen eines anderen Ultraschallsenders und/oder Ultraschallsensors zurückgehende Signalanteile umfasst. Ultrasonic pulses of another ultrasonic transmitter and / or ultrasonic sensor comprises returning signal components.
Unter dem Fusionieren der Ultraschallechosignaldaten mit weiteren Ultraschallechosignaldaten soll beispielsweise verstanden werden, dass die Ultraschallechosignaldaten mit den weiteren By fusing the ultrasound echo signal data with further ultrasound echo signal data, it should be understood, for example, that the ultrasound echo signal data with the other
Ultraschallechosignaldaten verglichen, zusammengefasst und/oder angereichert werden. Ultrasonic echo signal data compared, summarized and / or enriched.
Dementsprechend soll unter dem Fusionieren der Kenndaten mit weiteren Kenndaten verstanden werden, dass die Kenndaten mit den weiteren Kenndaten verglichen, zusammengefasst und/oder angereichert werden. Die fusionierten Ultraschallechosignaldaten können beispielsweise im Hinblick auf unterschiedliche Kenndaten wie Amplituden-, Signallaufzeit-, Phasen- und Frequenzunterschiede oder weitere Accordingly, the merging of the characteristic data with further characteristic data should be understood to mean that the characteristic data are compared, combined and / or enriched with the further characteristic data. The fused ultrasound echo signal data can, for example, with regard to different characteristics such as amplitude, signal delay, phase and frequency differences or more
Charakteristika wie beispielsweise Reflektionsmuster ausgewertet werden. Grundsätzlich kann das Fusionieren sowohl vor dem Klassifizieren als auch nach dem Klassifizieren stattfinden. Characteristics such as reflection patterns are evaluated. Basically, fusing can take place both before classifying and after classifying.
Das Fusionieren ist beispielsweise vorteilhaft, wenn es vor dem Klassifizieren stattfindet, um die Datengrundlage für das Klassifizieren zu erhöhen und somit das Ergebnis des Klassifizierens verbessern zu können, beispielsweise durch eine Nutzung von Ortsinformation und/oder The merging is advantageous, for example, if it takes place before classifying in order to increase the data basis for the classification and thus to be able to improve the result of the classification, for example by using location information and / or
Triangulationstechniken und/oder weiterer Fusionstechniken auf Signalebene. Eine Möglichkeit hierfür ist Beamforming, dass die Bestimmung von Ortsinformationen eines oder mehrerer  Triangulation techniques and / or other signal-level fusion techniques. One way of doing this is beamforming that determining location information of one or more
Reflektionsobjekte basierend auf fusionierten Ultraschallechosignaldaten (z.B. mehrerer Reflection objects based on fused ultrasound echo signal data (e.g., multiple
Ultraschallsensoren) ermöglicht. Ultrasonic sensors) allows.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das Normieren der Ultraschallechosignaldaten. According to an exemplary embodiment of the method according to the invention, the method further comprises normalizing the ultrasound echo signal data.
Zum Beispiel umfasst das Normieren der Ultraschallechosignaldaten das Normieren zumindest eines ersten Datenpunkts der Ultraschallechosignaldaten zumindest teilweise in Abhängigkeit zumindest eines zweiten Datenpunkts der Ultraschallechosignaldaten, wobei der erste Datenpunkt den Wert der Signalstärke des erfassten Ultraschallechosignals zu einem ersten Erfassungszeitpunkt repräsentiert, wobei der zweite Datenpunkt der Ultraschallechosignaldaten den Wert der Signalstärke des erfassten Ultraschallechosignals zu einem früheren zweiten Erfassungszeitpunkt repräsentiert, wobei als Ergebnis des Normierens der Ultraschallechosignaldaten normierte Ultraschallechosignaldaten umfassend den normierten ersten Datenpunkt erhalten werden. Der erste Datenpunkt und der zweite Datenpunkt sind beispielsweise mit der gleichen Signallaufzeit assoziiert und/oder befinden sich beispielsweise an der gleichen Position in aufeinanderfolgenden Ultraschallechosignaldatenblöcken. Unter dem Normieren der Ultraschallechosignaldaten soll gemäß einem ersten Aspekt beispielsweise verstanden werden, dass auf Reflektionen eines oder mehrerer zuvor ausgesendeter Ultraschallimpulse an unbewegten und/oder quasi-unbewegten Reflektionsobjekten zurückgehende Signalanteile in dem von den normierten Ultraschallechosignaldaten gemäß dem ersten Aspekt repräsentierten normierten Ultraschall echosignal gegenüber dem erfassten Ultraschallechosignal zumindest teilweise reduziert werden. Dieser erste Aspekt ist beispielsweise vorteilhaft, wenn bewegte Reflektionsobjekte (z.B. Verkehrsobjekte im Rahmen einer Verkehrsüberwachung] klassifiziert werden sollen, um in diesem Fall störende auf Reflektionen an unbewegten und/oder quasi-unbewegten Reflektionsobjekten zurückgehende Signalanteile zu reduzieren. Gemäß einem zweiten Aspekt soll unter dem Normieren der Ultraschallechosignaldaten vorliegend beispielsweise verstanden werden, dass auf Reflektionen eines oder mehrerer zuvor ausgesendeter Ultraschallimpulse an bewegten Objekten zurückgehende Signalanteile in dem von den normierten Ultraschallechosignaldaten gemäß dem zweiten Aspekt repräsentierten normierten Ultraschallechosignal gegenüber dem erfassten Ultraschallechosignal zumindest teilweise reduziert werden. Dieser zweite Aspekt ist beispielsweise vorteilhaft, wenn unbewegte Reflektionsobjekte (z.B. im Rahmen einer Parkraumüberwachung) klassifiziert werden sollen. Durch eine Kombination des ersten und des zweiten Aspekts können die von auf Reflektionen an unbewegten und/oder quasi-unbewegten Objekten und die von auf Reflektionen an bewegten Objekten zurückgehenden Signalanteile voneinander getrennt werden. For example, normalizing the ultrasound echo signal data comprises normalizing at least a first data point of the ultrasound echo signal data at least partially as a function of at least one second data point of the ultrasound echo signal data, wherein the first data point represents the value of the signal strength of the detected ultrasound echo signal at a first detection time, the second data point of the ultrasound echo signal data Represents the signal strength of the detected ultrasonic echo signal at an earlier second detection time, wherein normalized ultrasonic echo signal data comprising the normalized first data point is obtained as a result of normalizing the ultrasonic echo signal data. For example, the first data point and the second data point are associated with the same signal propagation time and / or are, for example, in the same position in successive ultrasound echo signal data blocks. By normalizing the ultrasound echo signal data, according to a first aspect, it should be understood, for example, that reflections of one or more previously emitted ultrasound pulses on immobile and / or quasi-stationary reflection objects result in the normalized ultrasound echo signal represented by the normalized ultrasound echo signal data according to the first aspect detected ultrasonic echo signal are at least partially reduced. This first aspect is advantageous, for example, when moving reflection objects (for example traffic objects in the context of traffic monitoring) are to be classified in order in this case to interfere with reflections on immobile and / or quasi-stationary reflection objects to reduce returning signal components. According to a second aspect, standardizing the ultrasound echo signal data in the present case is understood, for example, to be at least partially reduced to reflections of one or more ultrasound pulses previously emitted on moving objects in the normalized ultrasound echo signal represented by the normalized ultrasound echo signal data according to the second aspect compared to the detected ultrasound echo signal , This second aspect is advantageous, for example, when non-moving reflection objects (for example in the context of parking space monitoring) are to be classified. By a combination of the first and second aspects, the signal components attributable to reflections on stationary and / or quasi-stationary objects and those due to reflections on moving objects can be separated from one another.
Das Normieren zumindest des ersten Datenpunkts der Ultraschallechosignaldaten gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt erfolgt beispielsweise durch das Bestimmen eines normierten ersten Datenpunkt basierend zumindest auf dem ersten Datenpunkt und dem zweiten Datenpunkt. Zum Beispiel wird eine von dem normierten ersten Datenpunkt umfasste Repräsentation eines Werts einer Signalstärke basierend auf den von dem ersten Datenpunkt und dem zweiten Datenpunkt The normalization of at least the first data point of the ultrasound echo signal data according to the first and the second aspect takes place, for example, by determining a normalized first data point based at least on the first data point and the second data point. For example, a representation of a value of signal strength included in the normalized first data point is based on that of the first data point and the second data point
repräsentierten Werten der Signalstärke des erfassten Ultraschallechosignals bestimmt. Als Ergebnis des Normierens der Ultraschallechosignaldaten werden beispielsweise normierte determined values of the signal strength of the detected ultrasonic echo signal. As a result of normalizing the ultrasonic echo signal data, for example, normalized
Ultraschallechosignaldaten erhalten, die zumindest den normierten ersten Datenpunkt umfassen. Obtained ultrasound echo signal data, which include at least the normalized first data point.
Zum Beispiel umfasst das Normieren zumindest des ersten Datenpunkts zumindest eines von: For example, normalizing at least the first data point includes at least one of:
Bestimmen eines Signalstärke-Mittelwerts zumindest in Abhängigkeit der von dem ersten Datenpunkt und dem zweiten Datenpunkt repräsentierten Werte der Signalstärke des Ultraschallechosignals;  Determining a signal strength average at least in response to the values of the signal strength of the ultrasonic echo signal represented by the first data point and the second data point;
- Bestimmen einer Signalstärke-Standardabweichung und/oder einer Signalstärke-Varianz zumindest teilweise in Abhängigkeit der von dem ersten Datenpunkt und dem zweiten Datenpunkt repräsentierten Werte der Signalstärke des Ultraschallechosignals; Determining a signal strength standard deviation and / or a signal strength variance at least partially as a function of the values of the signal strength of the ultrasonic echo signal represented by the first data point and the second data point;
Dividieren des Signalstärke-Mittelwerts durch die Signalstärke-Standardabweichung;  Dividing the signal strength average by the signal strength standard deviation;
Subtrahieren des Signalstärke-Mittelwerts von dem von dem ersten Datenpunkt  Subtracting the signal strength average from that of the first data point
repräsentierten Wert der Signalstärke des erfassten Ultraschallechosignals; und  represented value of the signal strength of the detected ultrasonic echo signal; and
Dividieren des Ergebnisses der Subtraktion des Signalstärke-Mittelwerts von dem von dem ersten Datenpunkt reprä entierten Wert der Signalstärke des erfassten Ultraschallechosignals durch die Signalstärke-Standardabweichung. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren ferner das Anwenden eines Analyse- und Kompensationsalgorithmus auf die  Dividing the result of the subtraction of the signal strength average from the value of the signal strength of the detected ultrasonic echo signal represented by the first data point by the signal strength standard deviation. According to an exemplary embodiment of the inventive method, the method further comprises applying an analysis and compensation algorithm to the
Ultraschallechosignaldaten wie beispielsweise einen Algorithmus zur Mehrfachreflektionsanalyse/- kompensation und/oder zur Ausbreitungsanalyse/-kompensation. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, um unterschiedliche Signallaufzeiten der auf Reflektionen an einem Reflektionsobjekt zurückgehenden Signalanteile aufgrund von Mehrfachreflektionen zu kompensieren. Dies kann beispielsweise durch Vorkenntnisse der Reflektionsmuster verschiedener Objekte und/oder angelernte Informationen über Reflektionsmuster geschehen, welche eine Kompensation und/oder weitere Analyse ermöglichen. Ultrasonic echo signal data such as a multi-reflection analysis algorithm compensation and / or for propagation analysis / compensation. This is advantageous, for example, to compensate for different signal propagation times of the signal components due to reflections on a reflection object due to multiple reflections. This can be done, for example, by prior knowledge of the reflection patterns of different objects and / or learned information about reflection patterns, which enable compensation and / or further analysis.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Leuchtmittels, umfasst eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Leuchtmittel und/oder ist Teil einer Steuervorrichtung zum Steuern eines Leuchtmittels. Zum Beispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel, die eingerichtet sind, ein oder mehrere Leuchtmittel zu steuern. Das Steuern kann beispielsweise zumindest teilweise abhängig von dem Ergebnis des Klassifizierens der Ultraschallechosignaldaten erfolgen. Ein Beispiel für eine solche According to an exemplary embodiment of the invention, the device according to the invention is a control device for controlling a luminous means, comprises a control device for controlling a luminous means and / or is part of a control device for controlling a luminous means. For example, the device according to the invention comprises means which are arranged to control one or more light sources. For example, the control may be at least partially dependent on the result of classifying the ultrasound echo signal data. An example of such
Steuerungsvorrichtung ist zum Beispiel eine Steuerungsvorrichtung für eine Ampelanlage und/oder eine oder mehrere Straßenlampen. Control device is for example a control device for a traffic light system and / or one or more street lamps.
Eine solche Steuervorrichtung zum Steuern eines Leuchtmittels einer Lampe im Außenbereich ist beispielsweise in der Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2014 102 678.0 beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Ferner ist eine solche Vorrichtung beispielsweise ein von dem Unternehmen ICE Gateway unter dem Produktnamen ICE Gateway hergestellte Vorrichtung. Such a control device for controlling a luminous means of a lamp in the outer region is described for example in the patent application with the file reference DE 10 2014 102 678.0, which is incorporated herein by reference. Furthermore, such a device is for example a device manufactured by the company ICE Gateway under the product name ICE Gateway.
Unter Steuern eines Leuchtmittels (z.B. eines mit der Vorrichtung verbundenen Leuchtmittels) soll zum Beispiel das Anschalten, Ausschalten und/oder Dimmen des Leuchtmittels verstanden werden. By controlling a luminous means (for example a luminous means connected to the device), it should be understood, for example, that the luminous means are switched on, switched off and / or dimmed.
Zum Beispiel umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner ein oder mehrere For example, the device according to the invention further comprises one or more
Energieversorgungsmittel. Zum Beispiel sind die Energieversorgungsmittel eingerichtet, mit denPower supply means. For example, the power supply means are set up with the
Leuchtmitteln verbunden zu werden und die Leuchtmittel mit Energie zu versorgen und/oder Leistung zum Betreiben der Leuchtmittel bereitzustellen. Zum Beispiel werden die Leuchtmittel gesteuert, indem die Energieversorgungsmittel gesteuert werden. Zum Beispiel umfassen die Be connected to bulbs and the bulbs to provide energy and / or provide power to operate the bulbs. For example, the lighting means are controlled by controlling the power supply means. For example, the include
Energieversorgungsmittel einen Stromrichter, eine steuerbare Treiberschaltung und/oder einen steuerbaren Spannungswandler (z.B. einen steuerbaren Gleichspannungswandler). Power supply means a power converter, a controllable driver circuit and / or a controllable voltage converter (for example, a controllable DC-DC converter).
Das Leuchtmittel ist vorzugsweise ein Gleichstrom basiertes Leuchtmittel. Zum Beispiel ist das Leuchtmittel ein LED-Leuchtmittel (Light Emitting Diode) und/oder ein OLED-Leuchtmittel (Organic Light Emitting Diode). Das Leuchtmittel kann jedoch auch ein Wechselstrom basiertes Leuchtmittel sind. Zum Beispiel ist das Leuchtmittel eine Glühbirne und/oder eine Gasentladungslampe. Zum Beispiel werden die Leuchtmittel zumindest teilweise in Abhängigkeit des Ergebnisses der Auswertung der Ultraschallechosignaldaten gesteuert. Beispielsweise werden die Leuchtmittel bei bestimmten Ergebnissen des Klassifizierens eingeschaltet oder hochgedimmt und bei anderen Ergebnissen des Klassifizierens ausgeschaltet oder runtergedimmt. The luminous means is preferably a DC-based luminous means. For example, the illuminant is an LED (Light Emitting Diode) and / or an OLED (Organic Light Emitting Diode). However, the light source can also be an AC-based light source. For example, the illuminant is a light bulb and / or a gas discharge lamp. For example, the lighting means are controlled at least in part depending on the result of the evaluation of the ultrasonic echo signal data. For example, the light bulbs are turned on or turned up at certain results of the classification, and turned off or dimmed at other results of the classification.
Dadurch wird beispielsweise eine Vorrichtung zum Steuern eines Leuchtmittels mit weiteren As a result, for example, a device for controlling a lighting means with further
Funktionen, wie Verarbeiten von Ultraschallechosignaldaten, bereitgestellt. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, da für das Vorsehen der weiteren Funktionen beispielsweise kein zusätzlicher Functions such as processing of ultrasonic echo signal data provided. This is advantageous, for example, since there is no additional provision for the provision of the further functions
Installationsaufwand betrieben werden muss und auf die bereits vorhandenen Mittel der Vorrichtung zum Steuern des Leuchtmittels zurückgegriffen werden kann. Auch sind solche Vorrichtungen zum Steuern eines Leuchtmittels typischerweise Teil eines Beleuchtungssystems (z.B. eines Installation costs must be operated and can be used on the existing means of the device for controlling the bulb. Also, such devices for controlling a lighting device are typically part of a lighting system (e.g.
Beleuchtungssystems einer Stadt), das eine Vielzahl von Vorrichtungen zum Steuern eines Lighting system of a city), which has a variety of devices for controlling a
Leuchtmittels umfasst, so dass dadurch ein großer öffentlicher Bereich abgedeckt werden kann. Zum Beispiel ist die erfindungsgemäße Vorrichtung an oder in einer Lampe im Außenbereich, insbesondere einer Straßenlampe, anordenbar oder angeordnet. Zum Beispiel ist die Includes lighting, so that thereby a large public area can be covered. For example, the device according to the invention can be arranged or arranged on or in a lamp in the exterior, in particular a street lamp. For example, the
erfindungsgemäße Vorrichtung Teil einer Beleuchtungsvorrichtung wie einer Lampe, zum Beispiel einer Lampe im Außenbereich, insbesondere einer Straßenlampe und/oder einer Lampe einer Ampelanlage. Device according to the invention part of a lighting device such as a lamp, for example a lamp in the outdoor area, in particular a street lamp and / or a lamp of a traffic light system.
Unter angeordnet an oder in einer Lampe im Außenbereich soll beispielsweise verstanden werden, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung innerhalb der Lampe (z.B. im Lampenkopf oder im Mast] und/oder an dem Gehäuse der Lampe (z.B. am Lampenkopf und/oder am Mast) angebracht ist. Zum Beispiel ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Leuchte, auf bzw. an der Leuchte, in der Laterne und/oder an der Laterne angeordnet. Under arranged on or in a lamp in the outdoor area to be understood, for example, that the device according to the invention within the lamp (eg in the lamp head or in the mast) and / or on the housing of the lamp (eg on the lamp head and / or on the mast) is mounted. For example, the device according to the invention is arranged in the luminaire, on or on the luminaire, in the lantern and / or on the lantern.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung an oder in einer Bushaltestelle, an oder auf einem Bahnsteig, an oder auf einem öffentlichen Platz, an einer Ampelkreuzung, an oder in einem öffentlichen Gebäude (z.B. an einer Eingangs- und/oder According to an exemplary embodiment of the invention, the device according to the invention is located at or in a bus stop, at or on a platform, at or in a public place, at a traffic light intersection, at or in a public building (for example at an entrance and / or
Ausgangstür) angeordnet und/oder angebracht, um den Zustrom von Objekten (wie z.B. Fahrzeugen, Passanten und/oder Besuchern) zu messen. Exit door) and / or attached to measure the influx of objects (such as vehicles, passers-by and / or visitors).
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße System ferner ein oder mehrere Steuervorrichtung zum Steuern eines Leuchtmittels. Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße System alternativ oder zusätzlich weitere externe Komponenten (z.B. Sensoren, Server und/oder Vorrichtungen) umfassen kann. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist das erfindungsgemäße System ein Beleuchtungssystem (z.B. einer Stadt). According to an exemplary embodiment of the invention, the system according to the invention further comprises one or more control devices for controlling a luminous means. It goes without saying that the system according to the invention can alternatively or additionally comprise further external components (eg sensors, servers and / or devices). According to an exemplary embodiment of the invention, the system according to the invention is a lighting system (eg a city).
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße System ferner ein oder mehrere weitere erfindungsgemäße Vorrichtungen und/oder ein oder mehrere Server. According to an exemplary embodiment of the invention, the system according to the invention further comprises one or more further devices according to the invention and / or one or more servers.
Weitere vorteilhafte beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen der vorliegen-den Erfindung, insbesondere in Verbindung mit den Figuren zu entnehmen. Die der Anmeldung beiliegenden Figuren sollen jedoch nur dem Zwecke der Verdeutlichung, nicht aber zur Bestimmung des Schutzbereiches der Erfindung dienen. Die beiliegenden Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und sollen lediglich das allgemeine Konzept der vorliegenden Erfindung beispielhaft widerspiegeln. Insbesondere sollen Merkmale, die in den Figuren enthalten sind, keineswegs als notwendiger Bestandteil der vorliegenden Erfindung erachtet werden. Further advantageous exemplary embodiments of the invention are given in the following detailed description of some exemplary embodiments of the present invention, in particular in conjunction with the figures. However, the figures enclosed with the application are intended only for the purpose of clarification but not for determining the scope of protection of the invention. The accompanying drawings are not necessarily to scale and are merely exemplary of the general concept of the present invention. In particular, features included in the figures should by no means be considered as a necessary part of the present invention.
Es zeigen: Show it:
Fig. l ein Blockschaltbild der elektronischen Komponenten einer beispielhaften 1 is a block diagram of the electronic components of an exemplary embodiment
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;  Embodiment of a device according to the invention;
Fig. 2 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines FIG. 2 is a block diagram of an exemplary embodiment of a
erfindungsgemäßen Systems;  system according to the invention;
Fig. 3 ein Flussdiagramm eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens; 3 shows a flow chart of an example of a method according to the invention;
Fig. 4 ein Flussdiagramm eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens; 4 shows a flow chart of an example of a method according to the invention;
Fig. 5a ein Flussdiagramme eines Beispiels eines modifizierten DBSCAN- Clusteringalgorithmus; Fig. 5a is a flow chart of an example of a modified DBSCAN clustering algorithm;
Fig. 5b ein Flussdiagramm eines Beispiels zum Bestimmen der Anzahl der 5b is a flowchart of an example for determining the number of
Datenpunkte in einer Epsilon-Nachbarschaft im Rahmen des modifizierten DBSCAN-Clusteringalgorithmus Fig. 6 eine beispielhafte graphische Darstellung eines von  Data Points in an Epsilon Neighborhood in the Modified DBSCAN Clustering Algorithm FIG. 6 is an exemplary graphical representation of one of
Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals; Fig. 7 eine beispielhafte graphische Darstellung eines von mehreren aufeinanderfolgenden Ultraschallechosignaldatenblöcken repräsentierten Ultraschallechosignals; Ultrasonic echo signal data represented ultrasound echo signal; FIG. 7 is an exemplary graphical representation of an ultrasonic echo signal represented by a plurality of consecutive ultrasound echo signal data blocks; FIG.
Fig. 8 eine beispielhafte Darstellung einer graphischen Repräsentation von 8 is an exemplary illustration of a graphical representation of
Ultraschallechosignaldaten;  Ultrasonic echo signal data;
Fig. 9a und 9b eine beispielhafte Darstellung einer graphischen Repräsentation von 9a and 9b an exemplary representation of a graphical representation of
Ultraschallechosignaldaten vor und nach dem Anwenden des modifizierten DBSCAN-Clusteringalgorithmus;  Ultrasonic echo signal data before and after applying the modified DBSCAN clustering algorithm;
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fig. 1 is a block diagram of an exemplary embodiment of the invention
Vorrichtung 10. Device 10.
Prozessor 11 der Vorrichtung 10 ist insbesondere als MikroController oder Mikroprozessor ausgebildet. Prozessor 11 führt Programmanweisungen aus, die in Programmspeicher 12 gespeichert sind, und speichert beispielsweise Zwischenergebnisse oder ähnliches in Hauptspeicher 13. Zum Beispiel ist Programmspeicher 12 ein nicht-flüchtiger Speicher wie ein Flash-Speicher, ein Processor 11 of device 10 is designed in particular as a microcontroller or microprocessor. Processor 11 executes program instructions stored in program memory 12 and stores, for example, intermediate results or the like in main memory 13. For example, program memory 12 is a non-volatile memory such as a flash memory
Magnetspeicher, ein EEPROM-Speicher, ein persistenter Speicher wie ein ROM-Speicher und/oder ein optischer Speicher. Hauptspeicher 13 ist zum Beispiel ein flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher, insbesondere ein Speicher mit wahlfreiem-Zugriff (RAM) wie ein statischer RAM-Speicher (SRAM), ein dynamischer RAM-Speicher (DRAM). Vorzugsweise sind Programmspeicher 12 und Hauptspeicher 13 zusammen mit Prozessor 11 in einem Modul angeordnet, Prozessor 11 ist beispielsweise operativ mit Programmspeicher 12 und Magnetic memory, an EEPROM memory, a persistent memory such as a ROM memory and / or an optical memory. Main memory 13 is, for example, a volatile or nonvolatile memory, in particular a random access memory (RAM) such as a static RAM (SRAM), a dynamic random access memory (DRAM). Preferably, program memory 12 and main memory 13 are arranged together with processor 11 in a module, processor 11 is, for example, operationally with program memory 12 and
Hauptspeicher 13 verbunden, beispielsweise über einen Bus. Main memory 13 connected, for example via a bus.
In Programmspeicher 12 sind beispielsweise Programmanweisungen gespeichert, die den Prozessor 11 und/oder Vorrichtung 10, wenn der Prozessor 11 die Programmanweisungen ausführt, veranlassen, zumindest teilweise die in Fig. 3 und/oder Fig. 4 und/oder Fig. 5a und 5b dargestellten Verfahren auszuführen und/oder zu steuern. In program memory 12, for example, program instructions are stored which cause the processor 11 and / or device 10, when the processor 11 executes the program instructions, to be at least partially illustrated in FIG. 3 and / or FIG. 4 and / or FIGS. 5a and 5b Execute and / or control procedures.
Vorrichtung 10 umfasst einen Ultraschallsensor 14. Es sind allerdings auch Ausführungsformen möglich, in denen der Ultraschallsensor 14 kein Teil der Vorrichtung 10 ist, sondern beispielsweise separat von der Vorrichtung 10 ist. Der Ultraschallsensor 14 ist beispielsweise als kombinierte Ultraschalldetektor und Ultraschallsender gebildet. Device 10 includes an ultrasonic sensor 14. However, embodiments are also possible in which the ultrasonic sensor 14 is not a part of the device 10, but is separate from the device 10, for example. The ultrasonic sensor 14 is formed, for example, as a combined ultrasonic detector and ultrasonic transmitter.
Dementsprechend ist Ultraschallsensor 14 zum einen eingerichtet, ein Ultraschallechosignal zu erfassen. Der Ultraschallsensor 14 kommuniziert beispielsweise Ultraschallechosignaldaten an den Prozessor 11, die eine Repräsentation des zeitlichen Verlaufs der Signalstärke des erfassten Accordingly, ultrasound sensor 14 is adapted to detect an ultrasound echo signal. The ultrasonic sensor 14, for example, communicates ultrasonic echo signal data to the processor 11, which is a representation of the time course of the signal strength of the detected
Ultraschallechosignals sind. Zum Erfassen des Ultraschallechosignals weist der Ultraschallsensor 14 beispielsweise einen piezoelektrischen Wandler, der ein an der Position des Ultraschallsensors 15 detektierbares Ultraschallechosignal in ein elektrisches Signal umwandelt. Ferner weist der Ultrasonic echo signal are. For detecting the ultrasonic echo signal, the ultrasonic sensor 14 has, for example, a piezoelectric transducer which converts an ultrasonic echo signal detectable at the position of the ultrasound sensor 15 into an electrical signal. Furthermore, the
Ultraschallsensor beispielsweise weitere Komponenten zur Verarbeitung des elektrischen Signals (z.B. einen oder mehrere Filter wie einen oder mehrere Bandpassfilter, einen Mischer wie einen For example, an ultrasonic sensor may include other components for processing the electrical signal (e.g., one or more filters such as one or more bandpass filters, a mixer such as a
Abwärtsmischer, etc.] sowie zur Analog-Digital-Wandlung des elektrischen Signals und zum Erhalten der Ultraschallechosignaldaten (z.B. einen Analog-Digital-Wandler wie einen Delta-Sigma- Wandler und/oder einen Parallel-Wandler) auf. Down-converter, etc.] and for analog-to-digital conversion of the electrical signal and for obtaining the ultrasonic echo signal data (e.g., an analog-to-digital converter such as a delta-sigma converter and / or a parallel converter).
Zum anderen ist Ultraschallsensor 14 beispielsweise eingerichtet, einen oder mehrere On the other hand, ultrasonic sensor 14 is set up, for example, one or more
Ultraschallimpulse auszusenden, zum Beispiel, wenn ein entsprechendes Steuersignal von Prozessor 11 an Ultraschallsensor 14 empfangen wird. Zum Aussenden der Ultraschallimpulse kann der Send ultrasonic pulses, for example, when a corresponding control signal from the processor 11 to the ultrasonic sensor 14 is received. To send the ultrasonic pulses of the
Ultraschallsensor 14 ebenfalls einen piezoelektrischen Wandler aufweisen, der ein elektrisches Signal in einen oder mehrere Ultraschallimpulse umwandelt. Vorzugsweise können zum Aussenden und Erfassen derselbe piezoelektrische Wandler verwendet werden. Ultrasonic sensor 14 also have a piezoelectric transducer, which converts an electrical signal into one or more ultrasonic pulses. Preferably, the same piezoelectric transducer may be used for emission and detection.
Prozessor 11 ist beispielsweise operativ mit Ultraschallsensor 14 verbunden, beispielsweise über einen Bus. Processor 11 is, for example, operatively connected to ultrasonic sensor 14, for example via a bus.
Die optionale drahtlose Kommunikationsschnittstelle 15 ist zum Beispiel eingerichtet, gemäß einer oder mehreren drahtlosen Kommunikationstechniken zu kommunizieren. Im Folgenden wird beispielhaft angenommen, dass die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 15 die Kommunikation über ein lokales Funknetz und ein Mobilfunknetz unterstützt. Zum Beispiel wird die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 15 zumindest teilweise durch einen Sendeempfänger der lokalen Funknetztechnik, einen Sendeempfänger der Mobilfunktechnik und eine oder mehrere Antennen gebildet. Wie oben offenbart, ist ein Beispiel für eine lokale Funknetztechnik RF1D, NFC, Bluetooth und/oder WLAN; und ein Beispiel für eine Mobilfunktechnik ist GSM, UMTS und/oder LTE. Optional kann die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 15 nur eine dieser drahtlosen For example, the optional wireless communication interface 15 is configured to communicate in accordance with one or more wireless communication techniques. In the following, it is assumed by way of example that the wireless communication interface 15 supports the communication via a local radio network and a mobile radio network. For example, the wireless communication interface 15 is at least partially formed by a transceiver of the local radio network technology, a transceiver of the mobile radio technology and one or more antennas. As disclosed above, an example of a local radio network technique RF1D, NFC, Bluetooth and / or WLAN; and an example of a mobile technology is GSM, UMTS and / or LTE. Optionally, the wireless communication interface 15 may only be one of these wireless ones
Kommunikationstechniken oder weitere drahtlose und/oder drahtgebundene Communication techniques or other wireless and / or wired
Kommunikationstechniken unterstützen. Der Prozessor 11 kann beispielsweise über die drahtlose Kommunikationsschnittstelle 15 mit anderen Vorrichtungen wie einem Server, einer Fernüberwachungsvorrichtung, einem oder mehreren separaten Ultraschallsensoren und/oder weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtungen kommunizieren. Prozessor 11 ist beispielsweise operativ mit der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 15 verbunden, beispielsweise über einen Bus. Beispielsweise kann die drahtlose Support communication techniques. For example, the processor 11 may communicate via the wireless communication interface 15 with other devices such as a server, a remote monitoring device, one or more separate ultrasonic sensors, and / or other devices of the invention. For example, processor 11 is operatively connected to wireless communication interface 15, for example via a bus. For example, the wireless
Kommunikationsschnittstelle 15 Informationen von anderen Vorrichtungen empfangen oder abfragen und an Prozessor 11 weiterleiten und/oder Informationen von Prozessor 11 empfangen und an andere Vorrichtungen senden. Zum Beispiel steuert Prozessor 11 die Kommunikationsschnittstelle 15 zumindest teilweise.  Communication interface 15 receive or interrogate information from other devices and forward to processor 11 and / or receive information from processor 11 and send it to other devices. For example, processor 11 controls the communication interface 15 at least partially.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 20. Das System 20 umfasst die Vorrichtung 10 mit dem Ultraschallsensor 14 (nicht in Fig. 2 dargestellt). Optional kann das System 20 weitere erfindungsgemäße Vorrichtungen, Ultraschallsensoren und/oder Ultraschallsender sowie einen oder mehrere Server umfassen. FIG. 2 is a block diagram of an exemplary embodiment of the inventive system 20. The system 20 includes the device 10 with the ultrasonic sensor 14 (not shown in FIG. 2). Optionally, the system 20 may comprise further devices according to the invention, ultrasound sensors and / or ultrasound transmitters and one or more servers.
Vorrichtung 10 ist in System 20 beispielhaft in einer Sidefire-Konfiguration an einem Mast einer Straßenlampe montiert und winkelig (d.h. schräg, also weder senkrecht noch waagerecht) zur Straßenoberfläche ausgerichtet. Im Erfassungsbereich des Ultraschallsensors 15 befinden sich in dem in Fig. 2 dargestellten Beispielszenario sowohl bewegte Objekte 21, 22, 23 und 24 als auch ein unbewegtes Objekt 25. Device 10 is mounted in system 20, for example, in a Sidefire configuration on a mast of a street lamp, and angularly (i.e., obliquely, that is, neither vertically nor horizontally) aligned with the road surface. In the detection range of the ultrasonic sensor 15 are in the example scenario shown in FIG. 2, both moving objects 21, 22, 23 and 24 and a stationary object 25th
Fig. 3 ist ein Flussdiagramm 300, das beispielhaft die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. Die im Flussdiagramm 300 dargestellten Schritte werden zum Beispiel von Mitteln der Vorrichtung 10 ausgeführt und/oder gesteuert. Beispielsweise werden die Schritte zumindest teilweise von dem Prozessor 11 der Vorrichtung 10 ausgeführt und/oder gesteuert. 3 is a flowchart 300 that exemplifies the steps of a method according to the invention. The steps illustrated in flowchart 300 are executed and / or controlled by means of the device 10, for example. For example, the steps are at least partially executed and / or controlled by the processor 11 of the device 10.
In einem Schritt 301 werden an der Vorrichtung 10 Ultraschallechosignaldaten erhalten, wobei die Ultraschallechosignaldaten ein von dem Ultraschallsensor 14 erfasstes Ultraschallechosignal zumindest teilweise repräsentieren. Die Ultraschallechosignaldaten werden an der Vorrichtung 10 beispielsweise durch Erfassen des Ultraschallechosignals durch den Ultraschallsensor 14 erhalten. In a step 301, ultrasound echo signal data are obtained at the device 10, wherein the ultrasound echo signal data at least partially represent an ultrasound echo signal detected by the ultrasound sensor 14. The ultrasonic echo signal data is obtained at the device 10, for example, by detecting the ultrasonic echo signal by the ultrasonic sensor 14.
Die Ultraschallechosignaldaten sind beispielsweise eine Repräsentation des zeitlichen Verlaufs der Signalstärke des von dem Ultraschallsensor erfassten Ultraschallechosignals. Jeder Datenpunkt der Ultraschallechosignaldaten umfasst beispielsweise eine Repräsentation eines Werts der Signalstärke des erfassten Ultraschallechosignals zu einem Erfassungszeitpunkt und eine Repräsentation des Erfassungszeitpunkts. Eine beispielhafte graphische Darstellung 60 des von den The ultrasound echo signal data are, for example, a representation of the time profile of the signal strength of the ultrasound echo signal detected by the ultrasound sensor. Each data point of the ultrasonic echo signal data includes, for example, a representation of a value of the signal strength of the detected ultrasonic echo signal at a detection timing and a representation of the detection timing. An exemplary graphical representation 60 of the
Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals 61 ist in Fig. 6 gezeigt. Jeder Signalpunkt des Ultraschallechosignals 61 entspricht einem Datenpunkt der Ultrasonic echo signal data represented ultrasonic echo signal 61 is shown in Fig. 6. Everyone Signal point of the ultrasonic echo signal 61 corresponds to a data point of
Ultraschallechosignaldaten. In Fig. 6 ist das Ultraschallechosignal 61 als zeitlicher Verlauf der Ultrasonic echo signal data. In Fig. 6, the ultrasonic echo signal 61 as a time course of
Signalstärke dargestellt. Dementsprechend ist auf der Abzisse 62 die Zeit t und auf der Ordinate 63 die Signalstärke s(t) aufgetragen. Signal strength shown. Accordingly, the time t is plotted on the abscissa 62 and the signal strength s (t) is plotted on the ordinate 63.
In der graphischen Darstellung 60 des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten In the graph 60 of the ultrasound echo signal data represented
Ultraschallechosignals 61 ist ein mögliches Beispiel für einen einem ersten Datenpunkt entsprechenden ersten Signalpunkt mit dem Bezugszeichen 64 versehen. In diesem Beispiel umfasst der erste Ultrasonic echo signal 61 is a possible example of a first data point corresponding to a first signal point designated by the reference numeral 64. In this example, the first one includes
Datenpunkt beispielsweise eine Repräsentation des Werts der Signalstärke s(ti) und eine Data point, for example, a representation of the value of the signal strength s (ti) and a
Repräsentation des ersten Erfassungszeitpunkts ti. Ein mögliches Beispiel für einen einem zweiten Datenpunkt entsprechenden Signalpunkt ist mit dem Bezugszeichen 65 versehen, so dass der zweite Datenpunkt beispielsweise eine Repräsentation des Werts der Signalstärke s[tz) und eine Representation of the first detection time ti. A possible example of a signal point corresponding to a second data point is provided with the reference numeral 65, so that the second data point, for example, a representation of the value of the signal strength s [tz] and a
Repräsentation des zweiten Erfassungszeitpunkts t2 umfasst. Der zweite Erfassungszeitpunkt t2 ist zeitlich früher als der erste Erfassungszeitpunkt tj. Daneben können die Datenpunkte der Representation of the second detection time t 2 includes. The second detection time t 2 is earlier in time than the first detection time tj. In addition, the data points of the
Ultraschallechosignaldaten optional weitere Zusatzinformationen wie Frequenz- und/oder Ultrasonic echo signal data optional additional information such as frequency and / or
Phaseninformationen (z.B. das Frequenzspektrum pro Datenpunkt und/oder die Phasenlage pro Datenpunkt) umfassen.  Phase information (e.g., the frequency spectrum per data point and / or the phase position per data point).
In einem Schritt 302 werden mehrerer Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten zu einem oder mehreren Datenpunkt-Clustern gruppiert. Wie oben beschrieben, kann das Gruppieren mehrerer Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten zu einem oder mehreren Datenpunkt-Cluster das Anwenden eines Clusteringalgorithmus auf die Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten umfassen. In a step 302, a plurality of data points of the ultrasonic echo signal data are grouped into one or more data point clusters. As described above, grouping a plurality of data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters may include applying a clustering algorithm to the data points of the ultrasound echo signal data.
In einem Schritt 303 werden Kenndaten zumindest teilweise in Abhängigkeit eines Datenpunkts und/oder mehrerer Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters der Ultraschallechosignaldaten bestimmt. Als Ergebnis des Bestimmens werden in Schritt 303 beispielsweise die Kenndaten erhalten. Die Kenndaten umfassen, wie oben beschrieben, beispielsweise Amplituden-, Frequenz- und/oder Phaseninformationen (z.B. Amplituden-, Frequenz- und/oder Phaseninformationen eines von einem oder mehreren Datenpunkten repräsentierten Signalanteils des Ultraschallechosignals) und/oder Informationen über die Morphologie, das Muster und/oder die Lokalisation eines oder mehrerer Datenpunkt-Cluster. In a step 303 characteristic data are determined at least partially as a function of a data point and / or a plurality of data points of a data point cluster of the ultrasonic echo signal data. As a result of the determination, in step 303, for example, the characteristics are obtained. The characteristics include, as described above, for example, amplitude, frequency and / or phase information (eg, amplitude, frequency and / or phase information of one or more data points represented signal portion of the ultrasonic echo signal) and / or information about the morphology, the pattern and / or the location of one or more data point clusters.
In einem Schritt 304 werden ein oder mehrere der im Erfassungsbereich des Ultraschallsensors 14 befindlichen Reflektionsobjekte (z.B. Objekte 21 bis 25) zumindest teilweise basierend auf den als Ergebnis des Bestimmens in Schritt 303 erhaltenen Kenndaten klassifiziert. Zum Beispiel sind die Kenndaten derart gewählt, dass sie ein Klassifizieren der Reflektionsobjekte ermöglichen. Das Klassifizieren umfasst beispielsweise das Erkennen eines oder mehrerer der Reflektionsobjekte. Unter dem Erkennen eines oder mehrerer der Reflektionsobjekte soll beispielsweise das Erkennen des Vorhandenseins eines oder mehrerer Reflektionsobjekte im Erfassungsbereich des Ultraschallsensors 14 verstanden werden. Dies kann beispielsweise basierend auf den Datenpunkt-Clustern erfolgen. Zum Beispiel wird davon ausgegangen, dass die Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen der Ultraschallimpulse an einem Reflektionsobjekt zurückgehende Signalanteile des Ultraschallechosignals repräsentieren. Dementsprechend werden ein oder mehrere der Reflektionsobjekte beispielsweise erkannt, wenn die Datenpunkte in Schritt 303 zu ein oder mehreren Datenpunkt-Clustern gruppiert wurden. In a step 304, one or more of the reflection objects (eg, objects 21 to 25) located in the detection range of the ultrasonic sensor 14 are classified at least in part based on the characteristics obtained as a result of the determination in step 303. For example, the characteristics are chosen to allow classifying the reflection objects. For example, classifying includes detecting one or more of the reflection objects. By recognizing one or more of the reflection objects, for example, the recognition of the presence of one or more reflection objects in the detection area of the ultrasound sensor 14 should be understood. This can be done, for example, based on the data point clusters. For example, it is assumed that the data points of a data point cluster at least substantially represent reflections of the ultrasound pulses on a reflection object attributable signal components of the ultrasonic echo signal. Accordingly, one or more of the reflection objects are recognized, for example, if the data points were grouped into one or more data point clusters in step 303.
Basierend auf den Kenndaten werden die Reflektionsobjekte in Schritt 304 beispielsweise einer Objektklasse zugeordnet. Eine Objektklasse umfasst beispielsweise Reflektionsobjekte eines bestimmten Typs wie Fußgänger, Fahrradfahrer oder Kraftfahrzeuge (z.B. Motorräder, Based on the characteristic data, the reflection objects are assigned, for example, to an object class in step 304. For example, an object class includes reflection objects of a particular type, such as pedestrians, cyclists, or motor vehicles (e.g., motorcycles,
Personenkraftwagen, Lastkraftwagen). Passenger cars, lorries).
Zum Beispiel kann die Zuordnung der Reflektionsobjekte zu einer Objektklasse, wie oben beschrieben, anhand eines vorgegebenen Entscheidungsbaums oder durch einen Algorithmus zum maschinellen Lernen und/oder eine Technik des maschinellen Lernens erfolgen. Zum Beispiel erhält ein solcher Algorithmus zum maschinellen Lernen die in Schritt 303 bestimmten Kenndaten als Eingangs- und/oder Startdaten. For example, the assignment of the reflection objects to an object class, as described above, can be done on the basis of a given decision tree or by a machine learning algorithm and / or a machine learning technique. For example, such a machine learning algorithm receives the characteristics determined in step 303 as input and / or start data.
Alternativ oder zusätzlich wird basierend auf den Kenndaten eine Wahrscheinlichkeit für die Alternatively or additionally, based on the characteristic data, a probability for the
Zugehörigkeit der Reflektionsobjekte zu einer Objektklasse bestimmt. Anschließend werden die Reflektionsobjekte beispielsweise der Objektklasse mit der höchsten Wahrscheinlichkeit zugeordnet. Affiliation of the reflection objects to an object class determined. The reflection objects are then assigned, for example, to the object class with the highest probability.
Fig. 4 ist ein Flussdiagramm 400, das beispielhaft die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. Die im Flussdiagramm 400 dargestellten Schritte werden zum Beispiel von Mitteln der Vorrichtung 10 ausgeführt und/oder gesteuert. Beispielsweise werden die Schritte zumindest teilweise von dem Prozessor 11 der Vorrichtung 10 ausgeführt und/oder gesteuert. 4 is a flowchart 400 that exemplifies the steps of a method according to the invention. The steps illustrated in flowchart 400 are executed and / or controlled by means of device 10, for example. For example, the steps are at least partially executed and / or controlled by the processor 11 of the device 10.
In einem Schritt 401 sendet die Vorrichtung 10 einen oder mehrere Ultraschallimpulse aus und/oder veranlasst das Aussenden der Ultraschallimpulse. Zum Beispiel werden die Ultraschallimpulse in regelmäßigen Zeitabständen TR ausgesendet. Alternativ oder zusätzlich wird beispielsweise das Aussenden der Ultraschallimpulse in regelmäßigen Zeitabständen TR veranlasst. Vorzugsweise sind die ausgesendeten Ultraschallimpulse gleich. Zum Beispiel basieren die ausgesendeten Ultraschallimpulse auf einem zeitbegrenzten Prototypen-Puls, welcher auf eine Ultraschallträgerfrequenz (z.B. 44 kHz) moduliert und/oder frequenzverschoben wird. Zum Beispiel werden die Ultraschallimpulse in Schritt 401 von dem Ultraschallsensor 14 ausgesendet. Beispielsweise steuert der Prozessor 11 den Ultraschallsensor 14 an, um den Ultraschallsensor 14 zu veranlassen, die Ultraschallimpulse auszusenden. In a step 401, the device 10 emits one or more ultrasound pulses and / or causes the emission of the ultrasound pulses. For example, the ultrasonic pulses are emitted at regular time intervals TR. Alternatively or additionally, for example, the emission of the ultrasound pulses is initiated at regular time intervals TR. Preferably, the emitted ultrasonic pulses are the same. For example, the transmitted ultrasound pulses are based on a time-limited prototype pulse that is modulated and / or frequency-shifted to an ultrasound carrier frequency (eg, 44 kHz). For example, the ultrasonic pulses are emitted by the ultrasonic sensor 14 in step 401. For example, the processor 11 drives the ultrasonic sensor 14 to cause the ultrasonic sensor 14 to emit the ultrasonic pulses.
In einem Schritt 402 werden an der Vorrichtung 10 Ultraschallechosignaldaten erhalten, wobei die Ultraschallechosignaldaten ein von dem Ultraschallsensor 14 erfasstes Ultraschallechosignal zumindest teilweise repräsentieren. Die Ultraschallechosignaldaten werden an der Vorrichtung 10 beispielsweise durch Erfassen des Ultraschallechosignals durch den Ultraschallsensor 14 erhalten. Schritt 402 entspricht beispielsweise dem oben im Zusammenhang mit dem in Fig. 3 gezeigten Flussdiagramm 300 beschriebenen Schritt 301. In a step 402, ultrasound echo signal data are obtained at the device 10, wherein the ultrasound echo signal data at least partially represent an ultrasound echo signal detected by the ultrasound sensor 14. The ultrasonic echo signal data is obtained at the device 10, for example, by detecting the ultrasonic echo signal by the ultrasonic sensor 14. For example, step 402 corresponds to step 301 described above in connection with flowchart 300 shown in FIG.
Wie oben beschrieben, sind die Ultraschallechosignaldaten beispielsweise eine Repräsentation des zeitlichen Verlaufs der Signalstärke des von dem Ultraschallsensor 14 erfassten Ultraschallechosignals. Zum Beispiel umfasst das von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierte Ultraschallechosignal zumindest im Wesentliche auf Reflektionen der in Schritt 401 ausgesendeten Ultraschallimpulse an bewegten Objekten (z.B. Objekte 21 bis 24 in Fig. 2) und unbewegten Objekten (z.B. Objekt 25 in Fig. 2) zurückgehenden Signalanteile. Eine beispielhafte graphische Darstellung 60 des von den As described above, the ultrasound echo signal data is, for example, a representation of the time profile of the signal strength of the ultrasound echo signal detected by the ultrasound sensor 14. For example, the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data includes, at least substantially, reflections from the ultrasound pulses emitted at step 401 on moving objects (e.g., objects 21 through 24 in Fig. 2) and stationary objects (e.g., object 25 in Fig. 2). An exemplary graphical representation 60 of the
Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals 61 ist, wie oben beschrieben, in Fig. 6 gezeigt. Ultrasonic echo signal data represented ultrasonic echo signal 61 is, as described above, shown in Fig. 6.
In einem Schritt 403 werden die Ultraschallechosignaldaten in mehrere In a step 403, the ultrasonic echo signal data is divided into several
Ultraschallechosignaldatenblöcke unterteilt, beispielsweise unterteilt der Prozessor 11 die Ultrasonic echo signal data blocks divided, for example, the processor 11 subdivided the
Ultraschallechosignaldaten in mehrere Ultraschallechosignaldatenblöcke. Dabei werden die Ultrasonic echo signal data in multiple ultrasound echo signal data blocks. Here are the
Ultraschallechosignaldaten derart in mehrere Ultraschallechosignaldatenblöcke unterteilt, dass dieUltrasonic echo signal data is divided into a plurality of ultrasonic echo signal data blocks such that the
Ultraschallechosignaldatenblöcke aufeinanderfolgende Zeitabschnitte gleicher Zeitabschnittslänge des zeitlichen Verlaufs des Werts der Signalstärke des erfassten Ultraschallechosignals repräsentieren, wobei ein erster Ultraschallechosignaldatenblock den ersten Datenpunkt und ein zweiter Ultrasonic echo signal data blocks represent successive periods of equal time segment length of the time course of the value of the signal strength of the detected ultrasonic echo signal, wherein a first ultrasonic echo signal data block the first data point and a second
Ultraschallechosignaldatenblock den zweiten Datenpunkt umfasst. Ultrasonic echo signal data block comprises the second data point.
Zum Beispiel beginnt jeder der Zeitabschnitte mit dem Sendezeitpunkt eines Ultraschallimpulses. Dies hat im vorliegenden Fall den Effekt, dass die Zeitabschnittslänge jedes der Zeitabschnitte For example, each of the time periods begins with the transmission time of an ultrasonic pulse. This has the effect in the present case that the length of the period of each of the time periods
beispielsweise dem Zeitabstand TR zwischen den Sendezeitpunkten zweier aufeinanderfolgender Ultraschallimpulse entspricht. Ferner wird der von einem Ultraschallechosignaldatenblock repräsentierte zeitliche Verlauf der Signalstärke des erfassten Ultraschallechosignals in diesem Fall zumindest im Wesentlichen durch Reflektionen des zu Beginn des jeweiligen Zeitabschnitts ausgesendeten Ultraschallimpulses bestimmt und wird somit im Folgenden beispielhaft auch als Ultraschallimpulsantwort bezeichnet wird. for example, corresponds to the time interval TR between the transmission times of two successive ultrasonic pulses. Furthermore, the temporal profile of the signal strength of the detected ultrasonic echo signal represented by an ultrasound echo signal data block is in this case at least substantially reflected by reflections at the beginning of the respective time segment emitted ultrasound pulse is determined and is thus hereinafter referred to by way of example as an ultrasonic impulse response.
Der Beginn eines Zeitabschnitts kann beispielsweise durch die genaue Kenntnis der Sendezeitpunkte erfolgen. Zum Beispiel kennt der Prozessor 11, wenn er den Ultraschallsensor 14 ansteuert, um den Ultraschallsensor 14 zu veranlassen, die Ultraschallimpulse auszusenden, den Sendezeitpunkt der Ultraschallimpulse. Alternativ oder zusätzlich können entsprechende Sendezeitpunktdaten, die einen oder mehrere Sendezeitpunkte eines oder mehrerer Ultraschallimpulse repräsentieren, in The beginning of a period of time can be done for example by the exact knowledge of the transmission times. For example, when the processor 11 drives the ultrasonic sensor 14 to cause the ultrasonic sensor 14 to transmit the ultrasonic pulses, the processor 11 knows the transmission timing of the ultrasonic pulses. Alternatively or additionally, corresponding transmission time data representing one or more transmission times of one or more ultrasonic pulses, in
Programmspeicher 12 gespeichert sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Sendezeitpunkte eines Ultraschallimpulses auch bestimmt werden. Zum Beispiel kann, wenn der Ultraschallsensor 14 ein kombinierte Ultraschalldetektor und Ultraschallsender ist, durch eine Analyse des verbleibenden Rücksprechens eines ausgesendeten Ultraschallimpulses in den Ultraschalldetektor (z.B. Rücksprechen über gemeinsame Komponenten des Ultraschalldetektors und des Ultraschallsenders wie einen Duplexer) bestimmt werden. Program memory 12 may be stored. Alternatively or additionally, the transmission time of an ultrasonic pulse can also be determined. For example, if the ultrasound sensor 14 is a combined ultrasound detector and ultrasound transmitter, it may be determined by analysis of the remaining feedback of a transmitted ultrasound pulse into the ultrasound detector (e.g., feedback through common components of the ultrasound detector and ultrasound transmitter such as a duplexer).
Eine beispielhafte graphische Darstellung 70 des von drei aufeinanderfolgenden An exemplary graphical representation 70 of the three consecutive graphs
Ultraschallechosignaldatenblöcken repräsentierten Ultraschallechosignals 71 ist in Fig. 7 gezeigt. Das Ultraschallechosignal 71 entspricht dem in Fig. 6 dargestellten Ultraschallechosignal 61. Ultrasonic echo data blocks represented ultrasonic echo signal 71 is shown in Fig. 7. The ultrasonic echo signal 71 corresponds to the ultrasonic echo signal 61 shown in FIG. 6.
Dementsprechend ist auch in Fig. 7 auf der Abzisse 72 die Zeit t und auf der Ordinate 73 die Accordingly, in Fig. 7 on the abscissa 72, the time t and on the ordinate 73 the
Signalstärke s(t) aufgetragen. Die drei aufeinanderfolgenden Zeitabschnitte 74, 75 und 76 haben jeweils die hier beispielhaft konstant gewählte Zeitabschnittslänge TR und beginnen jeweils mit einem der Sendzeitpunkte To, Ti und T2 eines in Schritt 401 ausgesendeten Ultraschallimpulses. Diese Zeitabschnitte 74, 75 und 76 und der darin gezeigte zeitliche Verlauf der Signalstärke des Signal strength s (t) plotted. The three consecutive time sections 74, 75 and 76 each have the time period TR selected here by way of example and start in each case with one of the transmission times To, Ti and T 2 of an ultrasound pulse emitted in step 401. These time intervals 74, 75 and 76 and the time course of the signal strength of the signal shown therein
Ultraschallechosignals 71 entsprechen jeweils einem Ultraschallechosignaldatenblock. Ultrasonic echo signal 71 correspond to an ultrasonic echo signal data block, respectively.
Anschließend können die Ultraschallechosignaldaten beispielsweise in einem optionalen in Subsequently, the ultrasound echo signal data, for example, in an optional in
Flussdiagramm 400 nicht dargestellten Schritt normiert werden. Wie oben beschrieben, soll unter dem Normieren der Ultraschallechosignaldaten gemäß einem ersten Aspekt beispielsweise verstanden werden, dass auf Reflektionen eines oder mehrerer zuvor ausgesendeter Ultraschallimpulse an unbewegten Objekten (z.B. Objekt 25 in Fig. 2) zurückgehende Signalanteile in dem von den normierten Ultraschallechosignaldaten repräsentierten normierten Ultraschallechosignal gegenüber dem erfassten Ultraschallechosignal zumindest teilweise reduziert werden. Im Folgenden wird das Normieren der Ultraschallechosignaldaten gemäß diesem ersten Aspekt beschrieben. Um gemäß dem zweiten Aspekt normierte Ultraschallechosignaldaten zu erhalten, kann anschließend beispielsweise die Differenz zwischen den in Schritt 402 erhaltenen Ultraschallechosignaldaten und den gemäß dem ersten Aspekt normierten Ultraschallechosignaldaten gebildet werden. Zum Beispiel umfasst das Normieren gemäß dem ersten Aspekt zumindest eines ersten Datenpunkts der Ultraschallechosignaldaten das Wählen zumindest eines zweiten Datenpunkts zumindest teilweise in Abhängigkeit des ersten Datenpunkts und das Bestimmen eines normierten ersten Datenpunkts basierend zumindest auf dem ersten Datenpunkt und dem zweiten Datenpunkt. Hierfür sind verschiedene Algorithmen möglich, von denen im Folgenden beispielhaft ein möglicher Algorithmus beschrieben wird. Flowchart 400 step not shown normalized. As described above, normalizing the ultrasound echo signal data according to a first aspect is intended to mean, for example, that reflections of one or more previously emitted ultrasound pulses on immobile objects (eg object 25 in FIG. 2) return signal components in the normalized ultrasound echo signal represented by the normalized ultrasound echo signal data be at least partially reduced compared to the detected ultrasonic echo signal. In the following, the normalization of the ultrasonic echo signal data according to this first aspect will be described. In order to obtain normalized ultrasound echo signal data according to the second aspect, the difference between the ultrasound echo signal data obtained in step 402 and the ultrasound echo signal data normalized according to the first aspect can then be formed, for example. For example, normalizing according to the first aspect of at least a first data point of the ultrasound echo signal data comprises selecting at least a second data point at least partially in response to the first data point and determining a normalized first data point based at least on the first data point and the second data point. Various algorithms are possible for this, of which a possible algorithm is described below by way of example.
Zum Beispiel wird der zweite Datenpunkt derart bestimmt und/oder gewählt, dass er mit der gleichen Signallaufzeit At wie der erste Datenpunkt assoziiert ist und/oder sich im zweiten For example, the second data point is determined and / or chosen such that it is associated with the same signal propagation time At as the first data point and / or in the second
Ultraschallechosignaldatenblock an der gleichen Position befindet wie der erste Datenpunkt im ersten Ultraschallechosignaldatenblock. Neben dem zweiten Datenpunkt können weitere Datenpunkte derart bestimmt und/oder gewählt werden, dass sie jeweils mit der gleichen Signallaufzeit At wie der erste Datenpunkt assoziiert sind und/oder sich in ihrem jeweiligen Ultraschallechosignaldatenblock an der gleichen Position befinden wie der erste Datenpunkt im ersten Ultraschallechosignaldatenblock. Ultrasonic echo signal data block is located at the same position as the first data point in the first ultrasonic echo signal data block. In addition to the second data point, further data points may be determined and / or selected such that they are each associated with the same signal propagation time At as the first data point and / or in their respective ultrasound echo signal data block at the same position as the first data point in the first ultrasound echo signal data block.
In der graphischen Darstellung 70 des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten In the graph 70 of the ultrasound echo signal data represented
Ultraschallechosignals 71 ist ein mögliches Beispiel für einen dem ersten Datenpunkt entsprechenden Signalpunkt mit dem Bezugszeichen 77 versehen. In diesem Beispiel umfasst der erste Datenpunkt beispielsweise eine Repräsentation des Werts der Signalstärke s(ti) und eine Repräsentation des ersten Erfassungszeitpunkts ti. Ein mögliches Beispiel für einen dem zweiten Datenpunkt entsprechendenUltrasonic echo signal 71 is a possible example of a signal point corresponding to the first data point denoted by reference numeral 77. For example, in this example, the first data point includes a representation of the value of the signal strength s (ti) and a representation of the first detection time ti. A possible example for a second data point
Signalpunkt ist mit dem Bezugszeichen 78 versehen, so dass der zweite Datenpunkt beispielsweise eine Repräsentation des Werts der Signalstärke s(tz) und eine Repräsentation des zweiten Signal point is provided with the reference numeral 78, so that the second data point, for example, a representation of the value of the signal strength s (tz) and a representation of the second
Erfassungszeitpunkts tz umfasst. Der zweite Erfassungszeitpunkt t2 ist zeitlich früher als der erste Erfassungszeitpunkt ti. Detection time tz includes. The second detection time t 2 is earlier in time than the first detection time ti.
Die Zeitdifferenz zwischen dem ersten Erfassungszeitpunkt ti und dem ersten Sendezeitpunkt TI und die Zeitdifferenz zwischen dem zweiten Erfassungszeitpunkt t2 und dem zweiten Sendezeitpunkt T2 entsprechen jeweils At. Dabei entspricht At der Signallaufzeit des zu Beginn des jeweiligen The time difference between the first detection timing ti and the first transmission timing TI and the time difference between the second detection timing t2 and the second transmission timing T2 correspond to At, respectively. In this case, At corresponds to the signal propagation time at the beginning of the respective one
Zeitabschnitts ausgesendeten Ultraschallimpulses. Aus der Signallaufzeit At lässt sich die Distanz d des reflektierenden Objekts bestimmen, sofern keine Mehrfachreflektion vorliegt (z.B. mit der folgendenTime interval emitted ultrasonic pulse. From the signal propagation time At, the distance d of the reflecting object can be determined, unless there is multiple reflection (for example, with the following
Formel: d = — , mit Schallgeschwindigkeit v). Dementsprechend gehen beide Werte der Signalstärke s(ti) und s(t2), sofern keine Mehrfachreflektionen vorliegen, jeweils auf eine Reflektion des zu Beginn des jeweiligen Zeitabschnitts ausgesendeten Ultraschallimpulses an einem Objekt in der gleichen Distanz d vom Ultraschallsensor 14 zurück. Beispielsweise können der zweite Datenpunkt und ggfs. die weiteren Datenpunkte zumindest teilweise in Abhängigkeit einer Fensterfunktion h(t) bestimmt werden. Zum Beispiel gibt die Fensterfunktion in Abhängigkeit des Beginns des ersten Zeitabschnitts Ti (also des ersten Sendezeitpunkts Ti) einen Zeitausschnitt vor, in dem der zweite Datenpunkt und ggfs. die weiteren Datenpunkte liegen. Dabei kann die Fensterfunktion einen vergangenen Zeitausschnitt und/oder eine zukünftigen Zeitausschnitt (z.B. durch eine Verzögerung der Echtzeitprozessierung der Ultraschallechosignaldaten) vorgeben. Formula: d = -, with speed of sound v). Accordingly, both values of the signal strength s (ti) and s (t2), if there are no multiple reflections, respectively, are based on a reflection of the ultrasound pulse emitted at the beginning of the respective time segment on an object at the same distance d from the ultrasound sensor 14. For example, the second data point and optionally the other data points can be determined at least partially as a function of a window function h (t). For example, depending on the beginning of the first time interval Ti (ie, the first transmission time Ti), the window function specifies a time segment in which the second data point and possibly the other data points are located. The window function can do this specify a past time segment and / or a future time segment (eg by delaying the real-time processing of the ultrasound echo signal data).
Für die von dem ersten Datenpunkt und dem zweiten Datenpunkt und ggfs. den weiteren For those of the first data point and the second data point and, if necessary, the other
Datenpunkten repräsentierten Werte der Signalstärke (z.B. s(ti) mit ti = Ti+ At für den ersten Data points represented values of signal strength (e.g., s (ti) with ti = Ti + At for the first
Datenpunkt, s(t2) für den zweiten Datenpunkt) des erfassten Ultraschallechosignals werden anschließend beispielsweise der Mittelwert s(Tlf At) und die Varianz T^ At) bestimmt. Dabei kann die Fensterfunktion eine Gewichtung der von dem ersten Datenpunkt und dem zweiten Datenpunkt und ggfs. den weiteren Datenpunkten repräsentierten Werte der Signalstärke vorgeben. Der gemäß dem ersten Aspekt normierte erste Datenpunkt s„(ti) kann anschließend zum Beispiel entsprechend der folgenden Formel bestimmt werden: sCtJ - sCiyAt) Data point, s (t 2 ) for the second data point) of the detected ultrasonic echo signal are then determined, for example, the mean value s (T lf At) and the variance T ^ At). The window function can do this give a weighting of the values of the signal strength represented by the first data point and the second data point and, if appropriate, the further data points. The first data point s "(ti) normalized according to the first aspect can then be determined, for example, according to the following formula: sCtJ - sCiyAt)
Dies hat den Effekt, dass das durchschnittliche Reflektionsniveaus und darüber hinaus die This has the effect that the average reflection levels and beyond the
Schwankungsgröße, welche auch distanzabhängig ist, zumindest teilweise reduziert und/oder kompensiert wird. Dadurch wird eine Kompensation und/oder Reduzierung der statischen  Fluctuation variable, which is also distance-dependent, at least partially reduced and / or compensated. This will compensate for and / or reduce the static
Umgebungseffekte, also der auf Reflektionen an unbewegten und/oder quasi-unbewegten Objekten zurückgehenden Effekte erreicht. Ambient effects, ie the effects due to reflections on stationary and / or quasi-stationary objects.
Dies ist beispielsweise vorteilhaft, um die aus der Veränderlichkeit sowohl der This is advantageous, for example, from the variability of both
Objekte als auch der Umgebung im Erfassungsbereich des Ultraschallsensors 15 resultierenden Effekte und Störungen zu minimieren. Dies können z.B. leichte Veränderungen (z.B. bewegte Bäume, sich öffnende Fenster, etc.) sein, aber auch Objekte, die sich dauerhaft in die Umgebung einfügen oder aus dieser entfernen (z.B. parkende Fahrzeuge). Um diese Faktoren zu berücksichtigen, kann ein Zeitfenster (gewichtete Funktion von mehreren Ultraschallechosignaldatenblöcken) verwendet werden, anhand dessen beispielsweise Charakteristiken der Umgebung (z.B. Grundreflektionen der Umgebung, des Bodens und feststehender Objekte) und die allgemeine Veränderlichkeit der Umgebung (Größe der Schwankung der allseits vorhandenen Reflektionen, wie z.B. durch die Bewegung der Bäume,  Objects as well as the environment in the detection range of the ultrasonic sensor 15 resulting effects and disturbances to minimize. This can e.g. slight changes (e.g., moving trees, opening windows, etc.), but also objects that permanently fit in or out of the environment (e.g., parked vehicles). To take these factors into account, a time window (weighted function of several ultrasonic echo data blocks) can be used to derive, for example, characteristics of the environment (eg basic reflections of the environment, the ground and fixed objects) and the general variability of the environment (magnitude of the variation of the all-around Reflections, such as the movement of trees,
Schwingungen, Sensorfehler und Störungen verursacht) berücksichtigt werden können. Zudem können einzelne Objekte (z.B. parkenden Autos], die dauerhaft die Umgebung verändern, nach Erkennung auch rechnerisch berücksichtigt werden. Vibrations, sensor errors and disturbances caused) can be considered. In addition, you can Individual objects (eg parked cars) that permanently change the environment are also taken into account mathematically after recognition.
Zum Beispiel wird das oben beschriebene Normieren zumindest des ersten Datenpunkts für jeden Datenpunkt der Ultraschallechosignaldaten wiederholt. Zum Beispiel ist der erste Datenpunkt dabei jeweils der gemäß dem ersten Aspekt zu normierende Datenpunkt. Zum Beispiel wird der zweite Datenpunkt (und ggfs. jeder der weiteren Datenpunkte) jeweils in Abhängigkeit des ersten For example, the normalization of at least the first data point described above is repeated for each data point of the ultrasound echo signal data. For example, the first data point is in each case the data point to be standardized according to the first aspect. For example, the second data point (and, if appropriate, each of the further data points) becomes dependent on the first one
Datenpunkts bestimmt und/oder gewählt. Als Ergebnis des Normierens (z.B. gemäß dem ersten Aspekt) werden normierte Data point determined and / or selected. As a result of normalization (e.g., according to the first aspect), normalized
Ultraschallechosignaldaten erhalten, umfassend zumindest den normierten ersten Datenpunkt. Falls das Normieren für jeden Datenpunkt der Ultraschallechosignaldaten wiederholt wird, werden als Ergebnis des Normierens (z.B. gemäß dem ersten Aspekt) normierte Ultraschallechosignaldaten erhalten, umfassend die normierte Datenpunkte (z.B. umfassend ausschließlich normierte  Obtained ultrasound echo signal data comprising at least the normalized first data point. If the normalization is repeated for each data point of the ultrasound echo signal data, normalized ultrasound echo signal data comprising the normalized data points (e.g., including exclusively normalized data points) is obtained as the result of normalizing (e.g., the first aspect)
Datenpunkte). In diesem Fall werden die folgenden Schritte des Flussdiagramms beispielsweise mit den normierten Ultraschallechosignaldaten fortgesetzt. Das Normieren kann alternativ oder zusätzlich auch zu einem anderen Zeitpunkt erfolgen (z.B. nach Schritt 404). Data points). In this case, the following steps of the flowchart are continued, for example, with the normalized ultrasonic echo signal data. The normalization may alternatively or additionally be performed at another time (e.g., after step 404).
Alternativ oder zusätzlich zu dem Normieren können in einem oder mehreren weiteren optionalen Schritten beispielsweise weitere Analyse- und Kompensationsalgorithmen auf die As an alternative or in addition to the normalization, further analysis and compensation algorithms can be applied to the .alpha. In one or more further optional steps, for example
Ultraschallechosignaldaten angewendet werden wie beispielsweise Algorithmen zur  Ultrasonic echo signal data are applied such as algorithms for
Mehrfachreflektionsanalyse/-kompensation und/oder zur Ausbreitungsana)yse/-kompensation. Multiple reflection analysis / compensation and / or propagation analysis / compensation.
In einem Schritt 404 wird eine graphische Repräsentation der Ultraschallechosignaldaten zumindest teilweise in Abhängigkeit der Ultraschallechosignaldatenblöcke bestimmt. Die graphische In a step 404, a graphical representation of the ultrasound echo signal data is determined at least in part depending on the ultrasound echo signal data blocks. The graphic
Repräsentation ist beispielsweise eine zwei-dimensionale Darstellung der Ultraschallechosignaldaten. Zum Beispiel ist und/oder umfasst die graphische Repräsentation eine Pixelanordnung mit in einem Raster angeordneten Pixeln. Als Ergebnis des Bestimmens in Schritt 404 wird beispielsweise die graphische Repräsentation und/oder eine graphisch darstellbare Ultraschallechosignaldatenstruktur erhalten. Wie oben beschrieben, ist eine solche graphisch darstellbare Ultraschallechosignaldatenstruktur beispielsweise ein zwei-dimensionales Datenfeld und/oder ein Datenarray und/oder eine Grafikdatei (z.B. eine Grafikdatei in einem Bilddatenformat wie dem Bitmap-Format, BMP-Format).  Representation is, for example, a two-dimensional representation of the ultrasound echo signal data. For example, the graphical representation is and / or includes a pixel array having pixels arranged in a raster. As a result of the determination in step 404, for example, the graphical representation and / or a graphically representable ultrasound echo signal data structure is obtained. As described above, such a graphically representable ultrasonic echo signal data structure is, for example, a two-dimensional data field and / or a data array and / or a graphics file (e.g., a graphics file in an image data format such as the bitmap format, BMP format).
Fig. 8 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer graphischen Repräsentation von 8 shows an exemplary representation of a graphical representation of
Ultraschallechosignaldaten. Die graphische Repräsentation in Fig. 8 ist eine Pixelanordnung 80 mit in einem Raster angeordneten Pixeln. Beispielsweise wird jeder Pixel der Pixelanordnung 80 jeweils in Abhängigkeit eines Datenpunktes der Ultraschallechosignaldaten bestimmt. Zum Beispiel wird die Graustufe eines Pixels in Abhängigkeit des von dem jeweiligen Datenpunkt repräsentierten Werts der Signalstärke (alternativ auch Frequenz und/oder Phase] bestimmt. Dabei werden alle Datenpunkte eines Ultraschallechosignaldatenblocks jeweils durch die in einer Rasterspalte des Rasters angeordneten Pixel der Pixelanordnung 80 repräsentiert, und Datenpunkte aufeinanderfolgender Ultraschallechosignaldatenblöcke werden jeweils durch die aufeinanderfolgenden Rasterspalten des Rasters angeordneten Pixel der Pixelanordnung 80 repräsentiert. Für den oben beschriebenen Fall, dass jeder von einem Ultraschallechosignaldatenblock repräsentierte Zeitabschnitt mit dem Ultrasonic echo signal data. The graphical representation in Fig. 8 is a pixel array 80 with in a grid arranged pixels. For example, each pixel of the pixel array 80 is determined depending on a data point of the ultrasonic echo signal data. For example, the gray level of a pixel is determined as a function of the value of the signal strength (alternatively also frequency and / or phase) represented by the respective data point. and data points of successive ultrasonic echo signal data blocks are each represented by pixels of the pixel array 80 arranged in successive grid columns of the raster For the above-described case, each time period represented by an ultrasonic echo signal data block is represented by the pixel
Sendezeitpunkt eines Ultraschallimpulses beginnt, repräsentiert somit beispielsweise jede Rasterspalte des Rasters der Pixelanordnung 80 eine Ultraschallimpulsantwort eines zuvor ausgesendeten Thus, for example, each grid column of the grid of the pixel array 80 represents an ultrasonic pulse response of a previously emitted
Ultraschallimpulses. Ultrasonic pulse.
Zum Beispiel ist auf der in Richtung der Rasterspalten laufenden Ordninate 81 die Signallaufzeit At mit dem maximalen Wert TR aufgetragen. Wie oben beschrieben, kann aus der Signallaufzeit At die Distanz d des Reflektionsobjekts bestimmt werden, sofern keine Mehrfachreflektion vorliegt (z.B. mit der folgenden Formel: d— mit Schallgeschwindigkeit v). Die Ordinate kann daher auch als For example, the signal propagation time At with the maximum value TR is plotted on the ordinate 81 running in the direction of the grid columns. As described above, from the signal propagation time At, the distance d of the reflection object can be determined unless there is a multiple reflection (for example, with the following formula: d- with sound velocity v). The ordinate can therefore also as
Impulsantwortachse, Distanzachse oder Signallaufzeitachse bezeichnet werden. Auf der Abzisse 82 sind beispielsweise als diskrete Zeitpunkte die Sendezeitpunkte (z.B. To, Ti, T2) der Ultraschallimpulse aufgetragen. Sie stellt somit die Anzahl der jeweils auf einen Ultraschallimpuls erfassten Impulse response axis, distance axis or signal transit time axis. On the abscissa 82, for example, the transmission times (eg To, Ti, T 2 ) of the ultrasonic pulses are plotted as discrete times. It thus represents the number of each detected on an ultrasonic pulse
Ultraschallimpulsantworten dar und kann auch als Zeitachse bezeichnet werden. Ultrasound impulse responses and can also be referred to as time axis.
Dementsprechend ist die Position jedes Pixels in Fig. 8 durch den Sendezeitpunkts des Accordingly, the position of each pixel in FIG. 8 is determined by the transmission timing of the
Ultraschallimpulses, der den Beginn des Zeitabschnitts des Ultraschallechosignaldatenblocks des jeweiligen Datenpunkts bestimmt, und der mit dem jeweiligen Datenpunkt assoziierten Signallaufzeit bestimmt. Ferner wird die Graustufe jedes Pixels beispielsweise in Abhängigkeit des von dem jeweiligen Datenpunkt repräsentierten Werts der Signalstärke bestimmt. Ultrasonic pulse, which determines the beginning of the time portion of the ultrasonic echo signal data block of the respective data point, and determines the associated with the respective data point signal propagation time. Furthermore, the gray level of each pixel is determined, for example, as a function of the value of the signal strength represented by the respective data point.
Somit lassen sich die Ultraschallechosignaldaten in dieser zweidimensionalen Darstellung z.B. mit Bildverarbeitungsalgorithmen weiterverarbeiten. Thus, the ultrasound echo signal data in this two-dimensional representation can be e.g. processing with image processing algorithms.
Die graphische Repräsentation ist beispielsweise die Ausgangsbasis für die weiteren Schritte des Flussdiagramms 400. In einem Schritt 405 werden mehrere Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten zu einem oder mehreren Datenpunkt-Clustern gruppiert. Zum Beispiel basiert das Gruppieren mehrerer Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten zu einem oder mehreren Datenpunkt-Clustern zumindest teilweise auf der in Schritt 404 bestimmten graphischen Repräsentation (z.B. der oben beschriebenen The graphical representation is, for example, the starting point for the further steps of the flowchart 400. In a step 405, multiple data points of the ultrasound echo signal data are grouped into one or more data point clusters. For example, grouping multiple data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters is based, at least in part, on the graphical representation determined in step 404 (eg, those described above
Pixelanordnung) und/oder einer als Ergebnis des Bestimmens der graphischen Repräsentation in Schritt 404 erhaltenen graphisch darstellbaren Ultraschallechosignaldatenstruktur. Beispielsweise umfasst das Gruppieren mehrerer Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten zu einem oder mehreren Datenpunkt-Clustern das Anwenden eines Clusteringalgorithmus auf die graphische Repräsentation (z.B. die oben beschriebene Pixelanordnung) und/oder eine als Ergebnis des Pixel arrangement) and / or a graphically representable ultrasound echo signal data structure obtained as a result of determining the graphical representation in step 404. For example, grouping multiple data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters includes applying a clustering algorithm to the graphical representation (e.g., the pixel array described above) and / or one as a result
Bestimmens der graphischen Repräsentation erhaltene graphisch darstellbare Determining the graphical representation obtained graphically
Ultraschallechosignaldatenstruktur. Ultrasonic echo signal data structure.
Der Clusteringalgorithmus kann, wie oben beschrieben, beispielsweise ein hierarchischer, ein dichtebasierter oder ein partitionierender Clusteringalgorithmus sowie eine Kombination As described above, the clustering algorithm can be, for example, a hierarchical, a density-based or a partitioning clustering algorithm as well as a combination
verschiedener Clusteringalgorithmen sein. Ein Beispiel für einen dichtebasierten Clusteringalgorithmus ist der DBSCAN (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise) Algorithmus. In Fig. 5a ist als Beispiel eines Clusteringalgorithmus ein Flussdiagramm 500 eines modifizierten DBSCAN- Clusteringalgorithmus dargestellt. Durch eine Wahl eines geeigneten Clusteringalgorithmus werden beispielsweise Datenpunkte zu einem oder mehreren Datenpunkt-Clustern gruppiert, die zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen an einem bestimmten Reflektionsobjekt zurückgehende Signalanteile des Ultraschallechosignals repräsentieren. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, um die Reflektionen an verschiedenen Reflektionsobjekten im Erfassungsbereich zurückgehenden Signalanteile in dem von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignal unterscheiden und auswerten (z.B. durch das Bestimmen von Kenndaten in Schritt 406) zu können. be different clustering algorithms. An example of a density-based clustering algorithm is the DBSCAN (Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise) algorithm. FIG. 5 a shows a flowchart 500 of a modified DBSCAN clustering algorithm as an example of a clustering algorithm. By selecting a suitable clustering algorithm, for example, data points are grouped into one or more data point clusters, which represent at least substantially signal components of the ultrasound echo signal attributable to reflections on a particular reflection object. This is advantageous, for example, for distinguishing and evaluating (for example, by determining characteristic data in step 406) the reflections from signal components originating at different reflection objects in the detection region in the ultrasonic echo signal represented by the ultrasound echo signal data.
Fig. 9a und 9b zeigen eine beispielhafte Darstellung einer graphischen Repräsentation von 9a and 9b show an exemplary representation of a graphical representation of
Ultraschallechosignaldaten vor und nach dem Anwenden des in Fig. 5a dargestellten modifizierten DBSCAN-Clusteringalgorithmus. Die graphische Repräsentation in Fig. 9a ist wie Fig. 8 eine Ultrasonic echo signal data before and after applying the modified DBSCAN clustering algorithm shown in FIG. 5a. The graphical representation in Fig. 9a is like Fig. 8 a
Pixelanordnung 90a mit in einem Raster angeordneten Pixeln und orientiert sich an der Darstellung in Fig. 8. Dementsprechend ist auf der in Richtung der Rasterspalten laufenden Ordninate 91 diePixel arrangement 90a with pixels arranged in a grid and is based on the representation in Fig. 8. Accordingly, on the in the direction of the grid columns Ordninate 91 is the
Signallaufzeit At mit dem maximalen Wert TR aufgetragen. Auf der Abzisse 92 sind beispielsweise als diskrete Zeitpunkte die Sendezeitpunkte (z.B. To, Ti, T2) der Ultraschallimpulse aufgetragen. Innerhalb der Markierung 93 sind Pixel dargestellt, die einen zumindest im Wesentlichen auf die Reflektion an einem bestimmten Reflektionsobjekt zurückgehenden Signalanteil eines von Signal delay At with the maximum value TR applied. On the abscissa 92, for example, the transmission times (for example To, Ti, T2) of the ultrasound pulses are plotted as discrete times. Within the marking 93, pixels are represented which have a signal component which is at least essentially due to the reflection at a specific reflection object
Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals repräsentieren. Das Ergebnis des Anwendens des in Fig. 5a dargestellten modifizierten DBSCAN-Clusteringalgorithmus auf diese Ultraschallechosignaldaten ist in Fig. 9b dargestellt. Die innerhalb der Markierung 93 liegenden Datenpunkte wurden zumindest teilweise zu dem Datenpunkt-Cluster 94 gruppiert. Ultrasonic echo signal data represented represent ultrasonic echo signal. The result of applying the modified DBSCAN clustering algorithm shown in FIG. 5a to this Ultrasonic echo signal data is shown in Fig. 9b. The data points within the marker 93 have been at least partially grouped into the data point cluster 94.
In einem Schritt 406 werden Kenndaten zumindest teilweise in Abhängigkeit eines Datenpunkts und/oder mehrerer Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters der Ultraschallechosignaldaten bestimmt. Dabei sind die Datenpunkt-Cluster beispielsweise die als Ergebnis des Gruppierens in Schritt 405 erhaltenen Datenpunkt-Cluster. Schritt 406 entspricht beispielsweise dem oben im Zusammenhang mit dem in Fig. 3 gezeigten Flussdiagramm 300 beschriebenen Schritt 303. Wie oben beschrieben, umfassen die Kenndaten zum Beispiel in Abhängigkeit eines oder mehrerer Datenpunkte (z.B. mehreren Datenpunkten eines Datenpunkt-Clusters, z.B. des Datenpunkt-Clusters 94) bestimmte Amplituden-, Frequenz- und/oder Phaseninformationen. In a step 406, characteristic data are determined at least partially as a function of a data point and / or a plurality of data points of a data point cluster of the ultrasound echo signal data. For example, the data point clusters are the data point clusters obtained as a result of grouping in step 405. For example, step 406 corresponds to step 303 described above in connection with flowchart 300 shown in FIG. 3. As described above, the characteristics include, for example, one or more data points (eg, multiple data points of a data point cluster, eg, the data point cluster 94) certain amplitude, frequency and / or phase information.
Amplitudeninformationen können beispielsweise durch das Bestimmen eines Mittelwerts der Amplitude (z.B. ein Mittelwert der Signalstärke) des durch einen oder mehrere Datenpunkte (z.B. mehrere Datenpunkten eines Datenpunkt-Clusters) repräsentierten Signalanteils des Amplitude information may be obtained, for example, by determining an average of the amplitude (e.g., an average of the signal strength) of the signal component of the signal represented by one or more data points (e.g., multiple data points of a data point cluster)
Ultraschallechosignals erhalten werden. Ultrasonic echo signal can be obtained.
Frequenzinformationen können beispielsweise durch das Bestimmen eines Frequenzspektrums des durch einen oder mehrere Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters repräsentierten Signalanteils des Ultraschallechosignals und/oder einer Frequenzdifferenz zwischen der Frequenz des durch einen oder mehrere Datenpunkte (z.B. mehrere Datenpunkten eines Datenpunkt-Clusters) repräsentierten Signalanteils des Ultraschallechosignals und der Frequenz eines zuvor ausgesendeten  Frequency information may be obtained, for example, by determining a frequency spectrum of the signal portion of the ultrasonic echo signal represented by one or more data points of a data point cluster and / or a frequency difference between the frequency of the signal echo signal represented by one or more data points (eg, multiple data points of a data point cluster) the frequency of a previously emitted
Ultraschallimpulses erhalten werden. Phaseninformationen können beispielsweise durch das Bestimmen einer Phasenänderung erhalten werden. Zum Beispiel kann eine solche Phasenänderung durch den Vergleich der Phasen der durch einen oder mehrere Datenpunkte (z.B. der Signalpunkte 77 und 78) aufeinanderfolgender Ultrasonic pulses are obtained. Phase information can be obtained, for example, by determining a phase change. For example, such phase change may be accomplished by comparing the phases of one or more data points (e.g., signal points 77 and 78) with one another
Ultraschallechosignaldatenblöcke (z.B. der Ultraschallechosignaldatenblöcke 74 und 75) Ultrasonic echo signal data blocks (e.g., ultrasonic echo signal data blocks 74 and 75)
repräsentierten Signalanteile des Ultraschallechosignals bestimmt werden. represented signal components of the ultrasonic echo signal can be determined.
Alternativ oder zusätzlich können die Kenndaten, wie oben ebenfalls beschrieben, Informationen über die Reflektionsenergie und/oder Signallaufzeit des von einem Datenpunkt-Cluster (z.B. des Alternatively or additionally, as described above, the characteristics may include information about the reflection energy and / or signal propagation time of the data point cluster (e.g.
Datenpunkt-Clusters 94) repräsentierten (z.B. zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen an einem Reflektionsobjekt zurückgehenden) Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten Data point clusters 94) represented (e.g., at least substantially due to reflections on a reflection object) the signal component of the ultrasound echo signal data
repräsentierten Ultraschallechosignals umfassen. Informationen über die Reflektionsenergie können beispielsweise durch das Bestimmen des Werts der Energie des von einem Datenpunkt-Cluster repräsentierten (z.B. zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen an einem Reflektionsobjekt zurückgehenden) Signalanteils des von den comprising ultrasonic echo signal. Information about the reflection energy can be obtained, for example, by determining the value of the energy of the signal component of the signal group represented by a data point cluster (eg, at least substantially due to reflections on a reflection object)
Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals erhalten werden. Ultrasonic echo signal data representative ultrasonic echo signal can be obtained.
Informationen über die Signallaufzeit können beispielsweise durch das Bestimmen der Signallaufzeit des von einem oder mehreren Datenpunkten eines Datenpunkt-Clusters repräsentierten (z.B. Signal propagation time information can be obtained, for example, by determining the signal propagation time of the data point cluster represented by one or more data points of a data point cluster (e.g.
zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen an einem Reflektionsobjekt zurückgehenden) at least substantially due to reflections on a reflection object)
Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals erhalten werden. Signal component of the ultrasonic echo signal represented by the ultrasound echo signal data can be obtained.
Ferner können die Kenndaten, wie oben beschrieben, beispielsweise charakteristische Eigenschaften der Datenpunkt-Cluster beschreiben. Hierzu zählen beispielsweise Informationen über die Lokalisation, Verteilung, Form, Morphologie, Muster und Ausdehnung eines Datenpunkt-Clusters. Further, as described above, the characteristics may describe, for example, characteristics of the data point clusters. These include, for example, information about the location, distribution, shape, morphology, pattern, and extent of a data point cluster.
Daneben können die Kenndaten weitere Zusatzinformationen umfassen, die beispielsweise zumindest teilweise in Abhängigkeit von anderweitig prozessierten Ultraschallechosignaldaten (z.B. ohne oder mit Normieren, ohne oder mit Ausbreitungskompensation, ohne oder mit In addition, the characteristic data may comprise further additional information, for example at least partially in dependence on otherwise processed ultrasound echo signal data (for example, with or without normalization, without or with propagation compensation, without or with
Mehrfachreflektionskompensation) bestimmt werden. Multiple reflection compensation).
Als Ergebnis des Bestimmens in Schritt 406 werden beispielsweise die Kenndaten erhalten. As a result of the determination in step 406, for example, the characteristics are obtained.
Anschließend können die Ultraschallechosignaldaten beispielsweise in einem optionalen in Subsequently, the ultrasound echo signal data, for example, in an optional in
Flussdiagramm 400 nicht dargestellten Schritt mit weiteren Ultraschallechosignaldaten und/oder weiteren Kenndaten fusioniert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Fusionieren auch an einer anderen Stelle, beispielsweise vor Schritt 403 oder vor Schritt 406 erfolgen. Flowchart 400 not shown step with further ultrasonic echo signal data and / or other characteristics are fused. Alternatively or additionally, the fusing can also take place at another location, for example before step 403 or before step 406.
Zum Beispiel können die weiteren Ultraschallechosignaldaten ein von einem anderen Ultraschallsensor erfasstes Ultraschallechosignal repräsentieren. Alternativ oder zusätzlich können die weiteren Ultraschallechosignaldaten beispielsweise den zeitlichen Verlauf der Signalstärke eines weiteres Ultraschallechosignals repräsentieren, das zumindest im Wesentlichen auf Reflektionen von For example, the further ultrasound echo signal data may represent an ultrasound echo signal detected by another ultrasound sensor. Alternatively or additionally, the further ultrasound echo signal data may represent, for example, the time profile of the signal strength of a further ultrasound echo signal, which is at least substantially dependent on reflections from
Ultraschallimpulsen eines anderen Ultraschallsenders und/oder Ultraschallsensors zurückgehende Signalanteile umfasst. Unter dem Fusionieren der Ultraschallechosignaldaten mit weiteren Ultraschallechosignaldaten soll beispielsweise verstanden werden, dass die Ultraschallechosignaldaten mit den weiteren Ultrasonic pulses of another ultrasonic transmitter and / or ultrasonic sensor comprises returning signal components. By fusing the ultrasound echo signal data with further ultrasound echo signal data, it should be understood, for example, that the ultrasound echo signal data with the other
Ultraschallechosignaldaten verglichen, zusammengefasst und/oder angereichert werden. Dementsprechend soll unter dem Fusionieren der Kenndaten mit weiteren Kenndaten verstanden werden, dass die Kenndaten mit den weiteren Kenndaten verglichen, zusammengefasst und/oder angereichert werden. In einem Schritt 407 werden eines oder mehrere der Reflektionsobjekte im Erfassungsbereich des Ultraschallsensors 14 zumindest teilweise basierend auf den als Ergebnis des Bestimmens erhaltenen Kenndaten klassifiziert. Schritt 407 entspricht beispielsweise dem oben im Zusammenhang mit dem in Fig. 3 gezeigten Flussdiagramm 300 beschriebenen Schritt 304. Ferner können in Schritt 407 beispielsweise Orts- und/oder Bewegungsinformationen eines oder mehrerer der Reflektionsobjekte geschätzt und/oder bestimmt werden. Ortsinformationen (z.B. ein Ortsvektor und/oder eine Distanz) eines Reflektionsobjekts kann beispielsweise basierend auf der Signallaufzeit eines von dem Reflektionsobjekt zumindest im Wesentlichen reflektierten Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals geschätzt (z.B. Ultrasonic echo signal data compared, summarized and / or enriched. Accordingly, the merging of the characteristic data with further characteristic data should be understood to mean that the characteristic data are compared, combined and / or enriched with the further characteristic data. In a step 407, one or more of the reflection objects in the detection range of the ultrasonic sensor 14 are classified at least in part based on the characteristics obtained as a result of the determination. Step 407 corresponds, for example, to step 304 described above in connection with flowchart 300 shown in FIG. 3. Further, in step 407, for example, location and / or motion information of one or more of the reflection objects may be estimated and / or determined. Location information (eg a location vector and / or a distance) of a reflection object can be estimated based on the signal propagation time of a signal component of the ultrasound echo signal at least substantially reflected by the reflection object of the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data
bestimmt) werden. Bewegungsinformationen (z.B. ein Bewegungsvektor, eine Richtung und/oder eine Geschwindigkeit) können beispielsweise basierend auf Frequenz- und/oder Phaseninformationen eines von dem Reflektionsobjekt zumindest im Wesentlichen reflektierten Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals geschätzt (z.B. bestimmt) werden. Anschließend werden die in Schritt 407 erhaltenen Ergebnisse zum Beispiel für eine oder mehrere Anwendungen bereitgestellt. Zum Beispiel werden die Ergebnisse bereitgestellt für eine Anwendung zur Parkraumüberwachung und/oder zur Verkehrszählung und/oder -Überwachung. Für eine solche Verkehrszählung und/oder -Überwachung kann beispielsweise die jeweilige als Ergebnis des Klassifizierens erhaltene Objektklasse (z.B. Fahrzeugtyp) der als bewegt erkannten Reflektionsobjekte bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann darauf basierend eine Verkehrs- und/oder Fahrzeugdichte der im Erfassungsbereich des Ultraschallsensors befindlichen Fahrspuren bestimmt werden. Für eine Parkraumüberwachung können beispielsweise die jeweilige als Ergebnis des Klassifizierens erhaltene Objektklasse (z.B. die jeweilige Verkehrsobjektklasse) sowie Ortsinformationen der erkannten Reflektionsobjekte bereitgestellt werden. Der Status (z.B. belegt oder frei) eines im Erfassungsbereichs des Ultraschallsensors befindlichen Parkplatzes kann zum Beispiel zumindest teilweise basierend auf den bereitgestellten Ergebnissen und beispielsweise weiteren Informationen über den Parkplatz (z.B. Ortsinformationen, Größeninformationen, etc.) und/oder zuvor bereitgestellten Ergebnissen bestimmt werden. Zum Beispiel wird bestimmt, dass der Parkplatz belegt ist, wenn an dem Ort des Parkplatzes ein Objekt einer vorgegebenen Objektklasse für einen vorgegebenen Zeitraum erkannt wird. Weitere mögliche Anwendungen sind Verkehrslogik, -prädiktion, Entscheidungsebene, Visualisierung für Benutzer (z.B. Kunden oder User). Die Anwendungen können sowohl lokal beispielsweise durch die Vorrichtung 10 als auch durch eine oder mehrere weitere Vorrichtungen ausgeführt werden. Bei diesen weiteren Vorrichtungen kann es sich beispielsweise um einen Server (z.B. einen Cloud- und/oder Backend-Server) und/oder um eine oder mehrere weitere Vorrichtungen 10 und/oder eine Steuervorrichtung (z.B. eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Leuchtmittels wie einem von dem Unternehmen ICE Gateway GmbH vertriebenen ICE Gateway] handeln. determined). Movement information (eg a motion vector, a direction and / or a velocity) can be estimated (eg determined) on the basis of frequency and / or phase information of a signal component of the ultrasound echo signal at least substantially reflected by the reflection object. Subsequently, the results obtained in step 407 are provided, for example, for one or more applications. For example, the results are provided for an application for parking space monitoring and / or traffic counting and / or monitoring. For such a traffic counting and / or monitoring, for example, the respective object class (eg vehicle type) obtained as a result of the classification can be provided to the reflection objects recognized as being moved. For example, based on this, a traffic and / or vehicle density of the lanes located in the detection range of the ultrasound sensor can be determined. For parking space monitoring, it is possible, for example, to provide the respective object class (eg the respective traffic object class) obtained as a result of the classification, as well as location information of the detected reflection objects. The status (eg occupied or free) of a parking area located in the detection range of the ultrasound sensor can be determined, for example, at least partially based on the provided results and, for example, further information about the parking space (eg location information, size information, etc.) and / or previously provided results. For example, it is determined that the parking lot is occupied when, at the location of the parking lot, an object of a predetermined object class is recognized for a predetermined period of time. Further possible applications are traffic logic, prediction, decision level, visualization for users (eg customers or users). The applications may be performed both locally by, for example, the device 10 and by one or more other devices. These further devices may be, for example, a server (eg a cloud and / or backend server) and / or one or more further devices 10 and / or a control device (eg a control device for controlling a light source such as one of the ICE Gateway GmbH distributed ICE Gateway] act.
Die in Schritt 407 erhaltenen Ergebnisse können alternativ oder zusätzlich als Feedback zur Regelung der Vorverarbeitung (z.B. in den vorhergehenden Schritten 401 bis 406) der The results obtained in step 407 may alternatively or additionally be used as feedback to control preprocessing (e.g., in previous steps 401-406)
Ultraschallechosignaldaten und/oder des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals genutzt werden. Ultrasonic echo signal data and / or the ultrasound echo signal represented by the ultrasound echo signal data can be used.
Fig. 5a zeigt ein Flussdiagramm 500, das beispielhaft die Schritte eines modifizierten DBSCAN- Algorithmus darstellt. Die im Flussdiagramm 500 dargestellten Schritte werden zum Beispiel von Mitteln der Vorrichtung 10 ausgeführt und/oder gesteuert. Beispielsweise werden die Schritte zumindest teilweise von dem Prozessor 11 der Vorrichtung 10 ausgeführt und/oder gesteuert. FIG. 5a shows a flow chart 500 exemplifying the steps of a modified DBSCAN algorithm. The steps illustrated in flowchart 500 are executed and / or controlled by means of the device 10, for example. For example, the steps are at least partially executed and / or controlled by the processor 11 of the device 10.
Die Schritte des Flussdiagramms 500 werden beispielsweise auf Ultraschallechosignaldaten angewendet, um die Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten zu Datenpunkt-Clustern zu gruppieren. For example, the steps of the flowchart 500 are applied to ultrasound echo signal data to group the data points of the ultrasound echo signal data into data point clusters.
Dazu wird zunächst in einem Schritt 501 geprüft, ob noch unbearbeitete Datenpunkte vorhanden sind. Dabei sind unbearbeitete Datenpunkte beispielsweise Datenpunkte, die in den Schritten des For this purpose, it is first checked in a step 501 whether there are still unprocessed data points. In this case, unprocessed data points are, for example, data points which are in the steps of
Flussdiagramms 500 noch nicht berücksichtigt wurden. Falls keine unbearbeiteten Datenpunkte vorhanden sind, endet das Flussdiagramm 500. Flowchart 500 has not yet been considered. If there are no raw data points, flowchart 500 ends.
Andernfalls wird in einem Schritt 502 ein beliebiger Datenpunkt der unbearbeiteten Datenpunkte als Referenzdatenpunkt gewählt, und anschließend die Anzahl der Datenpunkte in einer Epsilon- Nachbarschaft des Referenzdatenpunkts bestimmt (vgl. Schritt 503). Das Bestimmen der Anzahl der Datenpunkte in einer Epsilon-Nachbarschaft des Referenzdatenpunkts ist beispielhaft in Fig. 5b dargestellt. Otherwise, in a step 502, an arbitrary data point of the raw data points is selected as the reference data point, and then the number of data points in an epsilon neighborhood of the reference data point is determined (see step 503). Determining the number of data points in an epsilon neighborhood of the reference data point is exemplified in Fig. 5b.
In einem Schritt 504 wird geprüft, ob die Anzahl der Datenpunkte in Epsilon-Nachbarschaft des Referenzdatenpunkts größer als ein vorgegebener Schwellwert ist. Der Schwellwert liegt In a step 504, it is checked whether the number of data points in epsilon neighborhood of the reference data point is larger than a predetermined threshold. The threshold is
beispielsweise zwischen 5 und 50, vorzugsweise zwischen 10 und 40, besonders vorzugsweise zwischen 15 und 30, zum Beispiel ist der Schwellwert 20. Falls die Anzahl der Datenpunkte in Epsilon- Nachbarschaft des Referenzdatenpunkts nicht größer als der vorgegebene Schwellwert ist, wird das Flussdiagramm 500 mit dem Schritt 501 fortgesetzt. Andernfalls wird in Schritt 505 ein neues Datenpunkt-Cluster erzeugt. for example, between 5 and 50, preferably between 10 and 40, more preferably between 15 and 30, for example, the threshold is 20. If the number of data points in epsilon neighborhood of the reference data point is not greater than the predetermined threshold, the Flowchart 500 continued with step 501. Otherwise, a new data point cluster is generated in step 505.
In einem Schritt 506 wird geprüft, ob noch Datenpunkte in der Epsilon-Nachbarschaft des In a step 506 it is checked whether there are any more data points in the epsilon neighborhood of the
Referenzdatenpunkts vorhanden sind, die dem in Schritt 505 erzeugten Datenpunkt-Cluster noch nicht hinzugefügt wurden. Falls kein Datenpunkt in der Epsilon-Nachbarschaft des Referenzdatenpunkts vorhanden ist, wird das Flussdiagramm 500 mit dem Schritt 501 fortgesetzt. Reference data points that have not yet been added to the data point cluster created in step 505. If there is no data point in the epsilon neighborhood of the reference data point, flowchart 500 proceeds to step 501.
Andernfalls wird in Schritt 507 eine dem Datenpunkt-Cluster noch nicht hinzugefügter Datenpunkte zu dem Datenpunkt-Cluster hinzugefügt. Anschließend wird in einem Schritt 508 die Epsilon- Nachbarschaft des hinzugefügten Datenpunktes bestimmt und diese Epsilon-Nachbarschaft zu der Epsilon-Nachbarschaft des Referenzdatenpunkts hinzugefügt. Mit anderen Worten wird die Epsilon- Nachbarschaft des Referenzdatenpunkts um die Epsilon-Nachbarschaft des in Schritt 507 Otherwise, in step 507, data points not yet added to the data point cluster are added to the data point cluster. Subsequently, in a step 508, the epsilon neighborhood of the added data point is determined and this epsilon neighborhood is added to the epsilon neighborhood of the reference data point. In other words, the epsilon neighborhood of the reference data point becomes the epsilon neighborhood of step 507
hinzugefügten Datenpunkts erweitert. Anschließend wird das Flussdiagramm 500 mit dem Schritt 506 fortgesetzt. added data point expanded. Thereafter, flowchart 500 proceeds to step 506.
Wie oben beschrieben, zeigen Fig. 9a und 9b eine beispielhafte Darstellung einer graphischen As described above, Figs. 9a and 9b show an exemplary illustration of a graphical
Repräsentation von Ultraschallechosignaldaten vor und nach dem Anwenden des in Fig. 5a dargestellten modifizierten DBSCAN-Clusteringalgorithmus. Representation of ultrasonic echo signal data before and after applying the modified DBSCAN clustering algorithm shown in FIG. 5a.
Fig. 5b zeigt ein Flussdiagramm 600, das beispielhaft die Schritte zum Bestimmen der Anzahl der Datenpunkte in Epsilon-Nachbarschaft eines Referenzdatenpunkts darstellt. Die im Flussdiagramm 600 dargestellten Schritte werden zum Beispiel von Mitteln der Vorrichtung 10 ausgeführt und/oder gesteuert. Beispielsweise werden die Schritte zumindest teilweise von dem Prozessor 11 der Fig. 5b shows a flowchart 600 exemplifying the steps for determining the number of data points in epsilon neighborhood of a reference data point. The steps illustrated in flowchart 600 are executed and / or controlled by means of the device 10, for example. For example, the steps are at least partially performed by the processor 11 of FIG
Vorrichtung 10 ausgeführt und/oder gesteuert. Device 10 executed and / or controlled.
Die Schritte des Flussdiagramms 600 werden beispielsweise in Schritt 503 des Flussidagramms 500 zum Bestimmen der Anzahl der Datenpunkte in Epsilon-Nachbarschaft eines Referenzdatenpunkts ausgeführt. For example, the steps of the flowchart 600 are performed in step 503 of the flowchart 500 to determine the number of data points in the epsilon neighborhood of a reference data point.
In einem Schritt 601 wird geprüft, ob noch unbearbeitete Datenpunkte vorhanden sind. Dabei sind unbearbeitete Datenpunkte beispielsweise Datenpunkte die in den Schritten des Flussdiagramms 600 noch nicht berücksichtigt wurden. Falls keine unbearbeiteten Datenpunkte vorhanden sind, endet das Flussdiagramm 600. Andernfalls wird in einem Schritt 602 ein beliebiger unbearbeiteter Datenpunkt gewählt, und anschließend die euklidische Distanz des in Schritt 602 gewählten Datenpunkts zu dem In a step 601 it is checked whether there are still unprocessed data points. In this case, unprocessed data points are, for example, data points which have not yet been taken into account in the steps of flowchart 600. If there are no raw data points, the flowchart 600 ends. Otherwise, in step 602, any unprocessed data point is selected, and then the Euclidean distance of the data point selected in step 602 to the
Referenzdatenpunkt bestimmt (vgl. Schritt 603). In einem Schritt 604 wird die in Schritte 603 bestimmte Euklidische Distanz durch den Wert des in Schritt 602 ausgewählten Datenpunkts geteilt. Reference data point determined (see step 603). In step 604, the Euclidean distance determined in step 603 is divided by the value of the data point selected in step 602.
In einem Schritt 605 wird der als Ergebnis der Berechnung in Schritt 604 erhaltene Wert mit dem als Ergebnis einer Multiplikation eines Schwellwertes mit dem Wert des Referenzdatenpunkts erhaltenen Wert verglichen. Der Schwellwert liegt beispielsweise zwischen 0 und 5, vorzugsweise zwischen 0 und l, besonders vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,2, zum Beispiel ist der Schwellwert 0,15.Falls der als Ergebnis der Berechnung in Schritt 604 erhaltene Wert größer als der oder gleich dem als Ergebnis der Multiplikation des Schwellwertes mit dem Wert des Referenzdatenpunkts erhaltene Wert ist, wird das Flussdiagramm 600 mit dem Schritt 601 fortgesetzt. In a step 605, the value obtained as a result of the calculation in step 604 is compared with the value obtained as a result of multiplying a threshold value by the value of the reference data point. The threshold value is for example between 0 and 5, preferably between 0 and 1, particularly preferably between 0.1 and 0.2, for example the threshold value is 0.15. If the value obtained as a result of the calculation in step 604 is greater than or is equal to the value obtained as a result of the multiplication of the threshold value with the value of the reference data point, the flowchart 600 is continued with step 601.
Andernfalls wird in Schritt 606 der in Schritt 602 gewählte Datenpunkt zur Epsilon-Nachbarschaft des Referenzdatenpunkts hinzugefügt und die Anzahl der Datenpunkte in der Epsilon-Nachbarschaft des Referenzdatenpunkts um 1 erhöht. Anschließend wird das Flussdiagramm 600 mit dem Schritt 601 fortgesetzt. Otherwise, in step 606, the data point selected in step 602 is added to the epsilon neighborhood of the reference data point and the number of data points in the epsilon neighborhood of the reference data point is incremented by one. Subsequently, the flowchart 600 is continued with step 601.
Bestimmte Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen beispielsweise die neuartige Nutzung von Ultraschallsensorik zur Überwachung komplexer Umgebungen (z.B. Umgebungen im Außenbereich, insbesondere im Straßenverkehr). Durch die Auswertung nicht nur einer, sondern aller im For example, certain embodiments of the invention allow for the novel use of ultrasound sensors to monitor complex environments (e.g., outdoor environments, especially on the road). By the evaluation not only one, but all in the
Abdeckungsbereich liegenden Reflektionen sind neue Konfigurationen, wie z.B. die sog. Sidefire- Anordnung von der Seite der Straße zur Überwachung mehrerer Fahrspuren, möglich. Auch verschiedenste Zielanwendungen wie die Verkehrsüberwachung oder auch Parkraumüberwachung sind gleichzeitig mit einem Sensor oder einem Sensorverbund möglich. Dabei kann die Auswertung durch die neuartige interne bzw. grafische Darstellung (z.B. in Form einer Pixelanordnung), welche eine gleichzeitige Analyse der zeitlichen und räumlichen Zusammenhänge bei der Covering reflections are new configurations, such as the so-called. Sidefire arrangement from the side of the road to monitor multiple lanes, possible. Even the most diverse target applications, such as traffic monitoring or parking space monitoring, are possible simultaneously with a sensor or a sensor network. In this case, the evaluation by the novel internal or graphical representation (for example in the form of a pixel arrangement), which a simultaneous analysis of the temporal and spatial relationships in the
Ultraschallsensorikauswertung ermöglicht, erleichtert werden. Ultrasonic sensors evaluation allows to be facilitated.
Der Einsatz von Ultraschallsensorik stellt aus ökonomischen und wirtschaftlichen Gründen die weit bessere Alternative gegenüber im Stand der Technik verwendeten Sensoren wie beispielsweise Radarsensoren dar. Somit können durch die höhere Anzahl von mehreren verteilten Sensoren an mehreren optimalen Stellen, die Ergebnisse sogar verbessert und optimiert werden. Die in dieser Spezifikation beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen auch in allen Kombinationen miteinander offenbart verstanden werden. Insbesondere soll auch die Beschreibung eines von einer Ausführungsform umfassten Merkmals - sofern nicht explizit gegenteilig erklärt - vorliegend nicht so verstanden werden, dass das Merkmal für die Funktion des Ausführungsbeispiels unerlässlich oder wesentlich ist. Die Abfolge der in dieser Spezifikation geschilderten Verfahrensschritte in den einzelnen Flussdiagrammen ist nicht zwingend, alternative Abfolgen der Verfahrensschritte sind denkbar. Die Verfahrensschritte können auf verschiedene Art und Weise implementiert werden, so ist eine Implementierung in Software (durch Programmanweisungen), Hardware oder eine Kombination von beidem zur Implementierung der Verfahrensschritte denkbar. The use of ultrasonic sensors represents the far better alternative to sensors used in the prior art for economic and economic reasons, such as radar sensors. Thus, the results can even be improved and optimized by the higher number of multiple distributed sensors at several optimal locations. The exemplary embodiments of the present invention described in this specification are also to be understood as disclosed in all combinations with each other. In particular, the description of a feature encompassed by an embodiment is - unless explicitly explained to the contrary - not be understood in this case as meaning that the feature is essential or essential for the function of the exemplary embodiment. The sequence of the method steps described in this specification in the individual flowcharts is not mandatory, alternative sequences of the method steps are conceivable. The method steps can be implemented in various ways, so an implementation in software (by program instructions), hardware, or a combination of both to implement the method steps is conceivable.
In den Patentansprüchen verwendete Begriffe wie "umfassen", "aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und dergleichen schließen weitere Elemente oder Schritte nicht aus. Unter die Formulierung „zumindest teilweise" fallen sowohl der Fall„teilweise" als auch der Fall„vollständig". Die Terms used in the claims, such as "comprising," "comprising," "including," "containing," and the like, do not exclude other elements or steps. The phrase "at least partially" includes both the "partial" and "full" cases
Formulierung„und/oder" soll dahingehend verstanden werden, dass sowohl die Alternative als auch die Kombination offenbart sein soll, also„A und/oder B" bedeutet„(A) oder (B) oder (A und B)". Eine Mehrzahl von Einheiten, Personen oder dergleichen bedeutet im Zusammenhang dieser Spezifikation mehrere Einheiten, Personen oder dergleichen. Die Verwendung des unbestimmten Artikels schließt eine Mehrzahl nicht aus. Eine einzelne Einrichtung kann die Funktionen mehrerer in den Formulation "and / or" shall be understood to mean that both the alternative and the combination should be disclosed, ie "A and / or B" means "(A) or (B) or (A and B)" of units, persons or the like in the context of this specification means several units, persons or the like.The use of the indefinite article does not exclude a plurality.A single device may perform the functions of several in the
Patentansprüchen genannten Einheiten bzw. Einrichtungen ausführen. In den Patentansprüchen angegebene Bezugszeichen sind nicht als Beschränkungen der eingesetzten Mittel und Schritte anzusehen. Performing claims mentioned units or devices. Reference signs indicated in the claims should not be regarded as limitations on the means and steps employed.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verfahren, umfassend: A method, comprising:
Erhalten von Ultraschallechosignaldaten, wobei die Ultraschallechosignaldaten mehrere Datenpunkte umfassen, wobei die Ultraschallechosignaldaten ein von einem Ultraschallsensor erfasstes Ultraschallechosignal zumindest teilweise repräsentieren, und wobei das  Obtaining ultrasound echo signal data, wherein the ultrasound echo signal data comprises a plurality of data points, the ultrasound echo signal data at least partially representing an ultrasound echo signal detected by an ultrasound sensor, and wherein the
Ultraschallechosignal auf Reflektionen an einem oder mehreren Reflektionsobjekten zurückgehende Signalanteile umfasst,  Ultrasound echo signal comprises reflections on one or more reflection objects resulting signal components,
Gruppieren mehrerer Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten zu einem oder mehreren Datenpunkt-Clustern,  Grouping a plurality of data points of the ultrasonic echo signal data into one or more data point clusters,
Bestimmen von Kenndaten zumindest teilweise in Abhängigkeit eines Datenpunkts und/oder mehrerer Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters der Ultraschallechosignaldaten,  Determining characteristic data at least partially in dependence on a data point and / or a plurality of data points of a data point cluster of the ultrasonic echo signal data,
Klassifizieren eines oder mehrerer der Reflektionsobjekte zumindest teilweise basierend auf den als Ergebnis des Bestimmens erhaltenen Kenndaten.  Classifying one or more of the reflection objects based at least in part on the characteristics obtained as a result of the determining.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei jeder Datenpunkt der Ultraschallechosignaldaten den Wert der Signalstärke des erfassten Ultraschallechosignals jeweils zu einem Erfassungszeitpunkt repräsentiert. 2. The method of claim 1, wherein each data point of the ultrasound echo signal data represents the value of the signal strength of the detected ultrasound echo signal at a detection time, respectively.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Ultraschallsensor ortsfest ist. 3. The method according to any one of claims 1 and 2, wherein the ultrasonic sensor is stationary.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, das Verfahren ferner umfassend: 4. The method according to any one of claims 1 to 3, the method further comprising:
Aussenden und/oder Veranlassen des Aussendens eines oder mehrerer Ultraschallimpulse, wobei die Reflektionen zumindest im Wesentlichen Reflektionen der ausgesendeten  Emitting and / or causing the emission of one or more ultrasonic pulses, wherein the reflections at least substantially reflections of the emitted
Ultraschallimpulse an den Reflektionsobjekten umfassen.  Include ultrasonic pulses on the reflection objects.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das Verfahren ferner umfassend: 5. The method according to any one of claims 1 to 4, the method further comprising:
Unterteilen der Ultraschallechosignaldaten in mehrere Ultraschallechosignaldatenblöcke, wobei die Ultraschallechosignaldatenblöcke aufeinanderfolgende Zeitabschnitte gleicher  Dividing the ultrasonic echo signal data into a plurality of ultrasonic echo signal data blocks, wherein the ultrasonic echo signal data blocks have successive periods of time
Zeitabschnittslänge eines zeitlichen Verlaufs eines Werts der Signalstärke des erfassten Ultraschallechosignals repräsentieren.  Time period length of a time course of a value of the signal strength of the detected ultrasonic echo signal represent.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, das Verfahren ferner umfassend: Bestimmen einer graphischen Repräsentation der Ultraschallechosignaldaten zumindest teilweise in Abhängigkeit der Ultraschallechosignaldatenblöcke. 6. The method of claim 5, the method further comprising: Determining a graphical representation of the ultrasound echo signal data at least in part depending on the ultrasound echo signal data blocks.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die graphische Repräsentation eine Pixelanordnung mit in einem Raster angeordneten Pixeln ist und/oder umfasst. The method of claim 6, wherein the graphical representation is and / or comprises a pixel array having pixels arranged in a raster.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei die Pixel jeder Rasterspalte des Rasters jeweils in 8. A method according to claim 7, wherein the pixels of each raster column of the raster are respectively in
Abhängigkeit der Datenpunkte eines jeweiligen Ultraschallechosignaldatenblocks der  Dependence of the data points of a respective ultrasonic echo signal data block
Ultraschallechosignaldatenblöcke bestimmt werden.  Ultrasonic echo signal data blocks are determined.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Gruppieren mehrerer Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten zu einem oder mehreren Datenpunkt-Clustern zumindest teilweise auf der graphischen Repräsentation basiert. 9. The method of claim 6, wherein grouping a plurality of data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters is based at least in part on the graphical representation.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Gruppieren mehrerer Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten zu einem oder mehreren Datenpunkt-Clustern das Anwenden eines Clusteringalgorithmus auf die Datenpunkte der Ultraschallechosignaldaten umfasst. 10. The method of claim 1, wherein grouping a plurality of data points of the ultrasound echo signal data into one or more data point clusters comprises applying a clustering algorithm to the data points of the ultrasound echo signal data.
11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Kenndaten zumindest eine oder mehrere der folgenden Informationen umfassen: 11. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the characteristics include at least one or more of the following information:
Amplituden-, Frequenz- und/oder Phaseninformationen,  Amplitude, frequency and / or phase information,
Informationen über eine Lokalisation, eine Verteilung, eine Form, eine Morphologie, ein Muster und/oder eine Ausdehnung eines Datenpunkt-Clusters,  Information about a localization, a distribution, a shape, a morphology, a pattern and / or an extent of a data point cluster,
Informationen über eine Reflektionsenergie des durch die Datenpunkte eines Datenpunkt- Clusters repräsentierten Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten Ultraschallechosignals,  Information about a reflection energy of the signal component, represented by the data points of a data point cluster, of the ultrasonic echo signal represented by the ultrasound echo signal data,
Informationen über eine Signallaufzeit des durch die Datenpunkte eines Datenpunkt-Clusters repräsentierten Signalanteils des von den Ultraschallechosignaldaten repräsentierten  Information about a signal propagation time of the represented by the data points of a data point cluster signal component of the represented by the ultrasonic echo signal data
Ultraschallechosignals..  Ultrasonic echo signal ..
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Klassifizieren eines oder mehrerer der Reflektionsobjekte einen oder mehrere der folgenden Schritte umfasst: 12. The method of claim 1, wherein classifying one or more of the reflection objects comprises one or more of the following steps:
Erkennen eines oder mehrerer der Reflektionsobjekte,  Detecting one or more of the reflection objects,
Zuordnen eines oder mehrerer der Reflektionsobjekte zu einer Objektklasse,  Associating one or more of the reflection objects with an object class,
Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit für die Zugehörigkeit eines oder mehrerer  Determining a probability of belonging to one or more
Reflektionsobjekte zu einer Objektklasse. Reflection objects to an object class.
13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, das Verfahren ferner umfassend: Schätzen von Orts- und/oder Bewegungsinformationen eines oder mehrerer der 13. The method of claim 1, further comprising: estimating location and / or motion information of one or more of
Reflektionsobjekte.  Reflection properties.
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Klassifizieren der 14. The method according to any one of claims 1 to 13, wherein classifying the
Ultraschallechosignaldaten zumindest teilweise in Abhängigkeit eines Algorithmus zum maschinellen Lernen und/oder einer Technik des maschinellen Lernens erfolgt.  Ultrasonic echo signal data is at least partially in response to a machine learning algorithm and / or a machine learning technique.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, das Verfahren ferner umfassend: 15. The method according to any one of claims 1 to 14, the method further comprising:
Fusionieren der Ultraschallechosignaldaten mit weiteren Ultraschallechosignaldaten, und/oder Fusionieren der Kenndaten mit weiteren Kenndaten, wobei die weiteren Kenndaten zumindest teilweise in Abhängigkeit eines Datenpunkts und/oder eines Datenpunkt-Clusters weiterer Ultraschallechosignaldaten bestimmt wurden.  Fusing the ultrasound echo signal data with further ultrasound echo signal data, and / or fusing the characteristic data with further characteristic data, the further characteristic data being determined at least partially as a function of a data point and / or a data point cluster of further ultrasound echo signal data.
16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, das Verfahren ferner umfassend: 16. The method according to any one of claims 1 to 15, the method further comprising:
Normieren der Ultraschallechosignaldaten.  Normalizing the ultrasonic echo signal data.
17. Computerprogramm, umfassend Programmanweisungen, die einen Prozessor zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 veranlassen, wenn das Computerprogramm auf dem Prozessor läuft. A computer program comprising program instructions that cause a processor to execute and / or control the method of any one of claims 1 to 16 when the computer program is run on the processor.
18. Vorrichtung, umfassend: 18. Device comprising:
Mittel eingerichtet zur Ausführung und /oder Steuerung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16 oder umfassend jeweilige Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung der Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16.  Means adapted for carrying out and / or controlling the method according to one of claims 1 to 16 or comprising respective means for carrying out and / or controlling the steps of the method according to one of claims 1 to 16.
19. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei die Vorrichtung Teil einer Steuervorrichtung zum 19. The device according to claim 18, wherein the device is part of a control device for
Steuern eines Leuchtmittels und/oder eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Leuchtmittels ist.  Controlling a lighting means and / or a control device for controlling a lighting means is.
20. System, umfassend: 20. System comprising:
eine oder mehrere Vorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 18 und 19, und  one or more devices according to any one of claims 18 and 19, and
einen oder mehrere ortsfeste Ultraschallsensoren.  one or more stationary ultrasonic sensors.
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