WO2015124190A1 - Method and device for determining a position of an object - Google Patents

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WO2015124190A1
WO2015124190A1 PCT/EP2014/053347 EP2014053347W WO2015124190A1 WO 2015124190 A1 WO2015124190 A1 WO 2015124190A1 EP 2014053347 W EP2014053347 W EP 2014053347W WO 2015124190 A1 WO2015124190 A1 WO 2015124190A1
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ultrasonic
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signals
transmitter
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Matthias Dürr
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G01S2015/938—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details in the bumper area

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining the position of an object according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the present invention relates to a device for determining the position of an object according to the preamble of claim 9. Finally, the present invention relates to a vehicle with a Such device according to claim 10.
  • the detection and orientation of objects in the vicinity is a basic technical problem with relevance for many applications. For example, the position determination of an object in production is used to record the availability and position of delivered objects. In addition, the detection and orientation of objects in traffic, for example, obstacle detection, relevant.
  • the ultrasonic distance warning comprises a transmitter for emitting an ultrasonic signal and a receiver reflecting the Ult ⁇ raschallsignal
  • the transmitter is connected to the output of the receiver amplifier.
  • DE 10 2009 027 221 A1 describes a method for balancing at least two ultrasonic sensors which are positioned relative to one another such that the signals transmitted by an ultrasonic sensor can also be received by at least one further ultrasonic sensor.
  • the ultrasonic sensors can be designed such that they transmit signals with slightly different frequencies, so that it is recognized by the frequency of the received signal from which the transmitter the signal has been sent.
  • the distance sensor device comprises a plurality of distance sensors, wherein at least one of the Ab ⁇ level sensors comprises two different modes of operation and by varying the duration and / or amplitude of the arrival control pulse to switch between the operating modes can be performed.
  • DE 10 2011 079 796 A1 describes a method for determining the size and the position of objects in the surroundings of a vehicle.
  • At least one addressed tetes ultrasonic signal comprises at least two different Frequen ⁇ zen.
  • the echoes of the ultrasonic signal are detected by a receiver.
  • the environment of the vehicle is swept over and out the received echo of the ultrasonic signal, the position and size of the object can be detected.
  • CN 102594461 A discloses a device with which ultrasound signals can be modulated and transmitted.
  • the reflected signals are detected by a processor and evaluated digitally.
  • the object of the present invention to provide a way in which the position of an object can be easily and herebys ⁇ term determined. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and by an apparatus having the shopping ⁇ paint of patent claim 9.
  • Advantageous developments of the wide Erbil ⁇ present invention are subject of the dependent claims.
  • the inventive method for determining a position of an object comprises emitting a first ultrasonic signal with a first ultrasonic transmitter, emitting a second ultrasonic signal with a second ultrasonic transmitter, modulating the first ultrasonic signal with a first modulation signal, modulating the second Ultraschallallsig ⁇ nals with a second modulation signal, receiving ei ⁇ nes sum signal to ⁇ sammencode from a superposition of light reflected from the object first ultrasonic signal and the light reflected from the object second ultrasonic signal, and determining the location of the object relative to the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter by way of Ratio of a signal amplitude of the first modulation signal and a signal amplitude of the two ⁇ th modulation signal in the sum signal.
  • the method provides two ultrasound signals with corresponding ultrasound transmitters.
  • the position of the two ultrasonic transmitters is known here.
  • the first ultrasonic signal is modulated with a first modulation signal.
  • the second ultrasonic signal is modulated with a second modulation signal.
  • the first modulated ultrasound signal and the second modulated ultrasound signal can be transmitted at the same time.
  • a sum signal is received.
  • the sum signal consists of the modulated ers ⁇ th ultrasonic signal reflected from the object, and the modulated second ultrasonic signal reflected from the object together.
  • the receiver on ankom ⁇ mende sum signal is therefore composed proportionally composed of the Reflection ⁇ ones of the signals of the two ultrasonic transmitter.
  • the ultrasonic transmitter is determined from the intensity or Signalamp ⁇ litude the first modulation signal and / or the second Mo ⁇ dulationssignals in the sum signal.
  • the relationship between the signal amplitudes of the modulation signals in the sum signal is considered.
  • a time ⁇ Liche sequence of modulation signals in the sum signal can be taken into ⁇ . For example, if the object is in the middle between the two ultrasound transmitters, the first and the second modulation signal are received with the same intensity.
  • the object is located in a loading ⁇ rich, which is associated with one of the ultrasonic transmitter, the modulation signal that has been sent to the transmitter is received with a higher amplitude as compared to the modulation ⁇ signal of the ultrasound signal of the other transmitter.
  • the modulation signals can only be deduced the position of the object with respect to the ultrasonic transmitter based on the ratio of the Signalamplitu ⁇ .
  • the modulation signals on the Ent- can be deduced to the ultrasound transmitters. Running time measurement of the signals is not required here.
  • no digital Sig ⁇ nal kau is needed.
  • the location of an object can be determined in a simple and cost-effective manner.
  • the first and the second ultrasonic signal are transmitted continuously.
  • An advantage of the method is that it can be applied continuously. But this is not mandatory.
  • the location ei ⁇ nes object can be continuously detected.
  • the first and the second modulation signal each have a periodically recurring signal with intervening signal pauses, wherein the first and the second ultrasonic signal are modulated such that superimpose the periodically recurring signals of the second modulation signal with the signal pauses of the first Modulati ⁇ onssignals , Tion can signal through the first and second modulation complementary coding of two simultaneously emitted ultrasonic signals allows the ⁇ .
  • the complementary coding of the two Ultraschallallsa ⁇ le is similar to the Knickebein system, which can be used for example for radio navigation. In this case, one signal source generates a recurring signal ("bar"), the other signal source synchronously generates a further signal ("dot") in the gaps of the first signal.
  • the two modulation signals can be distinguished and thus concluded on the basis of the signal amplitude of the modulation signals to the location of the object.
  • the periodically recurring signal of the first and the second modulation signal is provided by respective signal pulses, wherein the pulse duration of the signal pulse of the first modulation signal and the
  • Pulse duration of the signal pulse of the second modulation signal un ⁇ distinguish.
  • the respective signals can be provided, for example, by a rectangular pulse of different pulse width. be presented.
  • the two modulation signals in the sum signal at a central position of the object with respect to the two ultrasonic transmitters complement each other to a continuous level. In other words, in this case no beeping sound is perceived and there is "silence".
  • the periodically recurring signal of the first and the second modulation ⁇ signal is provided by respective signals at a predetermined frequency, wherein the frequency of the signal of the first modulation signal and the frequency of the signal of the second modulation signal differ.
  • the first and second modulation signals may include respective packets as the signals having predetermined frequencies.
  • the first and second Modulati ⁇ onssignal complement respect to at a central position of the object in the ⁇ the ultrasonic transmitter to a state in which change both frequencies. In this case, for example, a corresponding change tone can be detected.
  • the frequencies of the first and the second modulation signal in the audible Frequency Ranges are ⁇ rich.
  • the frequencies of the modulation signals may be in a range between 16 Hz and 16 kHz.
  • the sum signal is demodulated with a demodulation device.
  • the modulation signals in the sum signal can be detected accordingly.
  • the demodulated sum signal is reproduced acoustically.
  • the demo ⁇ lated sum signal can be output via a speaker or headphones.
  • a user can the Able to be acoustically reproduced to an obstacle. In this way, especially blind people or people with poor eyesight can be made aware of an obstacle.
  • the inventive apparatus for determining a position of an object includes a first ultrasonic transmitter for transmitting a first ultrasonic signal, a second Ultra ⁇ sound transmitter of the second to emit a second ultrasonic signal, a first modulating means for modulating the first ultrasonic signal having a first modulation signal, second modulation means for modulating ultrasonic signal with a second modulation signal, and a receiving means for receiving a sum signal which is composed of a superposition of light reflected from the object first ultrasonic signal and the reflektier from the object ⁇ th second ultrasonic signal.
  • the device may include a corresponding Re ⁇ Chen adopted determined by the position of the object relative to the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic ⁇ sound transmitter on the basis of the ratio of the signal amplitudes of the first modulation signal and / or the second Modulati ⁇ onssignals in the sum signal can be.
  • a corresponding Re ⁇ Chen determined by the position of the object relative to the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic ⁇ sound transmitter on the basis of the ratio of the signal amplitudes of the first modulation signal and / or the second Modulati ⁇ onssignals in the sum signal can be.
  • Such a device can be used by pedestrians, for example, so that they can be alerted to obstacles. This is particularly suitable for visually impaired persons.
  • the vehicle according to the invention comprises the device according to the invention.
  • the vehicle is formed as a bicycle out ⁇ and the first ultrasonic transmitter is of at a first end of a handlebar of the bicycle, the second ultrasonic transmitter at a second end of the link and the receiving device at a central portion of the handlebar or in a range of a saddle Bicycle arranged.
  • the Receiving device may be arranged in the middle of the handlebar of the bicycle. If an area behind the bicycle to be monitored, the receiving device may be arranged, for example, behind the saddle of the bicycle. In this exporting approximately ⁇ for the ultrasonic transmitter are so arranged that they emit the two ultrasonic signals opposite to the drive direction of the bicycle ⁇ .
  • the receiving means may be adapted to acoustically outputting the sum signal insbesonde ⁇ re the demodulated sum signal.
  • the sum signal or the demodulated sum signal can be provided to the cyclist, for example via a single earphone.
  • the cyclist for example via a single earphone.
  • the second ear With the second ear, he can continue to perceive the traffic events sufficiently.
  • the vehicle is designed as a motor vehicle and the device is arranged in a region of a bumper of the motor vehicle.
  • the effort is reduced to two transmitters and one receiver.
  • the sum signal or the demo ⁇ lated sum signal can be output via a speaker.
  • the device can also be used in the industrial sector. For example, goods transported by the device can be detected. In addition, objects approaching on a conveyor belt can be received accordingly. In addition, workers can be given an indication of objects outside their field of view. In this way, work in the industrial sector can be made more secure.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device for
  • FIG. 2 shows modulation signals for the ultrasound transmitters of FIG.
  • the device comprises an ultrasound generator 14 with which an ultrasound signal can be provided.
  • the ultrasound signal provided by the ultrasound generator 14 is transmitted to a first modulation device 16 and a second modulation device 18.
  • the device 10 includes a coding signal generator 20, which is shown simplified in the present case.
  • a first modulation signal 22 and a second Modula ⁇ tion signal 24 can be generated.
  • the first modulation signal 22 is supplied to the first modulation device 16.
  • the second modulation signal 24 is supplied to the second Modulationsein ⁇ direction 18th
  • the first and the second modulation signal ⁇ 22, 24 were composed of periodically recurring signals having intervening signal pauses together.
  • the first modulation device 16 modulates the ultra ⁇ sound signal with the first modulation signal 22. This ⁇ Sig nal is transmitted to a first ultrasonic transmitter 26th The first ultrasonic transmitter 26 transmits the modulated first ultrasonic signal. This is illustrated by the arrows 28 in the present case.
  • the second modulation device 18 modulates the ultrasound signal with the second modulation signal 24. This signal is sent to a second ultrasound transmitter 30 transfer.
  • the second ultrasonic transmitter 30 transmits the modulated second ultrasonic signal. This is illustrated in the present case by the arrows 32.
  • the first ultrasonic transmitter 26 and the second ultrasonic transmitter 30 send out the respective modulated ultrasonic signals in a directed manner.
  • the modulated first ultrasonic signal and the modulated second ultrasonic signal are re ⁇ flexion of the object 12, 12 '. This is in the present case by the arrows 34, 34 'ver ⁇ clarified .
  • the apparatus 10 additionally comprises a receiving device 36, which is designed as a summation signal 38,
  • the receiving device 36 is connected to a demodulation device 40. With the demodulation device 40, the sum signal received by the receiving device 36 can be correspondingly demodulated, so that at the output of the demodulation device 40 there is a signal current, which is composed proportionally of the modulation signals 22, 24, as contained in the sum signal 38 are.
  • the demodulation device 40 is connected to a supply device 42, with which the demodulated sum signal can be provided.
  • the first Summensig ⁇ nal 38 is shown next to the first object 12, which is received by the receiving means 36th
  • the first object 12 is located in the vorlie ⁇ constricting embodiment closer to the first ultrasonic transmitter 26 and 30 at the second ultrasonic sensor Consequently, the first modulation signal 22 in the Summensig ⁇ nal 38 compared to the second modulation signal 24 is a hö ⁇ here amplitude on.
  • the ratio of the amplitudes of Modulation signals 22, 24 in the sum signal 38 can be closed to the position of the object 12 with respect to the first ultrasonic transmitter 26 and the second ultrasonic transmitter 30.
  • the distance of the object 12 with respect to the first ultrasonic transmitter 26 and the second ultrasonic transmitter 30 can be concluded.
  • the second object 12 'shown in FIG. 1 is located closer to the second in the present exemplary embodiment
  • Ultrasonic transmitter 30 In the sum signal 38 ', which is shown here schematically next to the second object 12', the second modulation signal 24 in comparison to the first modulation signal 22 has a higher amplitude. In this way, the position of the second object 12 'can be reversed .
  • the first and second modulation signals 22, 24 are composed of a periodic sequence of signals.
  • the ultrasonic signals with the modulation means 16, 18 is modulated such that the signal of the first modulation signal 22 overlaid with a signal pause of the second Sig ⁇ Nals 24th
  • the complementary coding of the two signals is similar to the kink-leg system, which can be used for example for radio navigation.
  • the signals are provided by corresponding rectangular pulses.
  • the object 12, 12 ' is located in the middle between the two ultrasonic transmitters 26, 30, the reflected signals in the sum signal 38, 38' complement one another to a continuous level. In this case, there is "silence”.
  • the frequencies of the modulation signals 22, 22 ', 24, 24' are preferably in the audible frequency range.
  • the demodulated sum signal can be output via a loudspeaker or a headset at the provision device 42.
  • an operator can be provided with a corresponding direction signal.
  • the information processing can take place in the user's mind.
  • different tones or pulse sequences are output.
  • the distance of the object 12, 12 'to the ultrasound transmitters 26, 30 may be inferred from the volume of the sum signal 38, 38'.
  • the ⁇ be sondere value of the device 10 is that it can be operated continu ously ⁇ .
  • it can be realized in a simple manner with analog electronics.
  • a complex digital processing of the signals, in particular a transit time measurement of the ultrasonic signals is not erforder ⁇ Lich.
  • the device 10 may for example be used for visually impaired foot ⁇ predecessor. Thus, they can be pointed out obstacles. Furthermore, a warning system for cyclists can be provided.
  • the Ult ⁇ raschallsender 26 can be 30 arranged at the bar end of the bicycle.
  • the receiving device 36 may in the middle Be arranged area of the handlebar or on the saddle.
  • the cyclist can be provided with the demodulated signal 38, 38 'via an earphone. Immerse objects in the detection area ⁇ can be directly tracked due to the tones with this.
  • a refinement represents the mounting on the helmet of the cyclist. If this turns the head in the direction of the object and looks exactly at the object, he receives the corresponding signal for the neutral position.
  • the device 10 can be used for example in power ⁇ vehicles.
  • the ultrasonic transmitter 26, 30 and the receiving device 36 may be arranged in a bumper of the motor vehicle.
  • the device 10 can be used as a distance warning or parking assistant.
  • the application to transported goods is conceivable. Objects approaching on a conveyance can be received.
  • an indication of objects outside the field of view can be given.

Abstract

The invention relates to a method for determining a position of an object (12, 12') by emitting a first ultrasound signal by means of a first ultrasound transmitter (26), emitting a second ultrasound signal by means of a second ultrasound transmitter (30), modulating the first ultrasound signal with a first modulation signal (22, 22'), modulating the second ultrasound signal with a second modulation signal (24, 24'), receiving a sum signal (38, 38'), which is composed of a superposition of the first ultrasound signal reflected by the object (12, 12') and the second ultrasound signal reflected by the object (12, 12'), and determining the position of the object (12, 12') in relation to the first ultrasound transmitter (26) and the second ultrasound transmitter (30) on the basis of a ratio of a signal amplitude of the first modulation signal (22, 22') and a signal amplitude of the second modulation signal (24, 24') in the sum signal (38, 38').

Description

Beschreibung description
Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Lage eines Obj ekts Method and device for determining a position of an object
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Lage eines Objekts gemäß dem Oberbegriff von Patent¬ anspruch 1. Überdies betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Bestimmen der Lage eines Objekts gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 9. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung gemäß Patentanspruch 10. Die Erkennung und Lagebestimmung von Objekten im Nahbereich, das heißt in einem Bereich von einigen Zentimetern oder einigen Metern, ist ein technisches Grundproblem mit Relevanz für viele Anwendungen. Beispielsweise findet die Lagebestimmung eines Objekts in der Fertigung Anwendung, um die Verfügbar- keit und Lage von angelieferten Objekten zu erfassen. Darüber hinaus ist die Erkennung und Lagebestimmung von Objekten im Verkehr, beispielsweise zur Hinderniserkennung, relevant. The present invention relates to a method for determining the position of an object according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the present invention relates to a device for determining the position of an object according to the preamble of claim 9. Finally, the present invention relates to a vehicle with a Such device according to claim 10. The detection and orientation of objects in the vicinity, that is in a range of a few centimeters or a few meters, is a basic technical problem with relevance for many applications. For example, the position determination of an object in production is used to record the availability and position of delivered objects. In addition, the detection and orientation of objects in traffic, for example, obstacle detection, relevant.
Aus dem Stand der Technik sind zur Bestimmung einer Lage ei- nes Objekts mechanische Fühler, optische Sensoren und Ultra¬ schallsensoren bekannt. Insbesondere letztere sind als Park¬ sensoren weit verbreitet. Typischerweise finden sich an einem Kraftfahrzeug mehrere Schallwandler, die beispielsweise in der Stoßstange angeordnet sein können. Die Verarbeitung der Signale erfolgt dabei weitestgehend zeitdiskret auf digitalem Weg und bedingt eine aufwendige Kette verschiedener Verarbei¬ tungsschritte. Hierbei ist es typisch, dass Schallwandler ei¬ nen Puls abgeben und die Laufzeit bis zum Empfang des reflektierten Signals aus dem Bestrahlungsbereich des Schallwand- lers messen. Hieraus wird auf die Entfernung eines Objekts irgendwo in diesem Raum geschlossen. Daraus ergibt sich auch, dass der abzudeckende Bereich durch mehrere Schallwandler abgedeckt werden muss, von denen jeweils nur eine Entfernungs- Information erhalten wird. Dabei ergibt sich die Geometrie aus der räumlichen Lage der Schallwandler zueinander. From the prior art, for determining a position egg nes object mechanical sensors, optical sensors and sound sensors Ultra ¬ known. The latter in particular are widely used as a parking ¬ sensors. Typically, a plurality of sound transducers can be found on a motor vehicle, which can be arranged in the bumper, for example. The processing of the signals is largely time discrete on digital way and requires a complex chain of different processing ¬ processing steps. Here, it is typical that transducers emit ei ¬ nen pulse and until the reception of the reflected signal to measure the duration of the irradiation region of Schallwand- toddlers. This implies the distance of an object somewhere in this room. It also follows that the area to be covered must be covered by several sound transducers, of which only one Information is received. In this case, the geometry results from the spatial position of the sound transducer to each other.
In diesem Zusammenhang ist in dem Artikel „Peilen wie die Fledermaus", Electronic Actuell Magazin, 7/99 ein Ultra- schall-Abstandswarner beschrieben. Der Ultraschall- Abstandswarner umfasst einen Sender zum Aussenden eines Ultraschallsignals und einen Empfänger, der das reflektiere Ult¬ raschallsignal empfängt. Der Sender ist hierbei mit dem Aus- gang des Empfangsverstärkers verbunden. In this connection, in the article "Sight as the bat" is Electronic Actuell magazine 7/99 an ultrasonic distance Warner described. The ultrasonic distance warning comprises a transmitter for emitting an ultrasonic signal and a receiver reflecting the Ult ¬ raschallsignal The transmitter is connected to the output of the receiver amplifier.
Zudem beschreibt die DE 10 2009 027 221 AI ein Verfahren zum Abgleich von mindestens zwei Ultraschallsensoren, die so zueinander positioniert sind, dass die von einem Ultraschall- sensor gesendeten Signale auch von mindestens einem weiteren Ultraschallsensor empfangen werden können. Dabei können die Ultraschallsensoren derart ausgebildet sein, dass sie Signale mit leicht unterschiedlichen Frequenzen senden, so dass durch die Frequenz des empfangenen Signals erkannt wird, von wel- ehern der Sender das Signal gesendet worden ist. In addition, DE 10 2009 027 221 A1 describes a method for balancing at least two ultrasonic sensors which are positioned relative to one another such that the signals transmitted by an ultrasonic sensor can also be received by at least one further ultrasonic sensor. In this case, the ultrasonic sensors can be designed such that they transmit signals with slightly different frequencies, so that it is recognized by the frequency of the received signal from which the transmitter the signal has been sent.
Darüber hinaus ist aus der DE 199 63 755 AI eine Abstandssen- sorvorrichtung bekannt, die insbesondere als Bestandteil ei¬ ner Einparkhilfe oder Rückfahrhilfe für ein Kraftfahrzeug verwendet werden kann. Die Abstandssensorvorrichtung umfasst mehrere Abstandssensoren, wobei mindestens einer der Ab¬ standssensoren zwei verschiedene Arbeitsmodi aufweist und durch eine Variation der Zeitdauer und/oder Amplitude des An- steuerimpulses eine Umschaltung zwischen den Arbeitsmodi durchführbar ist. Moreover, from DE 199 63 755 AI a Abstandssen- sorvorrichtung known that can be used in particular as part ei ¬ ner parking aid or reversing aid for a motor vehicle. The distance sensor device comprises a plurality of distance sensors, wherein at least one of the Ab ¬ level sensors comprises two different modes of operation and by varying the duration and / or amplitude of the arrival control pulse to switch between the operating modes can be performed.
Zudem beschreibt die DE 10 2011 079 796 AI ein Verfahren zur Bestimmung der Größe und der Position von Objekten in der Umgebung eines Fahrzeugs. Dabei umfasst mindestens ein gerich- tetes Ultraschallsignal mindestens zwei verschiedene Frequen¬ zen. Hierbei werden die Echos des Ultraschallsignals von ei¬ nem Empfänger detektiert. Durch Verschwenken der Abstrahlrichtung wird die Umgebung des Fahrzeugs überstrichen und aus dem empfangenen Echo des Ultraschallsignals kann die Position und die Größe des Objekts erfasst werden. In addition, DE 10 2011 079 796 A1 describes a method for determining the size and the position of objects in the surroundings of a vehicle. At least one addressed tetes ultrasonic signal comprises at least two different Frequen ¬ zen. In this case, the echoes of the ultrasonic signal are detected by a receiver. By pivoting the emission direction, the environment of the vehicle is swept over and out the received echo of the ultrasonic signal, the position and size of the object can be detected.
Zudem ist aus der CN 102594461 A eine Vorrichtung bekannt, mit der Ultraschallsignale moduliert und ausgesendet werden können. Hierbei werden die reflektierten Signale mit einem Prozessor erfasst und digital ausgewertet. In addition, CN 102594461 A discloses a device with which ultrasound signals can be modulated and transmitted. Here, the reflected signals are detected by a processor and evaluated digitally.
Mit den zuvor beschriebenen Systemen kann die Entfernung zu einem Objekt bestimmt werden. Die Erkennung der Lage des Ob¬ jekts kann dadurch nicht zufriedenstellend ermöglicht werden. Ferner verwenden diese Ansätze LaufZeitmessungen des Signals, die eine sehr präzise Zeitmessung und damit vorwiegend digi¬ tale Verarbeitung erfordern. With the systems described above, the distance to an object can be determined. The detection of the position of the Ob ¬ jekts can therefore not be satisfactorily possible. Furthermore, these approaches use transit time measurements of the signal, which require very precise time measurement and thus primarily digi ¬ tale processing.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie die Lage eines Objekts einfacher und kostengüns¬ tiger ermittelt werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merk¬ malen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbil¬ dungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The object of the present invention to provide a way in which the position of an object can be easily and kostengüns ¬ term determined. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and by an apparatus having the shopping ¬ paint of patent claim 9. Advantageous developments of the wide Erbil ¬ present invention are subject of the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen einer Lage eines Objekts umfasst das Aussenden eines ersten Ultraschallsignals mit einem ersten Ultraschallsender, das Aussenden eines zweiten Ultraschallsignals mit einem zweiten Ultraschallsender, das Modulieren des ersten Ultraschallsignals mit einem ersten Modulationssignal, das Modulieren des zweiten Ultraschallsig¬ nals mit einem zweiten Modulationssignals, das Empfangen ei¬ nes Summensignals, das sich aus einer Überlagerung des von dem Objekt reflektierten ersten Ultraschallsignals und des von dem Objekt reflektierten zweiten Ultraschallsignals zu¬ sammensetzt, und das Bestimmen der Lage des Objekts bezüglich des ersten Ultraschallsenders und des zweiten Ultraschallsenders anhand eines Verhältnisses von einer Signalamplitude des ersten Modulationssignals und einer Signalamplitude des zwei¬ ten Modulationssignals in dem Summensignal. The inventive method for determining a position of an object comprises emitting a first ultrasonic signal with a first ultrasonic transmitter, emitting a second ultrasonic signal with a second ultrasonic transmitter, modulating the first ultrasonic signal with a first modulation signal, modulating the second Ultraschallallsig ¬ nals with a second modulation signal, receiving ei ¬ nes sum signal to ¬ sammensetzt from a superposition of light reflected from the object first ultrasonic signal and the light reflected from the object second ultrasonic signal, and determining the location of the object relative to the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic transmitter by way of Ratio of a signal amplitude of the first modulation signal and a signal amplitude of the two ¬ th modulation signal in the sum signal.
Bei dem Verfahren werden zwei Ultraschallsignale mit entspre- chenden Ultraschallsendern bereitgestellt. Die Lage der beiden Ultraschallsender ist hierbei bekannt. Dabei wird das erste Ultraschallsignal mit einem ersten Modulationssignal moduliert. Zudem wird das zweite Ultraschallsignal mit einem zweiten Modulationssignal moduliert. Anschließend können das erste modulierte Ultraschallsignal und das zweite modulierte Ultraschallsignal zeitgleich ausgesendet werden. Mit einer entsprechenden Empfangseinrichtung wird ein Summensignal empfangen. Das Summensignal setzt sich aus dem modulierten ers¬ ten Ultraschallsignal, das von dem Objekt reflektiert wurde, und dem modulierten zweiten Ultraschallsignal, das von dem Objekt reflektiert wurde, zusammen. Das am Empfänger ankom¬ mende Summensignal setzt sich somit anteilig aus den Reflexi¬ onen der Signale der beiden Ultraschallsender zusammen. Die Lage des Objekts bezüglich des ersten und des zweitenThe method provides two ultrasound signals with corresponding ultrasound transmitters. The position of the two ultrasonic transmitters is known here. In this case, the first ultrasonic signal is modulated with a first modulation signal. In addition, the second ultrasonic signal is modulated with a second modulation signal. Subsequently, the first modulated ultrasound signal and the second modulated ultrasound signal can be transmitted at the same time. With a corresponding receiving device, a sum signal is received. The sum signal consists of the modulated ers ¬ th ultrasonic signal reflected from the object, and the modulated second ultrasonic signal reflected from the object together. The receiver on ankom ¬ mende sum signal is therefore composed proportionally composed of the Reflection ¬ ones of the signals of the two ultrasonic transmitter. The location of the object with respect to the first and second
Ultraschallsenders wird anhand der Intensität bzw. Signalamp¬ litude des ersten Modulationssignals und/oder des zweiten Mo¬ dulationssignals in dem Summensignal bestimmt. Hierbei wird das Verhältnis zwischen den Signalamplituden der Modulations- signale in dem Summensignal betrachtet. Zudem kann eine zeit¬ liche Abfolge der Modulationssignale in dem Summensignal be¬ rücksichtigt werden. Befindet sich das Objekt beispielsweise in der Mitte zwischen den beiden Ultraschallsendern, werden das erste und das zweite Modulationssignal mit gleicher In- tensität empfangen. Befindet sich das Objekt in einem Be¬ reich, der einem der Ultraschallsender zugeordnet ist, wird das Modulationssignal, das mit dem Sender ausgesendet wurde, mit einer höheren Amplitude im Vergleich zu dem Modulations¬ signal des Ultraschallsignals des anderen Senders empfangen. Somit kann allein anhand des Verhältnisses der Signalamplitu¬ den der Modulationssignale auf die Lage des Objekts bezüglich der Ultraschallsender rückgeschlossen werden. Zudem kann anhand der Signalamplituden der Modulationssignale auf die Ent- fernung des Objekts zu den Ultraschallsendern rückgeschlossen werden. Eine LaufZeitmessung der Signale ist hier nicht erforderlich. Ebenso wird bei dem Verfahren keine digitale Sig¬ nalverarbeitung benötigt. Somit kann die Lage eines Objekts auf einfache und kostengünstige Weise ermittelt werden. The ultrasonic transmitter is determined from the intensity or Signalamp ¬ litude the first modulation signal and / or the second Mo ¬ dulationssignals in the sum signal. Here, the relationship between the signal amplitudes of the modulation signals in the sum signal is considered. In addition, a time ¬ Liche sequence of modulation signals in the sum signal can be taken into ¬. For example, if the object is in the middle between the two ultrasound transmitters, the first and the second modulation signal are received with the same intensity. The object is located in a loading ¬ rich, which is associated with one of the ultrasonic transmitter, the modulation signal that has been sent to the transmitter is received with a higher amplitude as compared to the modulation ¬ signal of the ultrasound signal of the other transmitter. Thus, the modulation signals can only be deduced the position of the object with respect to the ultrasonic transmitter based on the ratio of the Signalamplitu ¬. In addition, based on the signal amplitudes of the modulation signals on the Ent- the object can be deduced to the ultrasound transmitters. Running time measurement of the signals is not required here. Likewise, in the method no digital Sig ¬ nalverarbeitung is needed. Thus, the location of an object can be determined in a simple and cost-effective manner.
Bevorzugt werden das erste und das zweite Ultraschallsignal kontinuierlich ausgesendet. Ein Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass es kontinuierlich angewendet werden kann. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Somit kann die Lage ei¬ nes Objekts kontinuierlich erfasst werden. Preferably, the first and the second ultrasonic signal are transmitted continuously. An advantage of the method is that it can be applied continuously. But this is not mandatory. Thus, the location ei ¬ nes object can be continuously detected.
In einer Ausgestaltung weisen das erste und das zweite Modulationssignal ein jeweils periodisch wiederkehrendes Signal mit dazwischen liegenden Signalpausen auf, wobei das erste und das zweite Ultraschallsignal derart moduliert werden, dass sich die periodisch wiederkehrenden Signale des zweiten Modulationssignals mit den Signalpausen des ersten Modulati¬ onssignals überlagern. Durch das erste und das zweite Modula- tionssignal kann eine komplementäre Kodierung der zwei gleichzeitig abgestrahlten Ultraschallsignale ermöglicht wer¬ den. Die komplementäre Kodierung der beiden Ultraschallsigna¬ le erfolgt ähnlich dem Knickebein-System, das beispielsweise für die Funknavigation verwendet werden kann. Hierbei erzeugt eine Signalquelle ein wiederkehrendes Signal („Strich"), die andere Signalquelle erzeugt synchron dazu in den Lücken des ersten Signals ein weiteres Signal („Punkt") . Somit können die beiden Modulationssignale unterschieden werden und somit anhand der Signalamplitude der Modulationssignale auf die La- ge des Objekts geschlossen werden. In one embodiment, the first and the second modulation signal each have a periodically recurring signal with intervening signal pauses, wherein the first and the second ultrasonic signal are modulated such that superimpose the periodically recurring signals of the second modulation signal with the signal pauses of the first Modulati ¬ onssignals , Tion can signal through the first and second modulation complementary coding of two simultaneously emitted ultrasonic signals allows the ¬. The complementary coding of the two Ultraschallallsa ¬ le is similar to the Knickebein system, which can be used for example for radio navigation. In this case, one signal source generates a recurring signal ("bar"), the other signal source synchronously generates a further signal ("dot") in the gaps of the first signal. Thus, the two modulation signals can be distinguished and thus concluded on the basis of the signal amplitude of the modulation signals to the location of the object.
In einer Ausführungsform wird das periodisch wiederkehrende Signal des ersten und des zweiten Modulationssignals durch jeweilige Signalpulse bereitgestellt, wobei sich die Pulsdau- er des Signalpulses des ersten Modulationssignals und dieIn one embodiment, the periodically recurring signal of the first and the second modulation signal is provided by respective signal pulses, wherein the pulse duration of the signal pulse of the first modulation signal and the
Pulsdauer des Signalpulses des zweiten Modulationssignals un¬ terscheiden. Die jeweiligen Signale können beispielsweise durch Rechteckimpuls unterschiedlicher Pulsbreite bereitge- stellt werden. In diesem Fall ergänzen sich die beiden Modulationssignale in dem Summensignal bei einer Mittellage des Objekts bezüglich der beiden Ultraschallsender zu einem kontinuierlichen Pegel. Mit anderen Worten wird in diesem Fall kein Signalton wahrgenommen und es herrscht „Stille". Pulse duration of the signal pulse of the second modulation signal un ¬ distinguish. The respective signals can be provided, for example, by a rectangular pulse of different pulse width. be presented. In this case, the two modulation signals in the sum signal at a central position of the object with respect to the two ultrasonic transmitters complement each other to a continuous level. In other words, in this case no beeping sound is perceived and there is "silence".
In einer alternativen Ausführungsform wird das periodisch wiederkehrende Signal des ersten und des zweiten Modulations¬ signals durch jeweilige Signale mit einer vorbestimmten Fre- quenz bereitgestellt, wobei sich die Frequenz des Signals des ersten Modulationssignals und die Frequenz des Signals des zweiten Modulationssignals unterscheiden. Das erste und das zweite Modulationssignal können entsprechende Pakete als die Signale umfassen, die vorbestimmte Frequenzen aufweisen. In diesem Fall ergänzen sich das erste und das zweite Modulati¬ onssignal bei einer Mittellage des Objekts bezüglich der bei¬ den Ultraschallsender zu einem Zustand, in dem die beiden Frequenzen wechseln. In diesem Fall kann beispielsweise ein entsprechender Wechselton erfasst werden. In an alternative embodiment, the periodically recurring signal of the first and the second modulation ¬ signal is provided by respective signals at a predetermined frequency, wherein the frequency of the signal of the first modulation signal and the frequency of the signal of the second modulation signal differ. The first and second modulation signals may include respective packets as the signals having predetermined frequencies. In this case, the first and second Modulati ¬ onssignal complement respect to at a central position of the object in the ¬ the ultrasonic transmitter to a state in which change both frequencies. In this case, for example, a corresponding change tone can be detected.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Frequenzen des ersten und des zweiten Modulationssignals im hörbaren Frequenzbe¬ reich liegen. Beispielsweise können die Frequenzen der Modulationssignale in einem Bereich zwischen 16 Hz und 16 kHz liegen. Somit können die Modulationssignale in dem Summensig¬ nal von einem Menschen akustisch wahrgenommen werden und es bedarf keiner zusätzlichen digitalen Signalauswertung. Furthermore, it is advantageous if the frequencies of the first and the second modulation signal in the audible Frequency Ranges are ¬ rich. For example, the frequencies of the modulation signals may be in a range between 16 Hz and 16 kHz. Thus, the modulation signals in the Summensig ¬ nal be perceived by a human acoustically and it requires no additional digital signal evaluation.
Bevorzugt wird das Summensignal mit einer Demodulationsein- richtung demoduliert. Somit können die Modulationssignale in dem Summensignal entsprechend erfasst werden. Auf diese Weise kann die Lage des Objekts bezüglich der beiden Ultraschall¬ sender einfach ermittelt werden. In einer weiteren Ausgestaltung wird das demodulierte Summensignal akustisch wiedergegeben. Beispielsweise kann das demo¬ dulierte Summensignal über einen Lautsprecher oder einen Kopfhörer ausgegeben werden. Somit kann einem Benutzer die Lage zu einem Hindernis akustisch wiedergegeben werden. Auf diese Weise können insbesondere blinde Personen oder Personen mit Sehschwäche auf ein Hindernis aufmerksam gemacht werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum bestimmen einer Lage eines Objekts umfasst einen ersten Ultraschallsender zum Aussenden eines ersten Ultraschallsignals, einen zweiten Ultra¬ schallsender zum Aussenden eines zweiten Ultraschallsignals, eine erste Modulationseinrichtung zum Modulieren des ersten Ultraschallsignals mit einem ersten Modulationssignal, eine zweite Modulationseinrichtung zum Modulieren des zweiten Ultraschallsignals mit einem zweiten Modulationssignals und eine Empfangseinrichtung zum Empfangen eines Summensignals, das sich aus einer Überlagerung des von dem Objekt reflektierten ersten Ultraschallsignals und des von dem Objekt reflektier¬ ten zweiten Ultraschallsignals zusammensetzt. Preferably, the sum signal is demodulated with a demodulation device. Thus, the modulation signals in the sum signal can be detected accordingly. In this way, the position of the object with respect to the two ultrasonic ¬ transmitters can be easily determined. In a further embodiment, the demodulated sum signal is reproduced acoustically. For example, the demo ¬ lated sum signal can be output via a speaker or headphones. Thus, a user can the Able to be acoustically reproduced to an obstacle. In this way, especially blind people or people with poor eyesight can be made aware of an obstacle. The inventive apparatus for determining a position of an object includes a first ultrasonic transmitter for transmitting a first ultrasonic signal, a second Ultra ¬ sound transmitter of the second to emit a second ultrasonic signal, a first modulating means for modulating the first ultrasonic signal having a first modulation signal, second modulation means for modulating ultrasonic signal with a second modulation signal, and a receiving means for receiving a sum signal which is composed of a superposition of light reflected from the object first ultrasonic signal and the reflektier from the object ¬ th second ultrasonic signal.
Darüber hinaus kann die Vorrichtung eine entsprechende Re¬ cheneinrichtung umfassen, mit der die Lage des Objekts bezüg- lieh des ersten Ultraschallsenders und des zweiten Ultra¬ schallsenders anhand des Verhältnisses der Signalamplituden des ersten Modulationssignals und/oder des zweiten Modulati¬ onssignals in dem Summensignal bestimmt werden kann. Eine derartige Vorrichtung kann beispielsweise von Fußgängern ver- wendet werden, damit diese auf Hindernisse aufmerksam gemacht werden können. Dies eignet sich insbesondere für sehbehinderte Personen. In addition, the device may include a corresponding Re ¬ Cheneinrichtung determined by the position of the object relative to the first ultrasonic transmitter and the second ultrasonic ¬ sound transmitter on the basis of the ratio of the signal amplitudes of the first modulation signal and / or the second Modulati ¬ onssignals in the sum signal can be. Such a device can be used by pedestrians, for example, so that they can be alerted to obstacles. This is particularly suitable for visually impaired persons.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung. The vehicle according to the invention comprises the device according to the invention.
In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug als Fahrrad ausge¬ bildet und der erste Ultraschallsender ist an einem ersten Ende eines Lenkers des Fahrrads, der zweite Ultraschallsender an einem zweiten Ende des Lenkers und die Empfangseinrichtung an einem mittleren Bereich des Lenkers oder in einem Bereich eines Sattels des Fahrrads angeordnet. Wenn beispielsweise der Bereich vor dem Fahrrad abgedeckt werden soll, kann die Empfangseinrichtung in der Mitte des Lenkers des Fahrrads angeordnet sein. Soll ein Bereich hinter dem Fahrrad überwacht werden, kann die Empfangseinrichtung beispielsweise hinter dem Sattel des Fahrrads angeordnet sein. In diesem Ausfüh¬ rungsbeispiel sind die Ultraschallsender derart angeordnet, dass sie die beiden Ultraschallsignale entgegen der Fahrt¬ richtung des Fahrrads aussenden. Dabei kann die Empfangseinrichtung dazu ausgebildet sein, das Summensignal, insbesonde¬ re das demodulierte Summensignal, akustisch auszugeben. Somit kann das Summensignal bzw. das demodulierte Summensignal dem Fahrradfahrer beispielsweise über einen einzigen Ohrhörer bereitgestellt werden. Somit kann er auf Hindernisse zuverläs¬ sig hingewiesen werden. Mit dem zweiten Ohr kann er das Verkehrsgeschehen weiterhin ausreichend wahrnehmen. In one embodiment, the vehicle is formed as a bicycle out ¬ and the first ultrasonic transmitter is of at a first end of a handlebar of the bicycle, the second ultrasonic transmitter at a second end of the link and the receiving device at a central portion of the handlebar or in a range of a saddle Bicycle arranged. For example, if the area is to be covered in front of the bike, the Receiving device may be arranged in the middle of the handlebar of the bicycle. If an area behind the bicycle to be monitored, the receiving device may be arranged, for example, behind the saddle of the bicycle. In this exporting approximately ¬ for the ultrasonic transmitter are so arranged that they emit the two ultrasonic signals opposite to the drive direction of the bicycle ¬. The receiving means may be adapted to acoustically outputting the sum signal insbesonde ¬ re the demodulated sum signal. Thus, the sum signal or the demodulated sum signal can be provided to the cyclist, for example via a single earphone. Thus, he can be reliably informed of obstacles. With the second ear, he can continue to perceive the traffic events sufficiently.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Fahrzeug als Kraftfahrzeug ausgebildet und die Vorrichtung ist in einem Bereich einer Stoßstange des Kraftfahrzeugs angeordnet. Gegenüber den etablierten Lösungen mit mehreren Schallwandlern reduziert sich der Aufwand auf zwei Sender und einen Empfänger. Im Inneren des Kraftfahrzeugs kann das Summensignal bzw. das demo¬ dulierte Summensignal über einen Lautsprecher ausgegeben werden . In a further embodiment, the vehicle is designed as a motor vehicle and the device is arranged in a region of a bumper of the motor vehicle. Compared to the established solutions with multiple transducers, the effort is reduced to two transmitters and one receiver. In the interior of the motor vehicle the sum signal or the demo ¬ lated sum signal can be output via a speaker.
Die Vorrichtung kann darüber hinaus im Industriebereich verwendet werden. Beispielsweise können mit der Vorrichtung herantransportierte Güter erfasst werden. Zudem können Objekte, die sich auf einem Förderband nähern, entsprechend in Empfang genommen werden. Darüber hinaus kann Arbeitern ein Hinweis auf Objekte außerhalb ihres Sichtbereichs gegeben werden. Auf diese Weise können Arbeiten im Industriebereich sicherer ermöglicht werden. The device can also be used in the industrial sector. For example, goods transported by the device can be detected. In addition, objects approaching on a conveyor belt can be received accordingly. In addition, workers can be given an indication of objects outside their field of view. In this way, work in the industrial sector can be made more secure.
Die vorliegend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen können sinngemäß auf die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfin¬ dungsgemäße Fahrzeug übertragen werden. Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen: The advantages and refinements described herein in connection with the inventive method can be applied analogously to the inventive apparatus and the dung OF INVENTION ¬ modern vehicle. The present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Showing:
FIG 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum 1 shows a schematic representation of a device for
Erfassen einer Lage eines Objekts; und  Detecting a location of an object; and
FIG 2 Modulationssignale für die Ultraschallsender der 2 shows modulation signals for the ultrasound transmitters of FIG
Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform. Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.  Device in a further embodiment. The embodiments described in more detail below represent preferred embodiments of the present invention.
FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 zum Bestimmen einer Lage eines Objekts 12, 12' . Die Vorrichtung umfasst einen Ultraschallerzeuger 14, mit dem ein Ultraschallsignal bereitgestellt werden kann. Das von dem Ultraschallerzeuger 14 bereitgestellte Ultraschallsignal wird an eine erste Modulationseinrichtung 16 und eine zweite Modu- lationseinrichtung 18 übertragen. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 10 einen Kodiersignalerzeuger 20, der vorliegend vereinfacht dargestellt ist. Mit dem Kodiersignalerzeuger 20 kann ein erstes Modulationssignal 22 und ein zweites Modula¬ tionssignal 24 erzeugt werden. Das erste Modulationssignal 22 wird der ersten Modulationseinrichtung 16 zugeführt. Das zweite Modulationssignal 24 wird der zweiten Modulationsein¬ richtung 18 zugeführt. Das erste und das zweite Modulations¬ signal 22, 24 setzten sich aus periodisch wiederkehrenden Signalen mit dazwischen liegenden Signalpausen zusammen. 1 shows a schematic representation of a device 10 for determining a position of an object 12, 12 '. The device comprises an ultrasound generator 14 with which an ultrasound signal can be provided. The ultrasound signal provided by the ultrasound generator 14 is transmitted to a first modulation device 16 and a second modulation device 18. In addition, the device 10 includes a coding signal generator 20, which is shown simplified in the present case. With the Kodiersignalerzeuger 20 a first modulation signal 22 and a second Modula ¬ tion signal 24 can be generated. The first modulation signal 22 is supplied to the first modulation device 16. The second modulation signal 24 is supplied to the second Modulationsein ¬ direction 18th The first and the second modulation signal ¬ 22, 24 were composed of periodically recurring signals having intervening signal pauses together.
Die erste Modulationseinrichtung 16 moduliert das Ultra¬ schallsignal mit dem ersten Modulationssignal 22. Dieses Sig¬ nal wird an einen ersten Ultraschallsender 26 übertragen. Der erste Ultraschallsender 26 sendet das modulierte erste Ultra- schallsignal aus. Dies ist vorliegend durch die Pfeile 28 verdeutlicht. Die zweite Modulationseinrichtung 18 moduliert das Ultraschallsignal mit dem zweiten Modulationssignal 24. Dieses Signal wird an einen zweiten Ultraschallsender 30 übertragen. Der zweite Ultraschallsender 30 sendet das modulierte zweite Ultraschallsignal aus. Dies ist vorliegend durch die Pfeile 32 verdeutlicht. Der erste Ultraschallsender 26 und der zweite Ultraschallsender 30 senden die jeweiligen modulierten Ultraschallsignale gerichtet aus. Das modulierte erste Ultraschallsignal und das modulierte zweite Ultra¬ schallsignal treffen auf das Objekt 12, 12'. Vorliegend sind in FIG 1 zwei Objekte 12 und 12' dargestellt, um die Funkti¬ onsweise der Vorrichtung 10 besser beschreiben zu können. The first modulation device 16 modulates the ultra ¬ sound signal with the first modulation signal 22. This ¬ Sig nal is transmitted to a first ultrasonic transmitter 26th The first ultrasonic transmitter 26 transmits the modulated first ultrasonic signal. This is illustrated by the arrows 28 in the present case. The second modulation device 18 modulates the ultrasound signal with the second modulation signal 24. This signal is sent to a second ultrasound transmitter 30 transfer. The second ultrasonic transmitter 30 transmits the modulated second ultrasonic signal. This is illustrated in the present case by the arrows 32. The first ultrasonic transmitter 26 and the second ultrasonic transmitter 30 send out the respective modulated ultrasonic signals in a directed manner. The modulated first ultrasonic signal and the modulated second Ultra ¬ acoustic signal incident on the object 12, 12 '. In the present case 1, two objects are represented '12 and 12, to describe the functi ¬ onsweise the device 10 better in FIG.
Das modulierte erste Ultraschallsignal und das modulierte zweite Ultraschallsignal werden von dem Objekt 12, 12' re¬ flektiert. Dies ist vorliegend durch die Pfeile 34, 34' ver¬ deutlicht. Die Vorrichtung 10 umfasst zudem eine Empfangsein- richtung 36, die dazu ausgebildet ist ein Summensignal 38,The modulated first ultrasonic signal and the modulated second ultrasonic signal are re ¬ flexion of the object 12, 12 '. This is in the present case by the arrows 34, 34 'ver ¬ clarified . The apparatus 10 additionally comprises a receiving device 36, which is designed as a summation signal 38,
38' zu empfangen. Das Summensignal 38, 38' setzt sich aus dem modulierten ersten Ultraschallsignal, das von dem Objekt 12, 12' reflektiert wurde, und dem modulierten zweiten Ultra¬ schallsignal, das von dem Objekt 12, 12' reflektiert wurde, zusammen. Die Empfangseinrichtung 36 ist mit einer Demodula- tionseinrichtung 40 verbunden. Mit der Demodulationseinrich- tung 40 kann das mit der Empfangseinrichtung 36 empfangene Summensignal entsprechend demoduliert werden, so dass am Aus¬ gang der Demodulationseinrichtung 40 ein Signalstrom vor- liegt, der sich anteilig aus den Modulationssignalen 22, 24 zusammensetzt, wie sie im Summensignal 38 enthalten sind. Die Demodulationseinrichtung 40 ist mit einer Bereitstellungeinrichtung 42 verbunden, mit der das demodulierte Summensignal bereitgestellt werden kann. 38 'to receive. The sum signal 38, 38 'is composed of the modulated first ultrasound signal from the object 12, 12' has been reflected, and the modulated second ultra ¬ sound signal that has been reflected from the object 12, 12 ', together. The receiving device 36 is connected to a demodulation device 40. With the demodulation device 40, the sum signal received by the receiving device 36 can be correspondingly demodulated, so that at the output of the demodulation device 40 there is a signal current, which is composed proportionally of the modulation signals 22, 24, as contained in the sum signal 38 are. The demodulation device 40 is connected to a supply device 42, with which the demodulated sum signal can be provided.
In FIG 1 ist neben dem ersten Objekt 12 das erste Summensig¬ nal 38 dargestellt, das von der Empfangseinrichtung 36 empfangen wird. Das erste Objekt 12 befindet sich in dem vorlie¬ genden Ausführungsbeispiel näher an dem ersten Ultraschall- sender 26 als an dem zweiten Ultraschallsensor 30. Infolgedessen weist das erste Modulationssignal 22 in dem Summensig¬ nal 38 im Vergleich zum zweiten Modulationssignal 24 eine hö¬ here Amplitude auf. Anhand des Verhältnis der Amplituden der Modulationssignale 22, 24 in dem Summensignal 38 kann auf die Lage des Objekts 12 in Bezug zu dem ersten Ultraschallsender 26 und dem zweiten Ultraschallsender 30 geschlossen werden. Zudem kann anhand der Signalamplituden der Modulationssignale 22, 24 in dem Summensignal 38 auf den Abstand des Objekts 12 in Bezug zu dem ersten Ultraschallsender 26 und dem zweiten Ultraschallsender 30 geschlossen werden. In FIG 1, the first Summensig ¬ nal 38 is shown next to the first object 12, which is received by the receiving means 36th The first object 12 is located in the vorlie ¬ constricting embodiment closer to the first ultrasonic transmitter 26 and 30 at the second ultrasonic sensor Consequently, the first modulation signal 22 in the Summensig ¬ nal 38 compared to the second modulation signal 24 is a hö ¬ here amplitude on. Based on the ratio of the amplitudes of Modulation signals 22, 24 in the sum signal 38 can be closed to the position of the object 12 with respect to the first ultrasonic transmitter 26 and the second ultrasonic transmitter 30. In addition, based on the signal amplitudes of the modulation signals 22, 24 in the sum signal 38, the distance of the object 12 with respect to the first ultrasonic transmitter 26 and the second ultrasonic transmitter 30 can be concluded.
Das in FIG 1 dargestellte zweite Objekt 12' befindet sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel näher an dem zweitenThe second object 12 'shown in FIG. 1 is located closer to the second in the present exemplary embodiment
Ultraschallsender 30. In dem Summensignal 38', das vorliegend schematisch neben dem zweiten Objekt 12' dargestellt ist, weist das zweite Modulationssignal 24 im Vergleich zum ersten Modulationssignal 22 eine höhere Amplitude auf. Auf diese Weise kann auf die Lage des zweiten Objekts 12' rückgeschlos¬ sen werden. Ultrasonic transmitter 30. In the sum signal 38 ', which is shown here schematically next to the second object 12', the second modulation signal 24 in comparison to the first modulation signal 22 has a higher amplitude. In this way, the position of the second object 12 'can be reversed .
Das erste und das zweite Modulationssignal 22, 24 setzen sich aus einer periodischen Abfolge von Signalen zusammen. Dabei werden die Ultraschallsignale mit den Modulationseinrichtungen 16, 18 derart moduliert, dass sich das Signal des ersten Modulationssignals 22 mit einer Signalpause des zweiten Sig¬ nals 24 überlagert. Mit der Vorrichtung 10 werden somit zwei modulierte Ultraschallsignale gleichzeitig ausgesendet. Die komplementäre Kodierung der beiden Signale erfolgt ähnlich dem Knickebein-System, das beispielsweise für Funknavigation verwendet werden kann. The first and second modulation signals 22, 24 are composed of a periodic sequence of signals. Thereby the ultrasonic signals with the modulation means 16, 18 is modulated such that the signal of the first modulation signal 22 overlaid with a signal pause of the second Sig ¬ Nals 24th With the device 10 thus two modulated ultrasonic signals are transmitted simultaneously. The complementary coding of the two signals is similar to the kink-leg system, which can be used for example for radio navigation.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß FIG 1 werden die Signale durch entsprechende Rechteckimpulse bereitgestellt. Wenn sich das Objekt 12, 12' in der Mitte zwischen den beiden Ultraschallsendern 26, 30 befindet, ergänzen sich die reflektierten Signale in dem Summensignal 38, 38' zu einem kontinuier¬ lichen Pegel. In diesem Fall herrscht „Stille". In the embodiment according to FIG. 1, the signals are provided by corresponding rectangular pulses. When the object 12, 12 'is located in the middle between the two ultrasonic transmitters 26, 30, the reflected signals in the sum signal 38, 38' complement one another to a continuous level. In this case, there is "silence".
FIG 2 zeigt zwei weitere Modulationssignale 22', 24' in Ab¬ hängigkeit von der Zeit t, die alternativ für die Vorrichtung 10 gemäß FIG 1 verwendet werden können. Auch hier setzen sich die Modulationssignale 22' und 24' aus periodisch wiederkeh¬ renden Signalfolgen zusammen. Die Signale des ersten Modulationssignals 22' und des zweiten Modulationssignals 24' um¬ fassen dabei jeweils Signale bzw. Töne mit einer vorbestimm- ten Frequenz. Dabei weist das Signal des ersten Modulations¬ signals 22' im Vergleich zum Signal des zweiten Modulations¬ signals 24' eine andere Frequenz auf. Bei dem Ausführungsbei¬ spiel gemäß FIG 2 überlagern sich die beiden Modulationssig¬ nale 22', 24' zu einem Wechselton, wenn sich das Objekt 12, 12' in der Mitte zwischen den beiden Ultraschallsendern 26, 30 befindet. 2 shows two modulating signals 22 ', 24' in Ab ¬ dependence on the time t, which may alternatively be used for the device 10 of FIG. 1 Again, sit down the modulation signals 22 'and 24' from periodically repeating ¬ signal sequences together. The signals of the first modulation signal 22 'and the second modulation signal 24' ¬ to take in each case signals or tones with a vorbestimm- th frequency. In this case, the signal of the first modulation signal ¬ 22 'in comparison to the signal of the second modulation signal ¬ 24' on a different frequency. In the Ausführungsbei ¬ game of Figure 2 are superimposed, the two-dimensional Modulationssig ¬ 22 ', 24' to an Alternating tone, when the object 12, 12 'in the middle between the two ultrasonic transmitters 26, 30 is located.
Bevorzugt liegen die Frequenzen der Modulationssignale 22, 22', 24, 24' im hörbaren Frequenzbereich. Somit kann bei- spielsweise an der Bereitstellungseinrichtung 42 das demodulierte Summensignal über einen Lautsprecher oder einen Kopfhörer ausgegeben werden. Somit kann beispielsweise einer Bedienperson ein entsprechendes Richtungssignal bereitgestellt werden. Somit kann die Informationsverarbeitung im Kopf des Benutzers stattfinden. Je nach Lage des Objekts werden unterschiedliche Töne bzw. Pulsfolgen ausgegeben. Zudem lässt sich aus der Lautstärke des Summensignals 38, 38' gegebenenfalls auf die Entfernung des Objekts 12, 12' zu den Ultraschallsendern 26, 30 schließen. Mit der Vorrichtung kann die Lage des Objekts 12, 12' auf einfache Weise ermittelt werden. Der be¬ sondere Wert der Vorrichtung 10 liegt darin, dass sie konti¬ nuierlich betrieben werden kann. Zudem lässt sie sich in einfacher Weise mit analoger Elektronik realisieren. Eine aufwändige digitale Verarbeitung der Signale, insbesondere eine LaufZeitmessung der Ultraschallsignale, ist nicht erforder¬ lich. The frequencies of the modulation signals 22, 22 ', 24, 24' are preferably in the audible frequency range. Thus, for example, the demodulated sum signal can be output via a loudspeaker or a headset at the provision device 42. Thus, for example, an operator can be provided with a corresponding direction signal. Thus, the information processing can take place in the user's mind. Depending on the position of the object, different tones or pulse sequences are output. In addition, the distance of the object 12, 12 'to the ultrasound transmitters 26, 30 may be inferred from the volume of the sum signal 38, 38'. With the device, the position of the object 12, 12 'can be determined in a simple manner. The ¬ be sondere value of the device 10 is that it can be operated continu ously ¬. In addition, it can be realized in a simple manner with analog electronics. A complex digital processing of the signals, in particular a transit time measurement of the ultrasonic signals is not erforder ¬ Lich.
Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise für sehbehinderte Fu߬ gänger verwendet werden. Somit können diese auf Hindernisse hingewiesen werden. Des Weiteren kann ein Warnsystem für Radfahrer bereitgestellt werden. Beispielsweise können die Ult¬ raschallsender 26, 30 an den Lenkerenden des Fahrrads angeordnet werden. Die Empfangseinrichtung 36 kann im mittleren Bereich des Lenkers oder am Sattel angeordnet werden. Dem Radfahrer kann über einen Ohrhörer das demodulierte Signal 38, 38' bereitgestellt werden. Tauchen Objekte im Erfassungs¬ bereich auf, können mit diese aufgrund der Töne unmittelbar geortet werden. Eine Verfeinerung stellt die Montage am Helm des Radfahrers dar. Wenn dieser den Kopf in Richtung des Objekts dreht und genau auf das Objekt sieht, erhält er das entsprechende Signal für die Neutralstellung. Weiterhin kann die Vorrichtung 10 beispielsweise in Kraft¬ fahrzeugen verwendet werden. Hierbei können beispielsweise die Ultraschallsender 26, 30 und die Empfangseinrichtung 36 in einer Stoßstange des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Vorrichtung 10 als Abstandswarner oder Parkassistent verwendet werden. Im Industriebereich ist die Anwendung auf herantransportierte Güter vorstellbar. Objekte die sich auf einem Fördermittel nähern, können in Empfang genommen werden. Darüber hinaus kann ein Hinweis auf Objekte außerhalb des Sichtbereichs gegeben werden. The device 10 may for example be used for visually impaired foot ¬ predecessor. Thus, they can be pointed out obstacles. Furthermore, a warning system for cyclists can be provided. For example, the Ult ¬ raschallsender 26 can be 30 arranged at the bar end of the bicycle. The receiving device 36 may in the middle Be arranged area of the handlebar or on the saddle. The cyclist can be provided with the demodulated signal 38, 38 'via an earphone. Immerse objects in the detection area ¬ can be directly tracked due to the tones with this. A refinement represents the mounting on the helmet of the cyclist. If this turns the head in the direction of the object and looks exactly at the object, he receives the corresponding signal for the neutral position. Furthermore, the device 10 can be used for example in power ¬ vehicles. Here, for example, the ultrasonic transmitter 26, 30 and the receiving device 36 may be arranged in a bumper of the motor vehicle. In this way, the device 10 can be used as a distance warning or parking assistant. In the industrial sector, the application to transported goods is conceivable. Objects approaching on a conveyance can be received. In addition, an indication of objects outside the field of view can be given.
Bezugs zeichenliste Reference sign list
10 Vorrichtung 10 device
12, 12' Objekt  12, 12 'object
14 Ultraschallerzeuger  14 ultrasonic generators
16 Modulationseinrichtung 16 modulation device
18 Modulationseinrichtung18 modulation device
20 Kodiersignalerzeuger 20 coding signal generators
22, 22' Modulationssignal  22, 22 'modulation signal
24, 24' Modulationssignal  24, 24 'modulation signal
26 Ultraschallsender  26 ultrasonic transmitter
28 Pfeil  28 arrow
30 Ultraschallsender  30 ultrasound transmitters
32 Pfeil  32 arrow
34, 34' Pfeil  34, 34 'arrow
36 Empfangseinrichtung  36 receiving device
38, 38' Summensignal  38, 38 'sum signal
40 Demodulationseinrichtung 40 demodulation device
42 BereitStellungseinrichtung t Zeit 42 Delivery facility t Time

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Bestimmen einer Lage eines Objekts (12, 12 λ) durch A method of determining a position of an object (12, 12 λ )
- Aussenden eines ersten Ultraschallsignals mit einem ersten Ultraschallsender (26) und - Sending a first ultrasonic signal with a first ultrasonic transmitter (26) and
- Aussenden eines zweiten Ultraschallsignals mit einem zwei¬ ten Ultraschallsender (30), - transmitting a second ultrasonic signal with a two ¬ th ultrasonic transmitter (30)
gekennzeichnet durch marked by
- Modulieren des ersten Ultraschallsignals mit einem ersten Modulationssignal (22, 22')/ Modulating the first ultrasonic signal with a first modulation signal (22, 22 ') /
- Modulieren des zweiten Ultraschallsignals mit einem zweiten Modulationssignal (24, 24'),  Modulating the second ultrasonic signal with a second modulation signal (24, 24 '),
- Empfangen eines Summensignals (38, 38'), das sich aus einer Überlagerung des von dem Objekt (12, 12') reflektierten ersten Ultraschallsignals und des von dem Objekt (12, 12') re¬ flektierten zweiten Ultraschallsignals zusammensetzt, undComposed receiving a sum signal (38, 38 ') extending from a superposition of the of the object (12, 12' reflected) first ultrasonic signal and from the object (12, 12 ') re ¬ flexed second ultrasonic signal, and -
- Bestimmen der Lage des Objekts (12, 12') bezüglich des ersten Ultraschallsenders (26) und des zweiten Ultraschallsen- ders (30) anhand eines Verhältnisses von einer Signalamplitu¬ de des ersten Modulationssignals (22, 22') und einer Signal¬ amplitude des zweiten Modulationssignals (24, 24') in dem Summensignal (38, 38'). - determining the location of the object (12, 12 ') relative to the first ultrasonic transmitter (26) and the second ultrasonic transmitter (30) based on a ratio of a Signalamplitu ¬ de of the first modulation signal (22, 22') and a signal ¬ amplitude the second modulation signal (24, 24 ') in the sum signal (38, 38').
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Ultraschallsignal kontinuierlich ausgesendet werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that the first and the second ultrasonic signal are transmitted continuously.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ersten und das zweite Modulationssignal (38, 38') jeweils ein periodisch wiederkehrendes Signal mit dazwischen¬ liegenden Signalpausen aufweisen, wobei das erste und das zweite Ultraschallsignal derart moduliert werden, dass sich die periodisch wiederkehrenden Signale des zweiten Modulati- onssignals (24, 24') mit den Signalpausen des ersten Modulationssignals (22, 22') überlagern. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the first and the second modulation signal (38, 38 ') each having a periodically recurring signal with intervening ¬ signal pauses, wherein the first and the second ultrasonic signal are modulated such that superimpose the periodically recurring signals of the second modulation signal (24, 24 ') with the signal pauses of the first modulation signal (22, 22').
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische wiederkehrende Signal des ersten und des zweiten Modulationssignals (22, 22', 24, 24') durch jeweilige Signalpulse bereitgestellt wird, wobei sich die Pulsdauer des Signalpulses des ersten Modulationssignals (22, 22') und die Pulsdauer des Signalpulses des zweiten Modulationssignals (24, 24') unterscheiden. 4. The method according to claim 3, characterized in that the periodic recurring signal of the first and the second modulation signal (22, 22 ', 24, 24') is provided by respective signal pulses, wherein the pulse duration of the signal pulse of the first modulation signal (22, 22 ') and the pulse duration of the signal pulse of the second modulation signal (24, 24') differ.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das periodische wiederkehrende Signal des ersten und des zweiten Modulationssignals (22, 22', 24, 24') durch jeweilige Signale mit einer vorbestimmten Frequenz bereitgestellt wird, wobei sich die Frequenz des Signals des ersten Modulations¬ signals (22, 22') und die Frequenz des Signals des zweiten Modulationssignals (24, 24') unterscheiden. A method according to claim 3, characterized in that the periodic repeating signal of the first and second modulation signals (22, 22 ', 24, 24') is provided by respective signals at a predetermined frequency, the frequency of the signal of the first Modulation ¬ signals (22, 22 ') and the frequency of the signal of the second modulation signal (24, 24') differ.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen des erste und des zweiten Modulationssignals (22, 22', 24, 24') im hörbaren Frequenzbereich liegen. 6. The method according to claim 3, characterized in that the frequencies of the first and the second modulation signal (22, 22 ', 24, 24') are in the audible frequency range.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Summensignal (38, 38') mit einer De- modulationseinrichtung (40) demoduliert wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sum signal (38, 38 ') with a demodulation device (40) is demodulated.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das demodulierte Summensignal akustisch wiedergegeben wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that the demodulated sum signal is reproduced acoustically.
9. Vorrichtung (10) zum Bestimmen einer Lage eines Objekts (12, 12') mit 9. Device (10) for determining a position of an object (12, 12 ') with
- einem ersten Ultraschallsender (26) zum Aussenden eines ersten Ultraschallsignals, a first ultrasonic transmitter (26) for emitting a first ultrasonic signal,
- einem zweiten Ultraschallsender (30) zum Aussenden eines zweiten Ultraschallsignals,  a second ultrasonic transmitter (30) for emitting a second ultrasonic signal,
gekennzeichnet durch marked by
- eine erste Modulationseinrichtung (16) zum Modulieren des ersten Ultraschallsignals mit einem ersten Modulationssignal (22, 22'), - eine zweite Modulationseinrichtung (18) zum Modulieren des zweiten Ultraschallsignals mit einem zweiten Modulationssig¬ nal (24, 24'), und a first modulation device (16) for modulating the first ultrasonic signal with a first modulation signal (22, 22 '), - second modulating means (18) for modulating the second ultrasonic signal with a second Modulationssig ¬ nal (24, 24 '), and
- eine Empfangseinrichtung (36) zum Empfangen eines Summen- signals (38, 38')/ das sich aus einer Überlagerung des von dem Objekt (12, 12') reflektierten ersten Ultraschallsignals und des von dem Objekt (12, 12') reflektierten zweiten Ultraschallsignals zusammensetzt. - A receiving device (36) for receiving a sum signal (38, 38 ') / from a superposition of the object (12, 12') reflected first ultrasonic signal and of the object (12, 12 ') reflected second Ultrasonic signal composed.
10. Fahrzeug mit einer Vorrichtung (10) nach Anspruch 9. 10. Vehicle with a device (10) according to claim 9.
11. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug als Fahrrad ausgebildet ist und der erste Ultra¬ schallsender (26) an einem ersten Ende eines Lenkers des Fahrrads, der zweite Ultraschallsender (30) an einem zweiten Ende des Lenkers und die Empfangseinrichtung (36) an einem mittleren Bereich des Lenkers oder in einem Bereich eines Sattels des Fahrrads angeordnet ist. 11. The vehicle according to claim 10, characterized in that the vehicle is designed as a bicycle and the first Ultra ¬ sound transmitter (26) at a first end of a link of the bicycle, the second ultrasonic transmitter (30) at a second end of the link and the receiving device (36) is arranged at a central region of the handlebar or in a region of a saddle of the bicycle.
12. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug als Kraftfahrzeug ausgebildet ist und die Vor¬ richtung (10) in einem Bereich einer Stoßstange des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. 12. Vehicle according to claim 10, characterized in that the vehicle is designed as a motor vehicle and the front ¬ direction (10) is arranged in a region of a bumper of the motor vehicle.
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