WO2017005688A1 - Verfahren zum auswerten eines empfangssignals eines ultraschallsensors - Google Patents

Verfahren zum auswerten eines empfangssignals eines ultraschallsensors Download PDF

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Thomas Jung
Prasad Haridas
Thomas Neumann
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Definitions

  • the present invention relates to a method for evaluating a received signal of an ultrasonic sensor of a motor vehicle, in which the ultrasonic sensor for emitting an ultrasonic signal is excited by a transmission signal, based on the reflected from an object in the vicinity of the motor vehicle ultrasonic signal, the received signal is determined, a correlation signal from a Correlation of the transmission signal is determined with the received signal and based on an amplitude of the received signal and an amplitude of the correlation signal, the received signal is evaluated.
  • the present invention relates to an ultrasonic sensor device for a motor vehicle.
  • the present invention relates to a driver assistance system with such an ultrasonic sensor device.
  • the present invention relates to a motor vehicle with such a driver assistance system.
  • the interest is directed in the present case in particular to ultrasonic sensors for
  • ultrasonic sensors are used, for example, to detect objects in an environment of the motor vehicle. Furthermore, the distance to an object can be determined with the ultrasonic sensors.
  • Ultrasonic sensors usually comprise a membrane, which is excited to emit an ultrasonic signal with a corresponding transducer to mechanical vibrations.
  • the transducer is excited by means of a corresponding transmission signal, for example an electrical voltage.
  • the ultrasound signal emitted by the ultrasound sensor is reflected by the object and strikes the membrane of the ultrasound sensor again.
  • the membrane is excited to mechanical vibrations.
  • Vibrations can be detected with the transducer and in the form of a
  • Receiving signal such as an electrical voltage can be provided.
  • the transit time between the transmission of the signal is the
  • Ultrasonic signal and the arrival of the reflected ultrasonic signal and from this the distance between the motor vehicle and the object are determined.
  • Ultrasonic sensors are used, for example, in driver assistance systems, such as
  • Parking assistance systems used. In today's parking aid systems more and more functionalities are used, which stand out from the classic parking operation. In addition to the cross-functional use of ultrasonic sensors, such as For example, for automatic braking, the classification of objects in the environment plays an increasingly important role. Above all, it is more crucial
  • the ultrasonic sensors are activated at low vehicle speeds and continuously perform measurements. This leads to an increased mutual influence of the systems.
  • DE 10 2010 033 384 A1 discloses a method for evaluating an echo signal for
  • Vehicle environment detection which preferably operates in the ultrasonic frequency range.
  • a measurement signal is emitted with a predefinable coding and received a resulting encoded echo signal with Nutzsignalanising and / or interference signals and evaluated.
  • the received echo signal is evaluated according to a correlation with the transmitted measuring signal.
  • a signal component of the received echo signal can be classified as relevant if the weighted amplitude and the weighted correlation of the signal components of the received echo signal each reach or exceed a predetermined predetermined threshold value.
  • Receiving signals of an ultrasonic sensor of a motor vehicle can be evaluated easier and more reliable.
  • This object is achieved by a method by a
  • Ultrasonic sensor device by a driver assistance system and by a
  • An inventive method is used to evaluate or rate a received signal of an ultrasonic sensor of a motor vehicle.
  • the ultrasonic sensor is excited to emit an ultrasonic signal with a transmission signal.
  • the object in the environment of the ultrasonic sensor is excited to emit an ultrasonic signal with a transmission signal.
  • Motor vehicle reflected ultrasonic signal determines the received signal. Furthermore, will determines a correlation signal from a correlation of the transmission signal with the reception signal. In addition, based on an amplitude of the received signal and an amplitude of the correlation signal, the received signal is evaluated. In addition, it is provided that a ratio of the amplitude of the received signal and the amplitude of the correlation signal is determined and the received signal is evaluated on the basis of the determined ratio.
  • the inventive method relates to an ultrasonic sensor for a motor vehicle.
  • the ultrasound sensor can be part of a driver assistance system, for example, with which objects in the surroundings of the motor vehicle can be detected.
  • an ultrasonic signal is transmitted with the ultrasonic sensor.
  • a membrane of the ultrasonic sensor with a corresponding transducer such as a piezoelectric element, are excited to mechanical vibrations.
  • the transducer element with a transmission signal, in particular a time-varying voltage can be applied.
  • the ultrasonic signal reflected by the object in the vicinity of the motor vehicle again strikes the membrane, whereby mechanical vibrations are generated.
  • Vibrations of the membrane can be detected with the transducer element and output in the form of the received signal, in particular a time-varying electrical voltage.
  • the transit time between the emission of the ultrasound signal and the reception of the reflected ultrasound signal and, therefrom, the distance between the motor vehicle and the object can then be determined on the basis of the transmission signal.
  • the received signal originates from a real object in the surroundings of the motor vehicle or is based on a fault or an interference signal.
  • the received signal describes a real echo of the ultrasonic signal or a so-called apparent echo or ghost echo.
  • the amplitude of the received signal is determined.
  • Received signal correlates and determines an amplitude of the correlation signal.
  • the correlation signal thus describes the similarity or the correspondence between the transmission signal, which characterizes the emitted ultrasonic signal, and the reception signal, which characterizes the received echo of the ultrasonic signal. If the correlation signal has a relatively high amplitude, it can be assumed that the received signal from the
  • Transmission signal comes. Based on the amplitude of the received signal can be estimated whether the received signal describes a real echo of the ultrasonic signal or whether it originates from an interfering signal. By evaluating the ratio of
  • the received signal can be easily and reliably evaluated.
  • the correlation signal is determined by means of a normalized correlation function.
  • the correlation signal is determined from a predetermined, normalized correlation of the transmission signal with the reception signal.
  • the correlation or the correlation function can be normalized such that at a
  • the amplitude of the correlation signal has a predetermined value.
  • This predetermined value may correspond to the amplitude of the transmission signal or the amplitude of the reception signal.
  • a predetermined value is given for the amplitude of the correlation signal with the case that the transmission signal completely coincides with the reception signal. In the real measurement, the received signal will not completely match the transmission signal. This is due to the air damping and / or the
  • the transmission signal and the reception signal have a relatively high similarity to each other. This results in a value for the amplitude of the correlation signal that is in the range of
  • the received signal is evaluated as a useful signal if the amplitude of the received signal and the amplitude of the correlation signal in
  • the received signal is evaluated as a useful signal.
  • the received signal can be evaluated in particular when the received signal describes the real echo of the ultrasonic signal. Thus, it can be determined in a simple and reliable manner whether the received signal describes a real echo or a false echo.
  • a distance between the motor vehicle and the object is determined based on the received signal, if the received signal is evaluated as a useful signal.
  • the determination of the amplitude of the received signal and the amplitude of the correlation signal can be carried out with an evaluation device of the
  • Ultrasonic sensor itself or an ultrasonic sensor device, which the ultrasonic sensor and the evaluation comprises.
  • the evaluation or evaluation of the received signal can be carried out with this evaluation device.
  • the evaluation device can be formed for example by a corresponding electronics, a signal processor, a microprocessor or the like.
  • the determination of the distance between the motor vehicle and the object is carried out with a control device or an electronic control device of the motor vehicle.
  • the evaluation device can then transmit the received signal together with information which describes whether the received signal is a useful signal or an interfering signal to the control device. If that
  • Received signal is evaluated as a useful signal, the received signal from the
  • the received signal is evaluated as an interference signal if the amplitude of the correlation signal is smaller than the amplitude of the received signal. If the amplitude of the received signal is significantly larger than the amplitude of the
  • Correlation signal it can be assumed that the received signal is an interference signal or noise components comprises.
  • These interference signals can originate, for example, from the signals from other ultrasonic sensors.
  • interference signals for example, from compressed air sources, for example
  • the interference signal components can originate, for example, from monitoring systems for parking space recognition or for counting vehicles in road traffic, which are arranged, for example, in or at traffic lights. If the received signal is based on an interfering signal, it has a low agreement with the transmitting signal, resulting in a small amplitude of the correlation signal. Based on the comparison of the amplitude of the correlation signal and the
  • the received signal is filtered, if the
  • Received signal is evaluated as an interference signal.
  • the evaluation of the received signal can take place with an evaluation device of the ultrasound sensor or of the ultrasound sensor device itself.
  • the received signal can be transmitted to the control device together with the information that the received signal is an interference signal.
  • the received signal can then be correspondingly filtered in order to filter out the interference signal components from the received signal.
  • that can Receive signal are filtered only if it has been judged that this interference signal comprises shares. It can also be provided that the control device evaluates the received signal accordingly in order to classify the interference signal components.
  • the transmission signal is output with a predetermined coding. If, for example, a plurality of ultrasonic sensors is arranged on the motor vehicle, each of the ultrasonic sensors can be equipped with a
  • the transmission signal can be provided in the manner of a bit sequence. Thus, it can additionally be checked whether receive signals are based on the transmitted transmission signal.
  • An inventive ultrasonic sensor device for a motor vehicle is for
  • Ultrasonic sensor device may comprise the ultrasonic sensor and the evaluation device. These can be arranged in a common housing as an example.
  • An inventive driver assistance system for a motor vehicle comprises an ultrasonic sensor device according to the invention.
  • the driver assistance system may include, for example, a control device, which is formed by an electronic control unit (ECU - Electronic Control Unit) of the motor vehicle.
  • the control device can be connected to the ultrasonic sensor device for data transmission.
  • the driver assistance system has a plurality of
  • Ultrasonic sensor devices comprises.
  • a motor vehicle according to the invention comprises an inventive
  • the motor vehicle is designed in particular as a passenger car.
  • Embodiments and their advantages apply correspondingly to the ultrasonic sensor device according to the invention, the driver assistance system according to the invention and the motor vehicle according to the invention.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle according to an embodiment of the present invention
  • Ultrasonic sensor devices comprises;
  • Fig. 2 is a received signal of an ultrasonic sensor device and a
  • Correlation signal describing the correlation of a transmission signal with the reception signal according to a first embodiment
  • Fig. 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the present invention, a plan view.
  • the motor vehicle 1 is in the present case as
  • the motor vehicle 1 comprises a
  • the driver assistance system 2 in turn comprises a
  • the driver assistance system 2 comprises at least one ultrasound sensor device 4.
  • the driver assistance system 2 comprises eight ultrasound sensor devices 4.
  • Four ultrasound sensor devices 4 are located in a front region 5 of the
  • the ultrasonic sensor devices 4 comprise an ultrasonic sensor, not shown here, with which an object 8 in an environment 7 of the motor vehicle 1 can be detected.
  • the ultrasonic sensor devices 4 and the ultrasonic sensors are used in particular to determine a relative position between the object 8 and the motor vehicle 1.
  • Ultrasound sensor devices 4 may, for example, in corresponding
  • Through holes are arranged in the bumpers of the motor vehicle 1. It can also be provided that the ultrasonic sensor devices 4 are arranged concealed under the bumpers.
  • the ultrasound sensors of the ultrasound sensor devices 4 usually comprise a membrane, which may for example be pot-shaped and may be formed from aluminum.
  • This membrane can be excited with a corresponding transducer element, such as a piezoelectric element to mechanical vibrations.
  • a transducer element such as a piezoelectric element to mechanical vibrations.
  • an ultrasound signal can be emitted with the respective ultrasound sensor device 4, which is then reflected by the object 8 and returned to the ultrasound sensor device or the membrane.
  • the reflected ultrasonic signal or the echo of the ultrasonic signal the membrane is excited to mechanical vibrations.
  • Receiving signal 9 are output.
  • the transducer element is acted upon or excited by a predetermined transmission signal, in particular a time-varying voltage.
  • the received signal 9 or an envelope of the received signal 9 as a function of the time t is shown on the left side.
  • the course of a correlation signal 10 as a function of time t is shown on the right-hand side.
  • the correlation signal 10 is from the correlation of the transmission signal with the Received signal 9 determined.
  • an amplitude A K of the correlation signal 10 is normalized accordingly.
  • an amplitude A E of the received signal 9 is compared with the amplitude A K of the correlation signal 10. This can be done with the
  • both the amplitude A E of the received signal 9 and the amplitude A K of the correlation signal 10 have the value 1, 2.
  • the ratio of the amplitude A E of the received signal 9 and the amplitude A K of the correlation signal 10 are approximately equal to one. In this case, it can be considered that the reception signal 9 originates from the transmission signal. This can be done by the
  • the reception signal 9 are transmitted together with the information that it is the reception signal 9 is a useful signal or an echo signal.
  • FIG. 3 shows the case in which the received signal 9 is an interference signal or a signal with interference components.
  • the amplitude A E of the received signal 9 in comparison to the amplitude A K of the
  • Correlation signal 10 a much higher amplitude.
  • the correlation signal 10 has an amplitude A K which reaches the value 2.
  • a K amplitude which reaches the value 2.
  • This information can be transmitted from the evaluation device of the ultrasonic sensor device 4 to the
  • Control device 3 are transmitted.
  • the received signal 9 can be filtered accordingly by means of the control device 3.
  • the received signals 9 can be classified or evaluated accordingly.
  • the received signal 9 can be determined whether the received signal 9 describes a real echo or a so-called apparent echo.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerten eines Empfangssignals (9) einer Ultraschallsensor eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem der Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Sendesignal angeregt wird, anhand des von einem Objekt (8) in der Umgebung (7) des Kraftfahrzeugs (1) reflektierten Ultraschallsignals das Empfangssignal (9) bestimmt wird, ein Korrelationssignal (10) aus einer Korrelation des Sendesignals mit dem Empfangssignals (9) bestimmt wird und anhand einer Amplitude (AE) des Empfangssignals (9) und einer Amplitude (AK) des Korrelationssignals (10) das Empfangssignal (9) bewertet wird, wobei ein Verhältnis von der Amplitude (AE) des Empfangssignals (9) und der Amplitude (AK) des Korrelationssignals (10) bestimmt wird und das Empfangssignal (9) anhand des bestimmten Verhältnisses bewertet wird.

Description

VERFAHREN ZUM AUSWERTEN EINES EMPFANGSSIGNALS EINES
ULTRASCHALLSENSORS
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerten eines Empfangssignals eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs, bei welchem der Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Sendesignal angeregt wird, anhand des von einem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektierten Ultraschallsignals das Empfangssignal bestimmt wird, ein Korrelationssignal aus einer Korrelation des Sendesignals mit dem Empfangssignal bestimmt wird und anhand einer Amplitude des Empfangssignals und eine Amplitude des Korrelationssignals das Empfangssignal bewertet wird. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem mit einer derartigen Ultraschallsensorvorrichtung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem.
Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf Ultraschallsensoren für
Kraftfahrzeuge. Derartige Ultraschallsensoren werden beispielsweise dazu verwendet, Objekte in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Weiterhin kann mit den Ultraschallsensoren der Abstand zu einem Objekt bestimmt werden. Die
Ultraschallsensoren umfassen üblicherweise eine Membran, die zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem entsprechenden Wandler zu mechanischen Schwingungen angeregt wird. Hierzu wird der Wandler mittels eines entsprechenden Sendesignals, beispielsweise einer elektrischen Spannung, angeregt. Das von dem Ultraschallsensor ausgesendete Ultraschallsignal wird von dem Objekt reflektiert und trifft wieder auf die Membran des Ultraschallsensors. In Folge des eintreffenden Ultraschallsignals wird die Membran zu mechanischen Schwingungen angeregt. Diese mechanischen
Schwingungen können mit dem Wandler erfasst werden und in Form eines
Empfangssignals, beispielsweise einer elektrischen Spannung, bereitgestellt werden. Anhand des Empfangssignals kann die Laufzeit zwischen dem Aussenden des
Ultraschallsignals und dem Eintreffen des reflektierten Ultraschallsignals und hieraus der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt werden.
Ultraschallsensoren werden beispielsweise in Fahrerassistenzsystemen, wie
Parkhilfesystemen, verwendet. In heutigen Parkhilfesystemen kommen immer mehr weitere Funktionalitäten zum Einsatz, welche sich vom klassischen Einparkvorgang abheben. Neben der funktionsübergreifenden Verwendung der Ultraschallsensoren, wie beispielsweise für automatische Bremsvorgänge, spielt die Klassifizierung der Objekte in der Umgebung eine immer wichtigere Rolle. Vor allem ist es von entscheidender
Bedeutung, dass mit steigender Anzahl von Funktionen auch die Aktivierungszeiten der Ultraschallsensoren verlängert werden. Die Ultraschallsensoren werden bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten aktiviert und führen kontinuierlich Messungen durch. Dies führt zu einer erhöhten gegenseitigen Beeinflussung der Systeme.
Hierzu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass moderne Ultraschallsysteme ihre ausgesendeten Ultraschallsignale entsprechend kodieren, um das eigene ausgesendete Ultraschallsignal von anderen unterscheiden zu können. Hierzu beschreibt die
DE 10 2010 033 384 A1 ein Verfahren zur Auswertung eines Echosignals für
Fahrzeugumfelderfassung, welches vorzugsweise im Ultraschallfrequenzbereich arbeitet. Dabei wird ein Messsignal mit einer vorgebbaren Kodierung ausgesendet und ein resultierendes kodiertes Echosignal mit Nutzsignalanteilen und/oder Störsignalen empfangen und ausgewertet. Zur Unterscheidung der verschiedenen Signalanteile und zur Erkennung der Nutzsignalanteile wird das empfangene Echosignal nach einer Korrelation mit dem ausgesendeten Messsignal bewertet. Dabei kann ein Signalanteil des empfangenen Echosignals dann als relevant eingestuft werden, wenn die bewertete Amplitude und die bewertete Korrelation der Signalanteile des empfangenen Echosignals jeweils einen vorbestimmten vorgegebenen Schwellenwert erreichen beziehungsweise überschreiten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie
Empfangssignale eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs einfacher und zuverlässiger bewertet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine
Ultraschallsensorvorrichtung, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie durch ein
Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Auswerten beziehungsweise Bewerten eines Empfangssignals eines Ultraschallsensors eines Kraftfahrzeugs. Hierbei wird der Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Sendesignal angeregt. Zudem wird anhand des von einem Objekt in der Umgebung des
Kraftfahrzeugs reflektierten Ultraschallsignals das Empfangssignal bestimmt. Ferner wird ein Korrelationssignal aus einer Korrelation des Sendesignals mit dem Empfangssignal bestimmt. Darüber hinaus wird anhand einer Amplitude des Empfangssignals und einer Amplitude des Korrelationssignals das Empfangssignal bewertet. Zudem ist es vorgesehen, dass ein Verhältnis von der Amplitude des Empfangssignals und der Amplitude des Korrelationssignals bestimmt wird und das Empfangssignal anhand des bestimmten Verhältnisses bewertet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft einen Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug. Der Ultraschallsensor kann beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems sein, mit dem Objekte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst werden können. Zum Erfassen des Objekts wird mit dem Ultraschallsensor ein Ultraschallsignal ausgesendet. Hierzu kann eine Membran des Ultraschallsensors mit einem entsprechenden Wandler, beispielsweise einem piezoelektrischen Element, zu mechanischen Schwingungen angeregt werden. Dabei kann das Wandlerelement mit einem Sendesignal, insbesondere einer zeitlich veränderlichen Spannung, beaufschlagt werden. Das von dem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektierte Ultraschallsignal trifft wieder auf die Membran, wodurch mechanische Schwingungen erzeugt werden. Diese mechanischen
Schwingungen der Membran können mit dem Wandlerelement erfasst werden und in Form des Empfangssignals, insbesondere einer zeitlich veränderlichen elektrischen Spannung, ausgegeben werden. Anhand des Sendesignals kann dann die Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des reflektierten Ultraschallsignals und hieraus der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt werden.
Vorliegend soll nun bestimmt werden, ob das Empfangssignal von einem realen Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs stammt, oder auf einer Störung beziehungsweise einem Störsignal beruht. Insbesondere soll bewertet werden, ob das Empfangssignal ein reales Echo des Ultraschallsignals beschreibt oder ein sogenanntes Scheinecho beziehungsweise Ghost-Echo. Zur Bewertung des Empfangssignals wird einerseits die Amplitude des Empfangssignals bestimmt. Ferner wird das Sendesignal mit dem
Empfangssignal korreliert und eine Amplitude des Korrelationssignals bestimmt. Das Korrelationssignal beschreibt also die Ähnlichkeit beziehungsweise die Übereinstimmung zwischen dem Sendesignal, welches das ausgesendete Ultraschallsignal charakterisiert, und dem Empfangssignal, welches das empfangene Echo des Ultraschallsignals charakterisiert. Wenn das Korrelationssignal eine verhältnismäßig hohe Amplitude aufweist, kann davon ausgegangen werden, dass das Empfangssignal von dem
Sendesignal stammt. Anhand der Amplitude des Empfangssignals kann abgeschätzt werden, ob das Empfangssignal ein reales Echo des Ultraschallsignals beschreibt oder ob es von einem Störsignal stammt. Durch das Auswerten des Verhältnisses der
Amplitude des Empfangssignals und der Amplitude des Korrelationssignals kann das Empfangssignal einfach und zuverlässig bewertet werden.
Bevorzugt wird das Korrelationssignal mittels einer normierten Korrelationsfunktion bestimmt. Das Korrelationssignal bestimmt sich aus einer vorbestimmten, normierten Korrelation des Sendesignals mit dem Empfangssignal. Dabei kann die Korrelation beziehungsweise die Korrelationsfunktion derart normiert sein, dass bei einer
vollständigen Übereinstimmung des Sendesignals mit dem Empfangssignal die Amplitude des Korrelationssignals einen vorbestimmten Wert aufweist. Dieser vorbestimmte Wert kann der Amplitude des Sendesignals oder der Amplitude des Empfangssignals entsprechen. Somit wird für die Amplitude des Korrelationssignals ein vorbestimmter Wert mit dem Fall vorgegeben, dass das Sendesignal mit dem Empfangssignal vollständig übereinstimmt. Bei der realen Messung wird das Empfangssignal nicht vollständig mit dem Sendesignal übereinstimmen. Dies ist durch die Luftdämpfung und/oder die
Reflektionseigenschaften des Objekts begründet. Dennoch weisen das Sendesignal und das Empfangssignal eine verhältnismäßig hohe Ähnlichkeit zueinander auf. Es ergibt sich somit für die Amplitude des Korrelationssignals ein Wert, der im Bereich des
vorbestimmten Werts liegt. Damit kann das Empfangssignal auf einfache und
zuverlässige Weise bewertet werden.
In einer Ausführungsform wird das Empfangssignal als Nutzsignal bewertet, falls die Amplitude des Empfangssignals und die Amplitude des Korrelationssignals im
Wesentlichen gleich sind. Mit anderen Worten wird das Empfangssignal als Nutzsignal bewertet, falls das Verhältnis von der Amplitude des Empfangssignals und der Amplitude des Korrelationssignals im Wesentlichen den Wert eins aufweist. Als Nutzsignal kann das Empfangssignal insbesondere dann bewertet werden, wenn das Empfangssignal das reale Echo des Ultraschallsignals beschreibt. Somit kann auf einfache und zuverlässige Weise ermittelt werden, ob das Empfangssignal ein reales Echo oder ein Scheinecho beschreibt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird anhand des Empfangssignals ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt, falls das Empfangssignal als Nutzsignal bewertet wird. Das Bestimmen der Amplitude des Empfangssignals und der Amplitude des Korrelationssignals kann mit einer Auswerteeinrichtung des
Ultraschallsensors selbst beziehungsweise einer Ultraschallsensorvorrichtung, welche den Ultraschallsensor und die Auswerteeinrichtung umfasst, durchgeführt werden.
Ebenso kann die Bewertung beziehungsweise Auswertung des Empfangssignals mit dieser Auswerteeinrichtung erfolgen. Die Auswerteeinrichtung kann beispielsweise durch eine entsprechende Elektronik, einen Signalprozessor, einen Mikroprozessor oder dergleichen gebildet sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Bestimmung des Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt mit einer Steuereinrichtung beziehungsweise einem elektronischen Steuergerät des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird. Von der Auswerteeinrichtung kann dann das Empfangssignal zusammen mit einer Information, die beschreibt, ob es sich bei dem Empfangssignal um ein Nutzsignal oder ein Störsignal handelt, an die Steuereinrichtung übertragen werden. Falls das
Empfangssignal als Nutzsignal bewertet wird, kann das Empfangssignal von der
Steuereinrichtung direkt ausgewertet werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Empfangssignal als Störsignal bewertet, falls die Amplitude des Korrelationssignals kleiner als die Amplitude des Empfangssignals ist. Sollte die Amplitude des Empfangssignals deutlich größer als die Amplitude des
Korrelationssignals, kann davon ausgegangen werden, dass das Empfangssignal ein Störsignal ist beziehungsweise Störsignalanteile umfasst. Diese Störsignale können beispielsweise von den Signalen von anderen Ultraschallsensoren stammen. Ferner können derartige Störsignale beispielsweise von Druckluftquellen, beispielsweise
Druckluftquellen von Lastkraftwagen, die ebenfalls Signale im Ultraschallbereich erzeugen können, stammen. Ferner können die Störsignalanteile beispielsweise von Überwachungssystemen zur Parkplatzerkennung oder zum Zählen von Fahrzeugen im Straßenverkehr stammen, die beispielsweise in oder an Ampeln angeordnet sind. Wenn das Empfangssignal auf einem Störsignal basiert, weist es eine geringe Übereinstimmung mit dem Sendesignal auf, was in einer geringen Amplitude des Korrelationssignals resultiert. Anhand des Vergleichs der Amplitude des Korrelationssignals und der
Amplitude des Empfangssignals kann dies auf einfache Weise erkannt werden.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Empfangssignal gefiltert wird, falls das
Empfangssignal als Störsignal bewertet wird. Auch hier kann - wie bereits erläutert - die Bewertung des Empfangssignals mit einer Auswerteeinrichtung des Ultraschallsensors beziehungsweise der Ultraschallsensorvorrichtung selbst erfolgen. Hierbei kann das Empfangssignal zusammen mit der Information, dass es sich bei dem Empfangssignal um ein Störsignal handelt an die Steuereinrichtung übertragen werden. Mittels der Steuereinrichtung kann dann das Empfangssignal entsprechend gefiltert werden, um die Störsignalanteile aus dem Empfangssignal herauszufiltern. Somit kann das Empfangssignal nur dann gefiltert werden, falls bewertet wurde, dass dieses Störsignal Anteile umfasst. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung das Empfangssignal entsprechend auswertet, um die Störsignalanteile zu klassifizieren.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Sendesignal mit einer vorbestimmten Codierung ausgegeben wird. Wenn beispielsweise eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, kann jeder der Ultraschallsensoren mit einem
vorbestimmten Sendesignal angeregt werden. Zur Codierung kann das Sendesignal nach Art einer Bitfolge bereitgestellt werden. Somit kann zusätzlich überprüft werden, ob Empfangssignale auf dem ausgesendeten Sendesignals basiert.
Eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist zum
Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt. Die
Ultraschallsensorvorrichtung kann den Ultraschallsensor sowie die Auswerteeinrichtung umfassen. Diese können beispeisweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.
Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung. Zudem kann das Fahrerassistenzsystem beispielsweise eine Steuereinrichtung umfassen, die durch ein elektronisches Steuergerät (ECU - Electronic Control Unit) des Kraftfahrzeugs gebildet ist. Die Steuereinrichtung kann zur Datenübertragung mit der Ultraschallsensorvorrichtung verbunden sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem eine Mehrzahl von
Ultraschallsensorvorrichtungen umfasst.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes
Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten
Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung, das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem sowie das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, welches ein Fahrerassistenzsystem mit
Ultraschallsensorvorrichtungen umfasst;
Fig. 2 ein Empfangssignal einer Ultraschallsensorvorrichtung und ein
Korrelationssignal, welches die Korrelation eines Sendesignals mit dem Empfangssignal beschreibt gemäß einer ersten Ausführungsform; und
Fig. 3 das Empfangssignal und das Korrelationssignal gemäß einer weiteren
Ausführungsform.
In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Fall als
Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein
Fahrerassistenzsystem 2. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst wiederum eine
Steuereinrichtung 3, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät (ECU - Electronic Control Unit) des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann. Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 zumindest eine Ultraschallsensorvorrichtung 4. Vorliegend umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 acht Ultraschallsensorvorrichtungen 4. Dabei sind vier Ultraschallsensorvorrichtungen 4 in einem Frontbereich 5 des
Kraftfahrzeugs 1 und vier Ultraschallsensorvorrichtungen 4 in einem Heckbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Ultraschallsensorvorrichtungen 4 umfassen einen hier nicht näher dargestellten Ultraschallsensor, mit dem ein Objekt 8 in einer Umgebung 7 des Kraftfahrzeugs 1 erfasst werden kann. Die Ultraschallsensorvorrichtungen 4 beziehungsweise die Ultraschallsensoren dienen insbesondere dazu, eine relative Lage zwischen dem Objekt 8 und dem Kraftfahrzeug 1 zu bestimmen. Die
Ultraschallsensorvorrichtungen 4 können beispielsweise in entsprechenden
Durchgangsöffnungen in den Stoßfängern des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensorvorrichtungen 4 verdeckt unter den Stoßfängern angeordnet sind.
Die Ultraschallsensoren der Ultraschallsensorvorrichtungen 4 umfassen üblicherweise eine Membran, die beispielsweise topfförmig ausgebildet sein kann und aus Aluminium gebildet sein kann. Diese Membran kann mit einem entsprechenden Wandlerelement, beispielsweise einem piezoelektrischen Element zu mechanischen Schwingungen angeregt werden. Auf diese Weise kann mit der jeweiligen Ultraschallsensorvorrichtung 4 ein Ultraschallsignal ausgesendet werden, welches dann von dem Objekt 8 reflektiert wird und wieder zu der Ultraschallsensorvorrichtung beziehungsweise der Membran gelangt. Durch das reflektierte Ultraschallsignal beziehungsweise das Echo des Ultraschallsignals wird die Membran zu mechanischen Schwingungen angeregt. Diese mechanischen Schwingungen können mit dem Wandlerelement erfasst und in Form eines
Empfangssignals 9 ausgegeben werden.
Das Wandlerelement wird mit einem vorbestimmten Sendesignal, insbesondere einer zeitlich veränderlichen Spannung, beaufschlagt, beziehungsweise angeregt.
Das Empfangssignal 9, das mit dem Wandlerelement bereitgestellt wird, soll nun entsprechend ausgewertet beziehungsweise bewertet werden. Dies ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Dort ist auf der linken Seite das Empfangssignal 9 beziehungsweise eine Einhüllende des Empfangssignals 9 in Abhängigkeit von der Zeit t gezeigt. Auf der rechten Seite ist der Verlauf eines Korrelationssignals 10 in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Das Korrelationssignal 10 ist aus der Korrelation des Sendesignals mit dem Empfangssignal 9 bestimmt. Dabei ist eine Amplitude AK des Korrelationssignals 10 entsprechend normiert. Vorliegend wird eine Amplitude AE des Empfangssignals 9 mit der Amplitude AK des Korrelationssignals 10 verglichen. Dies kann mit der
Auswerteeinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung 4 durchgeführt werden.
Aus dem Vergleich ergibt sich, dass sowohl die Amplitude AE des Empfangssignals 9 als auch die Amplitude AK des Korrelationssignals 10 den Wert 1 ,2 aufweisen. Das Verhältnis der Amplitude AE des Empfangssignals 9 und der Amplitude AK des Korrelationssignals 10 weisen ungefähr den Wert eins auf. In diesem Fall kann davon ausgegangen werden, dass das Empfangssignal 9 von dem Sendesignal stammt. Hierbei kann von der
Auswerteeinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung 4 das Empfangssignal 9 zusammen mit der Information übertragen werden, dass es sich bei dem Empfangssignal 9 um ein Nutzsignal beziehungsweise ein Echosignal handelt.
Im Vergleich hierzu zeigt Fig. 3 den Fall, bei dem es sich bei dem Empfangssignal 9 um ein Störsignal beziehungsweise ein Signal mit Störanteilen handelt. Hierbei weist die Amplitude AE des Empfangssignals 9 im Vergleich zu der Amplitude AK des
Korrelationssignals 10 eine deutlich höhere Amplitude auf. In diesem Fall weist das Korrelationssignal 10 eine Amplitude AK auf, die den Wert 2 erreicht. Hier könnte davon ausgegangen werden, dass eine Übereinstimmung zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal 9 vorliegt. Anhand der Auswertung des Verhältnisses der Amplituden AE und AK kann aber bestimmt werden, dass es sich hierbei um ein Störsignal
beziehungsweise ein Empfangssignal 9 mit Störsignalanteilen handelt. Diese Information kann von der Auswerteeinrichtung der Ultraschallsensorvorrichtung 4 an die
Steuereinrichtung 3 übertragen werden. Hierbei kann das Empfangssignal 9 mittels der Steuereinrichtung 3 entsprechend gefiltert werden. Somit können insbesondere die Empfangssignale 9 entsprechend klassifiziert beziehungsweise bewertet werden.
Insbesondere kann ermittelt werden, ob das Empfangssignal 9 ein reales Echo oder ein sogenanntes Scheinecho beschreibt.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Auswerten eines Empfangssignals (9) einer Ultraschallsensor eines Kraftfahrzeugs (1 ), bei welchem der Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Sendesignal angeregt wird, anhand des von einem Objekt (8) in der Umgebung (7) des Kraftfahrzeugs (1 ) reflektierten
Ultraschallsignals das Empfangssignal (9) bestimmt wird, ein Korrelationssignal (10) aus einer Korrelation des Sendesignals mit dem Empfangssignals (9) bestimmt wird und anhand einer Amplitude (AE) des Empfangssignals (9) und einer Amplitude (AK) des Korrelationssignals (10) das Empfangssignal (9) bewertet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Verhältnis von der Amplitude (AE) des Empfangssignals (9) und der Amplitude (AK) des Korrelationssignals (10) bestimmt wird und das Empfangssignal (9) anhand des bestimmten Verhältnisses bewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Korrelationssignal (10) mittels einer normierten Korrelationsfunktion bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Empfangssignal (9) als Nutzsignal bewertet wird, falls die Amplitude (AE) des Empfangssignals (9) und die Amplitude (AK) des Korrelationssignals (10) im
Wesentlichen gleich sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
anhand des Empfangssignals (9) ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug (1 ) und dem Objekt (8) bestimmt wird, falls das Empfangssignal (9) als Nutzsignal bewertet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssignal (9) als Störsignal bewertet wird, falls die Amplitude (AK) des Korrelationssignals (10) kleiner ist als die Amplitude (AE) des Empfangssignals (9).
Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Empfangssignal (9) gefiltert wird, falls das Empfangssignal (9) als Störsignal bewertet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Sendsignal mit einer vorbestimmten Codierung ausgegeben wird.
Ultraschallsensorvorrichtung (4) für ein Kraftfahrzeug (1 ), welche zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist.
Fahrerassistenzsystem (2) für ein Kraftfahrzeug (1 ) mit zumindest einer
Ultraschallsensorvorrichtung (4) nach Anspruch 8.
Kraftfahrzeug (1 ) mit einem Fahrerassistenzsystem (2) nach Anspruch 9.
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