WO2020064161A1 - Verfahren zum betreiben eines ultraschallsensors für ein fahrzeug mit berücksichtigung eines frequenzunterschieds zwischen einem rohsignal und einem referenzsignal, recheneinrichtung sowie ultraschallsensorvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines ultraschallsensors für ein fahrzeug mit berücksichtigung eines frequenzunterschieds zwischen einem rohsignal und einem referenzsignal, recheneinrichtung sowie ultraschallsensorvorrichtung Download PDF

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Mathieu BAICRY
Jean Francois Bariant
Denis ASCHKENASI
Thomas Jung
Anto MICHAEL
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Definitions

  • the present invention relates to a method for operating an ultrasound sensor for a vehicle, in which the ultrasound sensor is excited during a transmission phase to emit an ultrasound signal with an excitation signal, the excitation signal causing a frequency change with a predetermined gradient
  • a raw signal is determined which reflects that in a surrounding area of the vehicle
  • Ultrasound signal describes the presence of an object in the
  • the present invention relates to a computing device and an ultrasonic sensor device.
  • the present invention relates to a computer program product and a computer-readable medium.
  • ultrasonic sensor devices for vehicles.
  • Such ultrasonic sensor devices can be used, for example, to detect an object in a surrounding area of the vehicle.
  • Ultrasonic sensor device usually comprises several ultrasonic sensors, with each of which a distance to the object can be determined. For this purpose, an ultrasonic signal is sent out with the ultrasonic sensor and the ultrasonic signal reflected by the object is received again. Based on the transit time between the emission of the ultrasound signal and the reception of that reflected by the object
  • the ultrasound signal can then be determined taking into account the propagation speed of the ultrasound signal or the airborne sound speed, the distance to the object.
  • a raw signal can be determined with the ultrasonic sensor to determine the transit time
  • This raw signal can be multiplied or mixed with at least one reference signal. Following this, the echo signal
  • the ultrasonic sensor or the ultrasonic sensor device is blind during the transmission phase. So-called blind areas usually result for a distance of 45 cm from the vehicle.
  • DE 102 25 614 A1 describes a circuit arrangement for operating an ultrasonic transducer serving as a distance sensor.
  • Circuit arrangement causes the ultrasound transducer to emit ultrasound pulses of different frequencies in succession.
  • the transmission of these pulses with different frequencies enables the echoes to be clearly assigned to their transmission pulses.
  • bandpass filters can be used to receive the echoes, which are tuned to the respective frequency and thus only filter out echoes of this frequency.
  • the avoidance of "blind zones" is solved by appropriately selecting the time intervals between the individual transmission pulses.
  • DE 10 2013 211 846 A1 describes a method for operating an environment detection system of a vehicle with at least one transmitter / receiver unit.
  • transmission signals with a fixed frequency instead of transmission signals with a changing frequency are selected, for example
  • Frequency-modulated signals with linear, logarithmic or quadratic modulation The emitted frequency-modulated signal has at least a first section with increasing frequencies and a second section with falling frequencies.
  • the received echo signals are assigned to reflection sources, and on the basis of the received echo signals, information about the
  • the ultrasound measuring system has an evaluation unit with a control device, which is designed to convert a transducer element of the
  • the control device is designed to generate a frequency-modulated transmission signal by means of a modulation signal such that the signature of the ultrasound pulse differs from that of a decay signal.
  • the evaluation unit comprises at least one correlation filter, the at least one correlation filter being designed to correlate the signal generated by the converter element with the transmission signal.
  • Ultrasonic sensor can be carried out more robustly.
  • This object is achieved by a method by a
  • a method according to the invention is used to operate an ultrasonic sensor for a vehicle.
  • the ultrasound sensor is excited during a transmission phase to emit an ultrasound signal with an excitation signal
  • a raw signal is determined which reflects that in the area surrounding the vehicle
  • Ultrasound sensor describes. Furthermore, the presence of an object in the surrounding area is checked on the basis of the raw signal and at least one reference signal. It is provided here that the at least one reference signal is a
  • Frequency change with the predetermined slope as a function of time there is a frequency difference between the raw signal and the determines at least one reference signal.
  • a distance between the ultrasonic sensor and the object is determined based on the frequency difference.
  • the ultrasonic sensor can be operated.
  • Ultrasonic sensor is in particular part of an ultrasonic sensor device that is used in the vehicle.
  • the method can be carried out, for example, with an electronic computing device or an electronic control device.
  • the ultrasonic sensor can detect objects or obstacles in the
  • the ultrasonic signal is sent out with the ultrasonic sensor.
  • a membrane of the ultrasonic sensor For this purpose, a membrane of the ultrasonic sensor
  • Ultrasonic sensor with a corresponding transducer element, for example a piezoelectric element, excited to mechanical vibrations.
  • the transducer element can be supplied with the excitation signal in the form of a time-varying electrical voltage.
  • This excitation signal has a time-dependent frequency change in a predetermined slope.
  • the frequency of the excitation signal changes linearly as a function of time. This means that the slope of the frequency change in
  • Ultrasound signal reflected in the surrounding area can be received again during the reception phase of the ultrasound sensor.
  • the ultrasound signal reflected by the object strikes the membrane of the ultrasound sensor, as a result of which the latter and the transducer element are excited to mechanical vibrations.
  • a time-varying electrical voltage can then be output as a function of this mechanical vibration.
  • This time-varying electrical voltage can then be used as the raw signal.
  • Voltage that is output by the transducer element is amplified and sampled accordingly.
  • the raw signal thus describes, in particular, the amplified and sampled electrical voltage that is output by the converter element.
  • This raw signal can be mixed or multiplied with at least one reference signal.
  • this reference signal has a frequency change with the predetermined slope as a function of time.
  • at least one reference signal is also a signal whose frequency changes as a function of time and with the same slope with which the frequency of the excitation signal changes as a function of time.
  • the frequency can also change linearly as a function of time.
  • the frequency change depending on the time, the excitation signal and the at least one reference signal can be the same or differ. It is crucial that the slope of the frequency change in
  • Ultrasound signal also has the frequency change as a function of the time of the excitation signal. A frequency difference between the raw signal and the at least one reference signal can thus be determined. Based on the
  • Frequency difference can then be a time offset between the transmission of the ultrasound signal and the reception of that reflected by the object
  • Ultrasound signal can be determined. Based on this time offset
  • the distance between the ultrasonic sensor and the object can then be determined.
  • At least one mixed signal is preferably determined, which is a multiplication of the raw signal by the at least one
  • the at least one mixed signal is filtered in order to determine the frequency difference.
  • the at least one reference signal can be mixed with the raw signal.
  • a multiplicative mixture is carried out in particular. The result of this
  • multiplicative mixture is a sum and a difference of the frequency of the raw signal and the frequency of the at least one reference signal.
  • the difference between the two can be determined by appropriate filtering, for example low-pass filtering
  • Frequencies are determined.
  • the cutoff frequency of the low-pass filter is determined in such a way that the filtered mixed signal describes the frequency difference between the at least one reference signal and the raw signal. It is therefore possible to determine the proportion of the mixed signal which is the difference in the frequency of the raw signal and describes the frequency of the at least one reference signal. The frequency difference can thus be determined in a simple and reliable manner.
  • the frequency difference is determined on the basis of a time duration between successive zeros of the at least one filtered mixed signal.
  • the filtered mixed signal preferably describes the difference between the frequency of the at least one reference signal and the frequency of the raw signal.
  • the filtered mixed signal can describe a time-dependent oscillation, for example a sinusoidal oscillation. Based on the time duration between successive or neighboring ones
  • Zeros can then be used to determine the frequency of the filtered mixed signal, which corresponds to the frequency difference.
  • the frequency difference can be determined on the basis of a time duration between successive maxima and / or minima of the at least one filtered mixed signal.
  • the time duration between successive maxima, time duration between successive minima or both the time duration between successive maxima and minima can be determined in the filtered mixed signal in order to determine the frequency difference between the at least one reference signal and the raw signal.
  • the determination of the frequency difference on the basis of the time duration between successive maxima and / or minima is characterized in that they are more robust against external interference, for example signals from neighboring ones
  • Ultrasonic sensors or signals in the surrounding area are Ultrasonic sensors or signals in the surrounding area.
  • the raw signal is multiplied by a first reference signal and by a second reference signal, the first reference signal and the second reference signal having a phase difference of 90 ° with respect to one another.
  • a so-called IQ mix can be carried out.
  • the raw signal can be combined with the first reference signal and with the second
  • Reference signal which has a phase difference of 90 ° to the first reference signal, mixed or multiplied.
  • a first mixed signal which describes the multiplication of the raw signal by the first reference signal
  • a second mixed signal which describes the
  • Multiplication of the raw signal with the second reference signal describes can be determined.
  • the frequency difference can depend on the first
  • the first mixed signal and the second mixed signal can be determined.
  • the first mixed signal and the second mixed signal can - as described above - be filtered with a low-pass filter. Furthermore, a first can then be based on the first mixed signal
  • Frequency difference can be determined, and a second frequency difference can be determined on the basis of the second mixed signal. In addition, from the first
  • Frequency difference and the second frequency difference are formed an average.
  • the frequency difference between the raw signal and the at least one reference signal can then be derived from this.
  • the raw signal can thus be processed in two separate channels or paths of signal processing, and the determination of the frequency difference can thus be carried out more robustly with respect to interference.
  • the frequency difference is determined if an amplitude of the at least one signal exceeds a predetermined threshold value.
  • the frequency difference is preferably only determined if the amplitude of the at least one mixed signal exceeds the predetermined threshold value. It can also be provided that the frequency difference is only determined if an amplitude of the at least one filtered mixed signal exceeds the predetermined threshold value. It can thus be achieved that the method becomes more robust against noise or interference. If the amplitude of the filtered mixed signal is below the threshold value, the probability is low that the raw signal describes an echo of the ultrasound signal reflected by the object. In this case, it is not necessary to determine the frequency difference. The method can thus be carried out efficiently.
  • a frequency difference signal is determined, which describes the frequency difference between the raw signal and the at least one reference signal, and echoes of the ultrasound signal reflected by the object are recognized on the basis of the frequency difference signal.
  • the frequency difference signal can describe the time course of the frequency difference, which was determined on the basis of the at least one filtered mixed signal. If a first mixed signal is determined on the basis of the first reference signal and a second mixed signal is determined on the basis of the second reference signal, the frequency difference signal can describe the mean value of certain frequency differences as a function of time. This frequency difference signal can now be used to echo the
  • the frequency difference signal is essentially constant or stable for a certain period of time or in a certain range.
  • the frequency difference signal can have a substantially constant value in these areas.
  • These areas or time segments can then be assigned to signal segments in the raw signal that originate from an echo.
  • the transit time is proportional to the frequency.
  • a number of respective frequency components of the frequency difference signal can be determined. If one or more
  • the excitation signal and the at least one reference signal are preferably a chirp.
  • the excitation signal and the reference signal can be chirp-up signals. This means that the frequency increases linearly as a function of time.
  • the excitation signal and the at least one reference signal can also be a chirp-down signal. In this case, the frequency of the signal decreases linearly as a function of time. With such chirp signals, the frequency difference can be determined in a simple and reliable manner.
  • the method is used in a short-range mode for detecting objects in a predetermined short range of the surrounding area.
  • the method according to the invention is particularly suitable for recognizing objects in the predetermined close range.
  • This close range can be at a distance from the vehicle or the ultrasonic sensor that is less than 45 cm.
  • the at least one ultrasonic sensor can be operated in the short-range mode at predetermined times as a function of a detected object. Otherwise, the ultrasonic sensor can be operated in a normal mode. It can be provided that the received raw signal with a
  • Reference signal is multiplied or mixed, which has a constant frequency.
  • the ultrasonic sensor can thus be operated as required.
  • the short-range mode and the normal mode are used in parallel. If a distance less than a distance limit value is detected, the raw signal can be performed according to the method according to the invention be evaluated. If a distance greater than or equal to the distance limit value is recognized, the raw signal can be evaluated according to a known method.
  • the distance limit can be 45 cm.
  • a computing device for an ultrasonic sensor device of a vehicle is designed to carry out a method according to the invention and the advantageous refinements thereof.
  • the computing device can be formed by a corresponding processor, a digital signal processor or the like.
  • the computing device can be part of an electronic control unit of the vehicle. It can also be provided that the
  • Computing device is part of the ultrasonic sensor. In this case it is
  • Computing device is preferably designed as an application-specific integrated circuit.
  • the computing device in a housing of the
  • Ultrasonic sensor can be arranged.
  • the ultrasonic sensor device comprises at least one ultrasonic sensor. It can also be provided that the
  • Ultrasonic sensor device has a plurality of ultrasonic sensors, which can then be arranged distributed in the vehicle.
  • Driver assistance system comprises an ultrasonic sensor device according to the invention. With the help of the driver assistance system, objects in the area surrounding the vehicle can be recognized.
  • the driver assistance system can be designed to issue a warning to the driver of the vehicle if there is an object in the vehicle
  • Driver assistance system is designed to maneuver the vehicle at least semi-autonomously depending on a detected object.
  • the driver assistance system can also be designed as a parking assistance system or as a brake assistant.
  • a vehicle according to the invention comprises one according to the invention
  • the vehicle is designed in particular as a passenger car. It can also be provided that the vehicle is designed as a commercial vehicle.
  • the invention also includes a computer program product with program code means which are stored in a computer-readable medium in order to achieve the invention Carrying out the method and the advantageous refinements thereof when the computer program product is processed on a processor of an electronic control unit.
  • Another aspect of the invention relates to a computer-readable medium, in particular in the form of a computer-readable floppy disk, CD, DVD, memory card, USB memory unit, or the like, in which program code means are stored in order to carry out the method according to the invention and the advantageous refinements thereof, if the
  • Program code means are loaded into a memory of an electronic control unit and processed on a processor of the electronic control unit.
  • Embodiments and their advantages apply accordingly to the computing device according to the invention, the ultrasonic sensor device according to the invention, for the driver assistance system according to the invention, for the vehicle according to the invention for the computer program product according to the invention and for the computer-readable medium according to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a vehicle which a
  • Ultrasonic sensor device having a plurality of ultrasonic sensors
  • 2 shows a schematic circuit diagram of a computing device for carrying out a method for operating an ultrasonic sensor
  • Fig. 6 shows a time course of a frequency difference signal, which a
  • the vehicle 1 shows a top view of a vehicle 1, which in the present case is designed as a passenger car.
  • the vehicle 1 comprises a driver assistance system 2, which serves to assist a driver in driving the vehicle 1.
  • the driver assistance system 2 serves to assist a driver in driving the vehicle 1.
  • Driver assistance system 2 can be designed as a brake assistant. Furthermore, the driver assistance system 2 can be designed as a parking assistance system, by means of which the driver can be assisted when parking the vehicle 1 in a parking space and / or when parking out of the parking space.
  • the driver assistance system 2 in turn comprises an ultrasonic sensor device 3.
  • the ultrasonic sensor device 3 has at least one ultrasonic sensor 4.
  • the ultrasonic sensor device 3 comprises twelve ultrasonic sensors 4. Six of the ultrasonic sensors 4 are in one
  • the ultrasonic sensors 4 can in particular be mounted on the bumpers of the vehicle 1.
  • the ultrasonic sensors 4 can be arranged at least in certain areas in corresponding recesses or through openings of the bumpers. It can also be provided that the ultrasonic sensors 4 are arranged behind the bumpers.
  • the ultrasonic sensors 4 can also be arranged on further trim parts or components of the vehicle 1. For example, the ultrasonic sensors 4 can be arranged on or hidden behind the doors of the vehicle 1.
  • the respective ultrasonic sensors 4 can be used to provide raw signals 10 (FIG. 5) which describe at least one object 8 in a surrounding area 9 of the vehicle 1.
  • raw signals 10 FIG. 5
  • an object 8 is schematically shown in the surrounding area 9.
  • an ultrasonic signal can be emitted with each of the ultrasonic sensors 4.
  • the ultrasound signal or echo reflected by the object 8 can then be received again. Based on the transit time between the emission of the ultrasound signal and the
  • Receiving the ultrasound signal reflected by the object 8 can then determine a distance between the ultrasound sensor 4 and the object 8. It can also be provided that the ultrasound signal, which was emitted by one of the ultrasound sensors 4, is received with an adjacent ultrasound sensor 4. This is also known as a cross measurement.
  • the ultrasonic sensor device 3 comprises an electronic one
  • Computing device 5 which can be formed, for example, by an electronic control unit of vehicle 1.
  • the computing device 5 is connected to the ultrasonic sensors 4 for data transmission. Corresponding data lines are not shown here for the sake of clarity.
  • the respective ultrasonic sensors 4 can be excited by means of the computing device 5 to emit the ultrasonic signal with an excitation signal 21.
  • this excitation signal 21 is configured such that it exhibits a frequency change with a predetermined slope as a function of time. In particular, it is
  • Excitation signal 21 around a linear chirp signal.
  • An ultrasonic signal is then emitted with the ultrasonic sensors 4, which essentially has the frequency response of the excitation signal 21.
  • This ultrasonic signal is then reflected by the object 8 and then received by the ultrasonic sensor 4.
  • Ultrasonic sensor 4 determines the raw signal 10 which is the received one or describes the ultrasound signal reflected by the object 8. These raw signals 10 can then be transmitted from the ultrasound sensors 4 to the computing device 5 in order to recognize the object 8 in the surrounding area 9. This information can then be used by the driver assistance system 2 to output an output to the driver of the vehicle 1. In addition, it can be provided that the driver assistance system 2 intervenes in a steering system, a braking system and / or a drive motor in order to at least semi-autonomously maneuver the vehicle 1 as a function of the detected object 8.
  • FIG. 2 shows a schematic circuit diagram of the computing device 5.
  • the raw signal 10, which is provided in the ultrasonic sensor 4, is received at an input.
  • the raw signal 10 describes one of a converter element of the
  • Ultrasonic sensor 4 provided electrical voltage, which was amplified and sampled accordingly. This raw signal is fed to a first mixer 1 1 a, by means of which the raw signal 10 is mixed with a first reference signal R1
  • first mixed signal 12a which is fed to a first low-pass filter 13a.
  • the cut-off frequency of the first low-pass filter 13a is determined such that the filtered mixed signal is the difference between the frequency of the raw signal 10 and the frequency f of the first
  • An optional downsampling is carried out in a block 14a, in which, for example, the sampling frequency is reduced.
  • the raw signal 10 is mixed or multiplied by a second mixer 11b with a second reference signal R2.
  • the second reference signal R2 has a phase difference of 90 ° from the first reference signal R1.
  • the first reference signal R1 can be described as cos (oo (t) t) and the second reference signal R2 can be described as cos (oo (t) t), where oo (t) describes the pulsation of the reference signal R1, R2, which is changes depending on the time t.
  • the amplitudes of the signals are determined and with a
  • predetermined threshold value 16 compared. If the amplitudes of the filtered
  • a frequency difference Af between the raw signal 10 and the first reference signal R1 is determined in a block 17a on the basis of the first mixed signal 12a.
  • the frequency difference Af between the raw signal 10 and the second is in a block 17b
  • Reference signal R2 is determined on the basis of the second mixed signal 12b. It can also be provided that a period or a difference in the period is determined in blocks 17a and 17b. An average of the two determined frequency differences is then determined in a block 18. At the output of block 18 there is a frequency difference signal 19 which is the averaged one
  • Frequency difference signal 19 is fed to an echo detection device 20.
  • FIG. 3 shows a change in the frequency f of the reference signals R1, R2 as a function of the time t. It can be seen here that in the present exemplary embodiment the frequency f of the reference signals R1, R2 increases as a function of time.
  • the reference signal R1, R2 is therefore a chirp-up signal.
  • Ultrasonic sensor 4 is excited with the excitation signal 21.
  • the emitted ultrasound signal thus also has the frequency response of the excitation signal 21.
  • the frequency change of the raw signal 10 as a function of the time t is also shown.
  • the raw signal 10 describes the ultrasonic signal reflected by the object 8 and received by the ultrasonic sensor 4. It can be clearly seen here that the frequency difference Af between the reference signal R1, R2 and the raw signal 10 is constant over the length of the echo.
  • the frequency difference Af is proportional to a running time t o .
  • the frequency of the first part of the reference signal R1, R2 is the same as the frequency of the excitation signal 21 or the emitted ultrasound signal. It can also be provided that the frequency f of the reference signals R1, R2 is greater or less than the frequency f of the excitation signal 21. This is illustrated by way of example in FIG. 4. It should be noted that an increase in the frequency f of the reference signal R1, R2 as a function of the time t corresponds to an increase in the frequency f of the excitation signal 21. It can thus be achieved that the frequency difference Af between the reference signal R1, R2 and the raw signal 10 remains constant.
  • the frequency difference Af between the reference signal R1, R2 and the raw signal 10 can be achieved by mixing the raw signal 10 with the reference signal R1, R2 and the subsequent low-pass filtering. After this operation, the filtered mixed signal describes the difference in frequency f of the reference signals R1, R2 and the frequency f of the raw signal 10. The frequency f of the filtered and mixed down mixed signals is then determined. The time period between successive zeros of the filtered mixed signal can thus be determined. It can also be provided that the time period between successive maxima and minima of the filtered mixed signals is determined.
  • the raw signal is mixed with the two reference signals R1, R2, which have a phase difference of 90 ° to one another.
  • the raw signal 10 is mixed with a single reference signal R1, R2.
  • a region 22 can be seen in the raw signal 10, which is to be assigned to the transmission mode of the ultrasonic sensor 4.
  • the membrane of the ultrasonic sensor 4 is excited to vibrate by means of the transducer element.
  • an area 23 can be seen which originates from an echo or the reflected ultrasound signal from an object 8 which is at a distance of 20 cm from the ultrasound sensor 4.
  • a region 24 of the raw signal 10 describes an echo of the emitted ultrasound signal from an object which is at a distance of 40 cm from the ultrasound sensor 4.
  • Frequency difference signal 19 is evaluated in the echo detection unit 20.
  • the echoes can be recognized by the fact that the frequency difference signal 19 is stable or essentially constant in one area. Another possibility is to determine the number of appearances for each of the frequencies. If one or more frequencies are present in the frequency difference signal 19, this means that these frequency components come from echoes.
  • an area 25 can be seen in the frequency difference signal 19, which comes from the echo of the signal at a distance of 20 cm. This distance can be determined on the basis of the corresponding frequency f1.
  • the frequency difference signal 19 essentially has the frequency f2. This area 26 originates from the object at a distance of 40 cm, which corresponds to the frequency f2.
  • excitation signals 21 and reference signals R1, R2 which are designed as a chirp-up signal. It can also be provided that the excitation signal 21 and the reference signals R1, R2 are designed as a chirp-down signal. If adjacent ultrasound sensors 4 are to emit ultrasound signals at the same time, a chirp-up signal can be emitted with the ultrasound sensors 4, and a chirp-down signal can be emitted with the other ultrasound sensors 4. It can also be provided that the neighboring ones
  • Ultrasonic sensors 4 Send ultrasonic signals in different frequency bands. In these cases, two channels are used. Here the method can then be used for each of the channels. Overall, the method shown is preferably suitable for detecting objects 8 in a close range or in a range at a distance of less than 45 cm from the vehicle of an ultrasonic sensor 4.

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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors (4) für ein Fahrzeug (1), bei welchem der Ultraschallsensor (4) während einer Sendephase zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Anregungssignal (21) angeregt wird, wobei das Anregungssignal (21) eine Frequenzänderung mit einer vorbestimmen Steigung in Abhängigkeit von der Zeit (t) aufweist, und während einer Empfangsphase ein Rohsignal (10) bestimmt wird, welches das in einem Umgebungsbereich (9) des Fahrzeugs (1) reflektierte Ultraschallsignal beschreibt, wobei ein Vorhandensein von einem Objekt (8) in dem Umgebungsbereich (9) anhand von dem Rohsignal (10) und von zumindest einem Referenzsignal (R1, R2) überprüft wird, wobei das zumindest eine Referenzsignal (R1, R2) eine Frequenzänderung mit der vorbestimmen Steigung in Abhängigkeit von der Zeit (t) aufweist, ein Frequenzunterschied (Δf) zwischen dem Rohsignal (10) und dem zumindest einen Referenzsignal (R1, R2) bestimmt wird und ein Abstand zwischen dem Ultraschallsensor (4) und dem Objekt (8) anhand des Frequenzunterschieds (Δf) bestimmt wird.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors für ein Fahrzeug mit Berücksichtigung eines Frequenzunterschieds zwischen einem Rohsignal und einem Referenzsignal,
Recheneinrichtung sowie Ultraschallsensorvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors für ein Fahrzeug, bei welchem der Ultraschallsensor während einer Sendephase zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Anregungssignal angeregt wird, wobei das Anregungssignal eine Frequenzänderung mit einer vorbestimmten Steigung in
Abhängigkeit von der Zeit aufweist. Während einer Empfangsphase wird ein Rohsignal bestimmt, welches das in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs reflektierte
Ultraschallsignal beschreibt, wobei ein Vorhandensein von einem Objekt in dem
Umgebungsbereich anhand von dem Rohsignal und von zumindest einem Referenzsignal überprüft wird. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Recheneinrichtung sowie eine Ultraschallsensorvorrichtung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie ein computerlesbares Medium.
Das Interesse richtet sich vorliegend auf Ultraschallsensorvorrichtungen für Fahrzeuge. Derartige Ultraschallsensorvorrichtungen können beispielsweise dazu verwendet werden, ein Objekt in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs zu erfassen. Eine solche
Ultraschallsensorvorrichtung umfasst üblicherweise mehrere Ultraschallsensoren, mit denen jeweils ein Abstand zu dem Objekt bestimmt werden kann. Hierzu wird mit dem Ultraschallsensor ein Ultraschallsignal ausgesendet und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal wieder empfangen. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten
Ultraschallsignals kann dann unter Berücksichtigung der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ultraschallsignals beziehungsweise der Luftschallgeschwindigkeit der Abstand zu dem Objekt bestimmt werden. Um die Laufzeit zu bestimmen, kann mit dem Ultraschallsensor ein Rohsignal
bereitgestellt werden, welches das an einem Objekt reflektierte Ultraschallsignal beschreibt. Dieses Rohsignal kann mit zumindest einem Referenzsignal multipliziert beziehungsweise gemischt werden. Im Anschluss daran kann das Echosignal
entsprechend gefiltert werden, zudem kann eine Korrelation mit einem erwarteten Signal beziehungsweise Muster durchgeführt werden, um das Vorhandensein von Objekten in dem Umgebungsbereich überprüfen zu können. Bei diesem Verfahren ist es erforderlich, dass das gesamte Echo- beziehungsweise Rohsignal verwendet wird, um am Ausgang des Korrelators ein verwendbares Signal zu erhalten. Während der Sendephase, in der mit dem Ultraschallsensor das Ultraschallsignal ausgesendet wird, befindet sich das Rohsignal in einer Sättigung. Während dieser Sendephase können somit keine Echos des ausgesendeten Ultraschallsignals empfangen werden. Mit anderen Worten ist der Ultraschallsensor beziehungsweise die Ultraschallsensorvorrichtung während der Sendephase blind. Üblicherweise ergeben sich sogenannte Blindbereiche für einen Abstand von 45 cm zu dem Fahrzeug.
Um den Blindbereich zu reduzieren, sind aus dem Stand der Technik Verfahren bekannt, bei denen die Korrelation nicht mit dem kompletten erwarteten Signal durchgeführt wird, sondern nur mit einem Teil des Signals, beispielsweise der letzten 20 % des Signals. Auf diese Weise kann der Detektionsbereich in einem Nahbereich verbessert werden. Ein Nachteil eines derartigen Verfahrens ist darin zu sehen, dass dieses weniger robust gegen äußere Störungen ist als bei der Korrelation mit dem kompletten Signal. Dieser Nachteil ergibt sich insbesondere dann, wenn mehrere Ultraschallsensoren zur gleichen Zeit aussenden. In diesem Fall kann ein Übersprechen zwischen benachbarten
Ultraschallsensoren stattfinden.
In diesem Zusammenhang beschreibt die DE 102 25 614 A1 eine Schaltungsanordnung zum Betrieb eines als Abstandssensor dienenden Ultraschallwandlers. Die
Schaltungsanordnung veranlasst den Ultraschallwandler zum aufeinanderfolgenden Aussenden von Ultraschallimpulsen unterschiedlicher Frequenzen. Das Aussenden dieser Impulse mit unterschiedlichen Frequenzen ermöglicht eine eindeutige Zuordnung der Echos zu ihren Sendeimpulsen. So können zum Empfang der Echos Bandpass-Filter genutzt werden, die auf die jeweilige Frequenz abgestimmt sind und somit nur Echos dieser Frequenz herausfiltern. Die Vermeidung„blinder Zonen“ wird dadurch gelöst, dass die zeitlichen Abstände zwischen den einzelnen Sendeimpulsen geeignet gewählt werden.
Darüber hinaus beschreibt die DE 10 2013 211 846 A1 ein Verfahren zum Betrieb eines Umfelderfassungssystems eines Fahrzeugs mit zumindest einer Sende- /Empfangseinheit. Hierbei werden anstelle von Sendesignalen mit fester Frequenz Sendesignale mit sich verändernder Frequenz gewählt, beispielsweise
frequenzmodulierte Signale mit linearer, logarithmischer oder quadratischer Modulierung. Dabei weist das ausgesendete frequenzmodulierte Signal zumindest einen ersten Abschnitt mit ansteigenden Frequenzen und einen zweiten Abschnitt mit abfallenden Frequenzen auf. Die empfangenen Echosignale werden Reflexionsquellen zugeordnet, und anhand der empfangenen Echosignale wird eine Information über die
Geschwindigkeit der Reflexionsquellen relativ zur Sende-/Empfangseinheit ermittelt.
Ferner beschreibt die DE 10 2011 075 484 A1 ein Ultraschall-Messsystem zum
Detektieren eines Hindernisses mit einem Ultraschallsensor, welcher ein Wandlerelement zum Aussenden eines Ultraschallpulses und zum Erzeugen eines Empfangssignals aufweist. Ferner weist das Ultraschall-Messsystem eine Auswerteeinheit mit einer Steuereinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, ein Wandlerelement des
Ultraschallsensors zum Aussenden des Ultraschallpulses anzuregen. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, ein frequenzmoduliertes Sendesignal mittels eines Modulationssignals so erzeugen, dass sich die Signatur des Ultraschallpulses von der eines Ausschwingsignals unterscheidet. Ferner umfasst die Auswerteeinheit mindestens einen Korrelationsfilter, wobei der mindestens eine Korrelationsfilter dazu ausgebildet ist, das von dem Wandlerelement erzeugte Signal mit dem Sendesignal zu korrelieren.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie die Erkennung von Objekten in einem Umgebungsbereich eines Fahrzeugs mit Hilfe eines
Ultraschallsensors robuster durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verfahren, durch eine
Rechenvorrichtung, durch eine Ultraschallsensorvorrichtung, durch ein
Computerprogrammprodukt sowie durch ein computerlesbares Medium mit den
Merkmalen gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben eines Ultraschallsensors für ein Fahrzeug. Hierbei wird der Ultraschallsensor während einer Sendephase zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Anregungssignal angeregt, wobei das
Anregungssignal eine Frequenzänderung mit einer vorbestimmten Steigung in
Abhängigkeit von der Zeit aufweist. Während der Empfangsphase wird ein Rohsignal bestimmt, welches das in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs reflektierte
Ultraschallsensor beschreibt. Ferner wird ein Vorhandensein von einem Objekt in dem Umgebungsbereich anhand von dem Rohsignal und von zumindest einem Referenzsignal überprüft. Hierbei ist vorgesehen, dass das zumindest eine Referenzsignal eine
Frequenzänderung mit der vorbestimmten Steigung in Abhängigkeit von der Zeit aufweist. Darüber hinaus wird ein Frequenzunterschied zwischen dem Rohsignal und dem zumindest einen Referenzsignal bestimmt. Außerdem wird ein Abstand zwischen dem Ultraschallsensor und dem Objekt anhand des Frequenzunterschieds bestimmt.
Mit Hilfe des Verfahrens kann der Ultraschallsensor betrieben werden. Der
Ultraschallsensor ist insbesondere Teil einer Ultraschallsensorvorrichtung, die in dem Fahrzeug eingesetzt wird. Das Verfahren kann beispielsweise mit einer elektronischen Recheneinrichtung oder einem elektronischen Steuergerät durchgeführt werden. Mit dem Ultraschallsensor können Objekte beziehungsweise Hindernisse in dem
Umgebungsbereich des Fahrzeugs erfasst werden. Hierzu wird mit dem Ultraschallsensor das Ultraschallsignal ausgesendet. Zu diesem Zweck wird eine Membran des
Ultraschallsensors mit einem entsprechenden Wandlerelement, beispielsweise einem piezoelektrischen Element, zu mechanischen Schwingungen angeregt. Hierzu kann das Wandlerelement mit dem Anregungssignal in Form einer zeitlich veränderlichen elektrischen Spannung beaufschlagt werden. Dieses Anregungssignal weist eine zeitabhängige Frequenzänderung in einer vorbestimmten Steigung auf. Insbesondere ist es vorgesehen, dass sich die Frequenz des Anregungssignals in Abhängigkeit von der Zeit linear verändert. Dies bedeutet, dass die Steigung der Frequenzänderung in
Abhängigkeit von der Zeit bevorzugt linear ist.
Das in dem Umgebungsbereich beziehungsweise von einem Objekt in dem
Umgebungsbereich reflektierte Ultraschallsignal kann während der Empfangsphase des Ultraschallsensors wieder empfangen werden. Dabei trifft das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal auf die Membran des Ultraschallsensors, wodurch diese und das Wandlerelement zu mechanischen Schwingungen angeregt werden. Mit Hilfe des Wandlerelements kann in Abhängigkeit von dieser mechanischen Schwingung dann eine zeitlich veränderliche elektrische Spannung ausgegeben werden. Diese zeitlich veränderliche elektrische Spannung kann dann als das Rohsignal verwendet werden. Insbesondere ist es aber vorgesehen, dass die zeitlich veränderliche elektrische
Spannung, die von dem Wandlerelement ausgegeben wird, entsprechend verstärkt und abgetastet wird. Somit beschreibt das Rohsignal insbesondere die verstärkte und abgetastete elektrische Spannung, die von dem Wandlerelement ausgegeben wird.
Dieses Rohsignal kann zumindest mit einem Referenzsignal gemischt beziehungsweise multipliziert werden.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass dieses Referenzsignal eine Frequenzänderung mit der vorbestimmten Steigung in Abhängigkeit von der Zeit aufweist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem zumindest einen Referenzsignal ebenfalls um ein Signal, dessen Frequenz sich in Abhängigkeit von der Zeit ändert und zwar mit der gleichen Steigung, mit der sich auch die Frequenz des Anregungssignals in Abhängigkeit von der Zeit ändert. Auch bei dem zumindest einen Referenzsignal kann sich die Frequenz in Abhängigkeit von der Zeit insbesondere linear verändern. Die Frequenzänderung in Abhängigkeit von der Zeit, des Anregungssignals und des zumindest einen Referenzsignals können gleich sein oder sich unterscheiden. Entscheidend ist, dass die Steigung der Frequenzänderung in
Abhängigkeit von der Zeit bei dem Anregungssignal und dem zumindest einen
Referenzsignal gleich sind. Das ausgesendete und von dem Objekt reflektierte
Ultraschallsignal weist ebenfalls die Frequenzänderung in Abhängigkeit von der Zeit des Anregungssignals auf. Somit kann ein Frequenzunterschied zwischen dem Rohsignal und dem zumindest einen Referenzsignal bestimmt werden. Anhand des
Frequenzunterschieds kann dann ein zeitlicher Versatz zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten
Ultraschallsignals bestimmt werden. Anhand dieses zeitlichen Versatzes
beziehungsweise der Laufzeit kann dann der Abstand zwischen dem Ultraschallsensor und dem Objekt bestimmt werden. Hierzu kann die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ultraschallsignals in der Luft beziehungsweise die Luftschallgeschwindigkeit
berücksichtigt werden. Somit kann insgesamt ein zuverlässiges und robustes Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors beziehungsweise zum Erfassen von Objekten in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs mit Hilfe eines Ultraschallsensors bereitgestellt werden.
Bevorzugt wird zum Bestimmen des Frequenzunterschieds zumindest ein Mischsignal bestimmt, welches eine Multiplikation des Rohsignals mit dem zumindest einen
Referenzsignal beschreibt. Des Weiteren ist es bevorzugt vorgesehen, dass das zumindest eine Mischsignal zum Bestimmen des Frequenzunterschieds gefiltert wird. Das zumindest eine Referenzsignal kann mit dem Rohsignal gemischt werden. Hierbei wird insbesondere eine multiplikative Mischung durchgeführt. Das Ergebnis dieser
multiplikativen Mischung ist eine Summe und eine Differenz der Frequenz des Rohsignals und der Frequenz des zumindest einen Referenzsignals. Durch eine entsprechende Filterung, beispielsweise eine Tiefpassfilterung, kann die Differenz der beiden
Frequenzen ermittelt werden. Insbesondere wird die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters so bestimmt, dass das gefilterte Mischsignal den Frequenzunterschied zwischen dem zumindest einen Referenzsignal und dem Rohsignal beschreibt. Es kann also der Anteil des Mischsignals bestimmt werden, welcher die Differenz der Frequenz des Rohsignals und der Frequenz des zumindest einen Referenzsignals beschreibt. Somit kann der Frequenzunterschied auf einfache und zuverlässige Weise bestimmt werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Frequenzunterschied anhand einer zeitlichen Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Nullstellen des zumindest einen gefilterten Mischsignals bestimmt. Wie bereits erläutert, beschreibt das gefilterte Mischsignal bevorzugt die Differenz zwischen der Frequenz des zumindest einen Referenzsignals und der Frequenz des Rohsignals. Das gefilterte Mischsignal kann eine zeitlich abhängige Schwingung, beispielsweise eine sinusförmige Schwingung, beschreiben. Anhand der zeitlichen Dauer zwischen aufeinanderfolgenden beziehungsweise benachbarten
Nullstellen kann dann die Frequenz des gefilterten Mischsignals bestimmt werden, welche dem Frequenzunterschied entspricht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Frequenzunterschied anhand einer zeitlichen Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Maxima und/oder Minima des zumindest einen gefilterten Mischsignals bestimmt werden. Es kann auch die zeitliche Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Maxima, zeitliche Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Minima oder sowohl die zeitliche Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Maxima und Minima in dem gefilterten Mischsignal ermittelt werden, um den Frequenzunterschied zwischen dem zumindest einen Referenzsignal und dem Rohsignal zu bestimmen. Die Bestimmung des Frequenzunterschieds anhand der zeitlichen Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Maxima und/oder Minima zeichnet sich dadurch aus, dass diese robuster gegen äußere Störungen, beispielsweise Signale von benachbarten
Ultraschallsensoren oder Signale in dem Umgebungsbereich, ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Rohsignal mit einem ersten Referenzsignal und mit einem zweiten Referenzsignal multipliziert, wobei das erste Referenzsignal und das zweite Referenzsignal zueinander einen Phasenunterschied von 90° aufweisen. Mit anderen Worten kann eine sogenannte IQ-Mischung durchgeführt werden. In einem IQ- Mischer kann das Rohsignal mit dem ersten Referenzsignal und mit dem zweiten
Referenzsignal, das zu dem ersten Referenzsignal einen Phasenunterschied von 90° aufweist, gemischt beziehungsweise multipliziert werden. In diesem Fall ist es bevorzugt vorgesehen, dass ein erstes Mischsignal, welche die Multiplikation des Rohsignals mit dem ersten Referenzsignal beschreibt, und ein zweites Mischsignal, welches die
Multiplikation des Rohsignals mit dem zweiten Referenzsignal beschreibt, bestimmt werden. Zudem kann der Frequenzunterschied in Abhängigkeit von dem ersten
Mischsignal und dem zweiten Mischsignal bestimmt werden. Das erste Mischsignal und das zweite Mischsignal können - wie zuvor beschrieben - mit einem Tiefpassfilter gefiltert werden. Ferner kann dann anhand des ersten Mischsignals ein erster
Frequenzunterschied bestimmt werden, und anhand des zweiten Mischsignals kann ein zweiter Frequenzunterschied bestimmt werden. Zudem kann aus dem ersten
Frequenzunterschied und dem zweiten Frequenzunterschied ein Mittelwert gebildet werden. Hieraus kann dann der Frequenzunterschied zwischen dem Rohsignal und dem zumindest einen Referenzsignal abgeleitet werden. Somit kann das Rohsignal in zwei separaten Kanälen beziehungsweise Pfaden der Signalverarbeitung verarbeitet werden und somit die Bestimmung des Frequenzunterschieds robuster gegenüber Störungen durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird der Frequenzunterschied bestimmt, falls eine Amplitude des zumindest einen Signals einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Bevorzugt wird der Frequenzunterschied nur dann bestimmt, falls die Amplitude des zumindest einen Mischsignals den vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Frequenzunterschied nur dann bestimmt wird, falls eine Amplitude des zumindest einen gefilterten Mischsignals den vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Somit kann erreicht werden, dass das Verfahren robuster gegenüber Rauschen oder Störungen wird. Falls die Amplitude des gefilterten Mischsignals unterhalb des Schwellwerts ist, ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass das Rohsignal ein Echo des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals beschreibt. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, den Frequenzunterschied zu bestimmen. Somit kann das Verfahren effizient durchgeführt werden.
In weiterer Ausführungsform wird ein Frequenzunterschiedssignal bestimmt, welches den Frequenzunterschied zwischen dem Rohsignal und dem zumindest einen Referenzsignal beschreibt, und anhand des Frequenzunterschiedssignals Echos des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals erkannt werden. Das Frequenzunterschiedssignal kann den zeitlichen Verlauf des Frequenzunterschieds beschreiben, der anhand des zumindest einen gefilterten Mischsignals bestimmt wurde. Wenn ein erstes Mischsignal anhand des ersten Referenzsignals bestimmt wird und ein zweites Mischsignal anhand des zweiten Referenzsignals bestimmt wird, kann das Frequenzunterschiedssignal den Mittelwert jeweils bestimmter Frequenzunterschiede in Abhängigkeit von der Zeit beschreiben. Dieses Frequenzunterschiedssignal kann nun dazu genutzt werden, Echos des
Ultraschallsignals beziehungsweise Reflektionen des Ultraschallsignals an Objekten in dem Umgebungsbereich zu erkennen. Bevorzugt werden zum Erkennen der Echos Bereiche des Frequenzunterschiedssignals bestimmt, an welchen eine Amplitude des Frequenzunterschiedssignals konstant ist. Falls das Rohsignal Echos beschreibt, ist das Frequenzunterschiedssignal für eine bestimmte Zeitdauer beziehungsweise in einem bestimmten Bereich im Wesentlichen konstant beziehungsweise stabil. Beispielsweise kann das Frequenzunterschiedssignal in diesen Bereichen einen im Wesentlichen konstanten Wert aufweisen. Diese Bereiche beziehungsweise Zeitabschnitte können dann Signalabschnitten in dem Rohsignal zugeordnet werden, die von einem Echo stammen. Dabei ist die Laufzeit proportional zur Frequenz. Alternativ oder zusätzlich kann eine Anzahl von jeweiligen Frequenzanteilen des Frequenzunterschiedssignals bestimmt werden. Wenn eine oder mehrere
Frequenzen in dem Frequenzunterschiedssignal öfter auftauchen, bedeutet dies insbesondere, dass ein oder mehrere Echos in einem Abstand vorhanden sind, welcher zu diesen Frequenzen korrespondiert. Dies ermöglicht eine Erkennung von Echos insbesondere in einem Nahbereich.
Bevorzugt ist das Anregungssignal und das zumindest eine Referenzsignal ein Chirp. Beispielsweise können das Anregungssignal und das Referenzsignal Chirp-up-Signale sein. Dies bedeutet, dass die Frequenz in Abhängigkeit von der Zeit linear zunimmt. Das Anregungssignal und das zumindest eine Referenzsignal können auch ein Chirp-down- Signal sein. In diesem Fall nimmt die Frequenz des Signals in Abhängigkeit von der Zeit linear ab. Mit derartigen Chirp-Signalen kann der Frequenzunterschied auf einfache und zuverlässige Weise bestimmt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird das Verfahren in einem Nahbereichsmodus zum Erfassen von Objekten in einem vorbestimmten Nahbereich des Umgebungsbereichs eingesetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere dazu, Objekte in dem vorbestimmten Nahbereich zu erkennen. Dieser Nahbereich kann einen Abstand zu dem Fahrzeug beziehungsweise dem Ultraschallsensor aufweisen, der geringer als 45 cm ist. Der zumindest eine Ultraschallsensor kann zu vorbestimmten Zeitpunkten in Abhängigkeit von einem erkannten Objekt in dem Nahbereichsmodus betrieben werden. Ansonsten kann der Ultraschallsensor in einem normalen Modus betrieben werden. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass das empfangene Rohsignal mit einem
Referenzsignal multipliziert beziehungsweise gemischt wird, welches eine konstante Frequenz aufweist. Somit kann der Ultraschallsensor bedarfsgerecht betrieben werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Nahbereichsmodus und der normale Modus parallel verwendet werden. Wenn ein Abstand geringer als ein Abstandsgrenzwert erkannt wird, kann das Rohsignal gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgewertet werden. Falls ein Abstand größer oder gleich als der Abstandsgrenzwert erkannt wird, kann das Rohsignal gemäß einem bekannten Verfahren ausgewertet werden. Der Abstandsgrenzwert kann 45 cm betragen.
Eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung für eine Ultraschallsensorvorrichtung eines Fahrzeugs ist zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und der vorteilhaften Ausgestaltungen davon ausgebildet. Die Recheneinrichtung kann durch einen entsprechenden Prozessor, einen digitalen Signalprozessor oder dergleichen gebildet sein. Beispielsweise kann die Recheneinrichtung Teil eines elektronischen Steuergeräts des Fahrzeugs sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die
Recheneinrichtung Teil des Ultraschallsensors ist. In diesem Fall ist die
Recheneinrichtung bevorzugt als anwendungsspezifische integrierte Schaltung ausgebildet. Hierbei kann die Recheneinrichtung in einem Gehäuse des
Ultraschallsensors angeordnet sein.
Eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung. Zudem umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung zumindest einen Ultraschallsensor. Es kann auch vorgesehen sein, dass die
Ultraschallsensorvorrichtung eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweist, die dann verteilt in dem Fahrzeug angeordnet werden kann. Ein erfindungsgemäßes
Fahrerassistenzsystem umfasst eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung. Mit Hilfe des Fahrerassistenzsystems können Objekte in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs erkannt werden. Das Fahrerassistenzsystem kann dazu ausgebildet sein, eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs auszugeben, falls ein Objekt in dem
Umgebungsbereich erkannt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass das
Fahrerassistenzsystem dazu ausgelegt ist, das Fahrzeug zumindest semi-autonom in Abhängigkeit von einem erfassten Objekt zu manövrieren. Das Fahrerassistenzsystem kann auch als Parkhilfesystem oder als Bremsassistent ausgebildet sein.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße
Ultraschallsensorvorrichtung beziehungsweise ein erfindungsgemäßes
Fahrerassistenzsystem. Das Fahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrzeug als Nutzfahrzeug ausgebildet ist.
Zur Erfindung gehört auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche in einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um das erfindungsgemäße Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor eines elektronischen Steuergeräts abgearbeitet wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, insbesondere in Form einer computerlesbaren Diskette, CD, DVD, Speicherkarte, USB-Speichereinheit, oder ähnlichen, in dem Programmcodemittel gespeichert sind, um das erfindungsgemäße Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon durchzuführen, wenn die
Programmcodemittel in einen Speicher eines elektronischen Steuergeräts geladen und auf einem Prozessor des elektronischen Steuergeräts abgearbeitet werden.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten
Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Recheneinrichtung, die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung, für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem, für das erfindungsgemäße Fahrzeug für das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt sowie für das erfindungsgemäße computerlesbare Medium.
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 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. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, welches eine
Ultraschallsensorvorrichtung mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweist; Fig. 2 einen schematisches Schaltplan einer Recheneinrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zum Betreiben eines Ultraschallsensors;
Fig. 3 eine Frequenz eines mit dem Ultraschallsensor bereitgestellten Rohsignals sowie eine Frequenz eines Referenzsignals in Abhängigkeit von der Zeit;
Fig. 4 eine Frequenz des Rohsignals sowie eine Frequenz des Referenzsignals gemäß einer weiteren Ausführungsform in Abhängigkeit von der Zeit;
Fig. 5 einen zeitlichen Verlauf des Rohsignals, welches mit dem Ultraschallsensor bereitgestellt wird; und
Fig. 6 einen zeitlichen Verlauf eines Frequenzunterschiedssignals, welches einen
Frequenzunterschied zwischen dem Rohsignal und dem Referenzsignal beschreibt.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 1 , welches vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet ist, in einer Draufsicht. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches dazu dient, einen Fahrer beim Führen des Fahrzeugs 1 zu unterstützen. Das
Fahrerassistenzsystem 2 kann als Bremsassistent ausgebildet sein. Ferner kann das Fahrerassistenzsystem 2 als Parkhilfesystem ausgebildet sein, mittels welchem der Fahrer beim Einparken des Fahrzeugs 1 in eine Parklücke und/oder beim Ausparken aus der Parklücke unterstützt werden kann.
Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst wiederum eine Ultraschallsensorvorrichtung 3. Die Ultraschallsensorvorrichtung 3 weist zumindest einen Ultraschallsensor 4 auf. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung 3 zwölf Ultraschallsensoren 4. Dabei sind sechs der Ultraschallsensoren 4 in einem
Frontbereich 6 des Fahrzeugs 1 und sechs der Ultraschallsensoren 4 in einem Heckbereich 7 des Fahrzeugs 1 angeordnet. Die Ultraschallsensoren 4 können insbesondere an den Stoßfängern des Fahrzeugs 1 montiert sein. Dabei können die Ultraschallsensoren 4 zumindest bereichsweise in entsprechenden Ausnehmungen beziehungsweise Durchgangsöffnungen der Stoßfänger angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ultraschallsensoren 4 verdeckt hinter den Stoßfängern angeordnet sind. Grundsätzlich können die Ultraschallsensoren 4 auch an weiteren Verkleidungsteilen oder Bauteilen des Fahrzeugs 1 angeordnet sein. Beispielsweise können die Ultraschallsensoren 4 an oder verdeckt hinter den Türen des Fahrzeugs 1 angeordnet sein.
Mit den jeweiligen Ultraschallsensoren 4 können Rohsignale 10 (Fig. 5) bereitgestellt werden, welche zumindest ein Objekt 8 in einem Umgebungsbereich 9 des Fahrzeugs 1 beschreiben. Vorliegend ist schematisch ein Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 gezeigt. Zum Bestimmen des Rohsignals 10 kann mit jedem der Ultraschallsensoren 4 ein Ultraschallsignal ausgesendet werden. Im Anschluss daran kann das von dem Objekt 8 reflektierte Ultraschallsignal beziehungsweise Echo wieder empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem
Empfangen des von dem Objekt 8 reflektierten Ultraschallsignals kann dann ein Abstand zwischen dem Ultraschallsensor 4 und dem Objekt 8 bestimmt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Ultraschallsignal, das von einem der Ultraschallsensoren 4 ausgesendet wurde, mit einem benachbarten Ultraschallsensor 4 empfangen wird. Dies wird auch als Kreuzmessung bezeichnet.
Darüber hinaus umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung 3 eine elektronische
Recheneinrichtung 5, die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät des Fahrzeugs 1 gebildet sein kann. Die Recheneinrichtung 5 ist zur Datenübertragung mit den Ultraschallsensoren 4 verbunden. Entsprechende Datenleitungen sind vorliegend der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Mittels der Recheneinrichtung 5 können die jeweiligen Ultraschallsensoren 4 zum Aussenden des Ultraschallsignals mit einem Anregungssignal 21 angeregt werden. Dieses Anregungssignal 21 ist vorliegend derart ausgestaltet, dass dieses eine Frequenzänderung mit einer vorbestimmten Steigung in Abhängigkeit von der Zeit aufweist. Insbesondere handelt es sich bei dem
Anregungssignal 21 um ein lineares Chirp-Signal. Mit den Ultraschallsensoren 4 wird dann ein Ultraschallsignal ausgesendet, welches im Wesentlichen den Frequenzverlauf des Anregungssignals 21 aufweist. Dieses Ultraschallsignal wird dann von dem Objekt 8 reflektiert und anschließend von dem Ultraschallsensor 4 empfangen. Mit dem
Ultraschallsensor 4 wird dann das Rohsignal 10 bestimmt, welches das empfangene beziehungsweise das von dem Objekt 8 reflektierte Ultraschallsignal beschreibt. Diese Rohsignale 10 können dann von den Ultraschallsensoren 4 an die Recheneinrichtung 5 übertragen werden, um das Objekt 8 in dem Umgebungsbereich 9 zu erkennen. Diese Information kann dann von dem Fahrerassistenzsystem 2 genutzt werden, um eine Ausgabe an den Fahrer des Fahrzeugs 1 auszugeben. Zudem kann es vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem 2 in eine Lenkung, ein Bremssystem und/oder einen Antriebsmotor eingreift, um das Fahrzeug 1 in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt 8 zumindest semi-autonom zu manövrieren.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Schaltplan der Recheneinrichtung 5. An einem Eingang wird das Rohsignal 10, welches in dem Ultraschallsensor 4 bereitgestellt wird, empfangen. Das Rohsignal 10 beschreibt eine von einem Wandlerelement des
Ultraschallsensors 4 bereitgestellte elektrische Spannung, welche entsprechend verstärkt und abgetastet wurde. Dieses Rohsignal wird einem ersten Mischer 1 1 a zugeführt, mittels welchem das Rohsignal 10 mit einem ersten Referenzsignal R1 gemischt
beziehungsweise multipliziert wird. Daraus ergibt sich ein erstes Mischsignal 12a, welches einem ersten Tiefpassfilter 13a zugeführt wird. Dabei ist die Grenzfrequenz des ersten Tiefpassfilters 13a so bestimmt, dass das gefilterte Mischsignal die Differenz zwischen der Frequenz des Rohsignals 10 und der Frequenz f des ersten
Referenzsignals R1 beschreibt. In einem Block 14a wird ein optionales Downsampling durchgeführt, bei welchem beispielsweise die Abtastfrequenz reduziert wird. In gleicher Weise wird das Rohsignal 10 mittels eines zweiten Mischers 1 1 b mit einem zweiten Referenzsignal R2 gemischt beziehungsweise multipliziert. Dabei weist das zweite Referenzsignal R2 einen Phasenunterschied von 90° zu dem ersten Referenzsignal R1 auf. Das erste Referenzsignal R1 kann als cos(oo(t)t) beschrieben werden und das zweite Referenzsignal R2 kann als cos(oo(t)t) beschrieben werden, wobei oo(t) das Pulsieren des Referenzsignals R1 , R2 beschreibt, welches sich in Abhängigkeit von der Zeit t ändert.
Am Ausgang des zweiten Mischers 1 1 b ergibt sich ein zweites Mischsignal 12b, welches einem zweiten Tiefpassfilter 13b zugeführt wird. Zudem wird in dem Block 14b ein Downsampling durch geführt wird.
In einem Block 15 werden die Amplituden der Signale bestimmt und mit einem
vorbestimmten Schwellwert 16 verglichen. Falls die Amplituden der gefilterten
Mischsignale 12a, 12b den Schwellwert 16 überschreiten, wird in einem Block 17a ein Frequenzunterschied Af zwischen dem Rohsignal 10 und dem ersten Referenzsignal R1 anhand des ersten Mischsignals 12a bestimmt. In gleicher Weise wird in einem Block 17b der Frequenzunterschied Af zwischen dem Rohsignal 10 und dem zweiten Referenzsignal R2 anhand des zweiten Mischsignals 12b bestimmt. Es kann auch vorgesehen sein, dass in den Blöcken 17a und 17b eine Periode beziehungsweise in Unterschied in der Periode bestimmt wird. In einem Block 18 wird dann ein Mittelwert aus den beiden ermittelten Frequenzunterschieden bestimmt. Am Ausgang des Blocks 18 ergibt sich ein Frequenzunterschiedssignal 19, welches den gemittelten
Frequenzunterschied Af in Abhängigkeit von der Zeit t beschreibt. Dieses
Frequenzunterschiedssignal 19 wird einer Echo-Erfassungseinrichtung 20 zugeführt.
Fig. 3 zeigt eine Änderung der Frequenz f der Referenzsignale R1 , R2 in Abhängigkeit von der zeit t. Hierbei ist zu erkennen, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Frequenz f der Referenzsignale R1 , R2 in Abhängigkeit von der Zeit zunimmt. Es handelt sich bei dem Referenzsignal R1 , R2 somit um ein Chirp-up-Signal. Zudem ist die
Änderung der Frequenz f des Anregungssignals 21 in Abhängigkeit von der Zeit t gezeigt, wobei der Ultraschallsensor 4 beziehungsweise das Wandlerelement des
Ultraschallsensors 4 mit dem Anregungssignal 21 angeregt wird. Somit weist auch das ausgesendete Ultraschallsignal den Frequenzverlauf des Anregungssignals 21 auf.
Ferner ist die Frequenzänderung des Rohsignals 10 in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Das Rohsignal 10 beschreibt das von dem Objekt 8 reflektierte und von dem Ultraschallsensor 4 empfangene Ultraschallsignal. Hierbei ist deutlich zu erkennen, dass der Frequenzunterschied Af zwischen dem Referenzsignal R1 , R2 und dem Rohsignal 10 konstant über die Länge des Echos ist. Dabei ist der Frequenzunterschied Af proportional bei einer Laufzeit to.
In dem Beispiel gemäß Fig. 3 ist die Frequenz des ersten Teils des Referenzsignals R1 , R2 die gleiche wie die Frequenz des Anregungssignals 21 beziehungsweise des ausgesendeten Ultraschallsignals. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Frequenz f der Referenzsignale R1 , R2 größer oder kleiner als die Frequenz f des Anregungssignals 21 ist. Dies ist beispielhaft in Fig. 4 veranschaulicht. Es ist zu beachten, dass eine Steigung der Frequenz f des Referenzsignals R1 , R2 in Abhängigkeit von der Zeit t einer Steigung der Frequenz f des Anregungssignals 21 entspricht. Somit kann erreicht werden, dass der Frequenzunterschied Af zwischen dem Referenzsignal R1 , R2 und dem Rohsignal 10 konstant bleibt.
Der Frequenzunterschied Af zwischen dem Referenzsignal R1 , R2 und dem Rohsignal 10 kann durch das Mischen des Rohsignals 10 mit dem Referenzsignal R1 , R2 und der anschließenden Tiefpassfilterung erreicht werden. Nach dieser Operation beschreibt das gefilterte Mischsignal den Unterschied der Frequenz f des Referenzsignals R1 , R2 und der Frequenz f des Rohsignals 10. Im Anschluss daran wird die Frequenz f der gefilterten und heruntergemischten Mischsignale bestimmt. Somit kann die Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Nullstellen des gefilterten Mischsignals bestimmt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgender Maxima und Minima der gefilterten Mischsignale bestimmt wird.
In dem Beispiel gemäß Fig. 2 wird das Rohsignal mit den beiden Referenzsignalen R1 , R2 gemischt, die einen Phasenunterschied von 90° zueinander aufweisen. Grundsätzlich kann es vorgesehen sein, dass das Rohsignal 10 mit einem einzigen Referenzsignal R1 , R2 gemischt wird.
Fig. 5 beschreibt einen zeitlichen Verlauf des Rohsignals 10 in Abhängigkeit von der Zeit t. Auf der Abszisse ist die Zeit t und auf der Ordinate ist die Amplitude A des
Rohsignals 10 aufgetragen. Dabei ist in dem Rohsignal 10 ein Bereich 22 zu erkennen, der dem Sendebetrieb des Ultraschallsensors 4 zuzuordnen ist. In diesem Fall wird die Membran des Ultraschallsensors 4 mittels des Wandlerelements zum Schwingen angeregt. Im Anschluss daran ist ein Bereich 23 zu erkennen, welcher von einem Echo beziehungsweise dem reflektierten Ultraschallsignal von einem Objekt 8 stammt, das einen Abstand von 20 cm zu dem Ultraschallsensor 4 aufweist. Des Weiteren beschreibt ein Bereich 24 des Rohsignals 10 ein Echo des ausgesendeten Ultraschallsignals von einem Objekt, welches zu dem Ultraschallsensor 4 einen Abstand von 40 cm aufweist.
Fig. 6 zeigt einen Verlauf des Frequenzunterschiedssignals 19. Hierbei ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate die Frequenz f aufgetragen. Dieses
Frequenzunterschiedssignal 19 wird in der Echo-Erfassungseinheit 20 ausgewertet. Die Echos können daran erkannt werden, dass das Frequenzunterschiedssignal 19 in einem Bereich stabil beziehungsweise im Wesentlichen konstant ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Anzahl von Erscheinungen für jede der Frequenzen zu bestimmen. Wenn eine oder mehrere Frequenzen in dem Frequenzunterschiedssignal 19 vorhanden sind, bedeutet dies, dass diese Frequenzanteile von Echos stammen. Vorliegend ist in dem Frequenzunterschiedssignal 19 ein Bereich 25 zu erkennen, der von dem Echo des Signals mit einem Abstand von 20 cm stammt. Dieser Abstand kann anhand der korrespondierenden Frequenz f1 ermittelt werden. In einem Bereich 26 weist das Frequenzunterschiedssignal 19 im Wesentlichen die Frequenz f2 auf. Dieser Bereich 26 stammt von dem Objekt mit einem Abstand von 40 cm, der mit der Frequenz f2 korrespondiert. Das Verfahren wurde anhand von Anregungssignalen 21 und Referenzsignalen R1 , R2 erläutert, welche als Chirp-up-Signal ausgebildet sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Anregungssignal 21 sowie die Referenzsignale R1 , R2 als Chirp-down-Signal ausgebildet sind. Wenn benachbarte Ultraschallsensoren 4 gleichzeitig Ultraschallsignale aussenden sollen, kann mit den Ultraschallsensoren 4 ein Chirp-up-Signal ausgesendet werden, und mit den anderen Ultraschallsensoren 4 kann ein Chirp-down-Signal ausgesendet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die benachbarten
Ultraschallsensoren 4 Ultraschallsignale in unterschiedlichen Frequenzbändern aussenden. In diesen Fällen werden also quasi zwei Kanäle verwendet. Hier kann das Verfahren dann für jeden der Kanäle genutzt werden. Insgesamt eignet sich das dargestellte Verfahren bevorzugt dazu, Objekte 8 in einem Nahbereich beziehungsweise in einem Bereich in einem Abstand geringer als 45 cm zu dem Fahrzeug eines beziehungsweise dem Ultraschallsensor 4 zu erfassen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors (4) für ein Fahrzeug (1 ), bei welchem der Ultraschallsensor (4) während einer Sendephase zum Aussenden eines Ultraschallsignals mit einem Anregungssignal (21 ) angeregt wird, wobei das Anregungssignal (21 ) eine Frequenzänderung mit einer vorbestimmen Steigung in
Abhängigkeit von der zeit (t) aufweist, und während einer Empfangsphase ein Rohsignal (10) bestimmt wird, welches das in einem Umgebungsbereich (9) des Fahrzeugs (1 ) reflektierte Ultraschallsignal beschreibt, wobei ein Vorhandensein von einem Objekt (8) in dem Umgebungsbereich (9) anhand von dem Rohsignal (10) und von zumindest einem Referenzsignal (R1 , R2) überprüft wird, dadurch gekennzeichnet, dass
das zumindest eine Referenzsignal (R1 , R2) eine Frequenzänderung mit der vorbestimmen Steigung in Abhängigkeit von der Zeit (t) aufweist, ein
Frequenzunterschied (Af) zwischen dem Rohsignal (10) und dem zumindest einen Referenzsignal (R1 , R2) bestimmt wird und ein Abstand zwischen dem
Ultraschallsensor (4) und dem Objekt (8) anhand des Frequenzunterschieds (Af) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Bestimmen des Frequenzunterschieds (Af) zumindest ein Mischsignal (12a, 12b) bestimmt wird, welches eine Multiplikation des Rohsignals (10) mit dem zumindest einen Referenzsignals (R1 , R2) beschreibt, und das zumindest eine Mischsignal (12a, 12b) mit einem Tiefpassfilter (13a, 13b) gefiltert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Frequenzunterschied (Af) anhand einer zeitlichen Dauer zwischen
aufeinanderfolgenden Nullstellen des zumindest einen gefilterten Mischsignals bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Frequenzunterschied (Af) anhand einer zeitlichen Dauer zwischen
aufeinanderfolgenden Maxima und/oder Minima des zumindest einen gefilterten
Mischsignals bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohsignal (10) mit einem ersten Referenzsignal (R1 ) und mit einem zweiten
Referenzsignal (R2) multipliziert wird, wobei das erste Referenzsignal (R1 ) und das zweite Referenzsignal (R2) zueinander einen Phasenunterschied von 90° aufweisen.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein erstes Mischsignal (12a), welches die Multiplikation des Rohsignals (10) mit dem ersten Referenzsignal (R1 ) beschreibt, und ein zweites Mischsignal (12b), welches die Multiplikation des Rohsignals (10) mit dem zweiten Referenzsignal (R2) beschreibt, bestimmt werden und der Frequenzunterschied (Af) in Abhängigkeit von dem ersten Mischsignal (12a) und dem zweiten Mischsignal (12b) bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Frequenzunterschied (Af) bestimmt wird, falls eine Amplitude des zumindest einen Mischsignals (12a, 12b) einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Frequenzunterschiedssignal (19) bestimmt wird, welches den
Frequenzunterschied (Af) zwischen dem Rohsignal (10) und dem zumindest einen Referenzsignal (R1 , R2) beschreibt, und anhand des Frequenzunterschiedssignals (19) Echos des von dem Objekt (8) reflektierten Ultraschallsignals erkannt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Erkennen der Echos Bereiche (25, 26) des Frequenzunterschiedssignals (19) bestimmt werden, in welchen eine Amplitude des Frequenzunterschiedssignals (19) konstant ist und/oder eine Anzahl von jeweiligen Frequenzanteilen des
Frequenzunterschiedssignals (19) bestimmt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Anregungssignal (21 ) und das zumindest eine Referenzsignal (R1 , R2) ein
Chirp ist.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren in einem Nahbereichsmodus zum Erfassen von Objekten (8) in einem vorbestimmten Nahbereich des Umgebungsbereichs (9) eingesetzt wird.
12. Recheneinrichtung (5) für eine Ultraschallsensorvorrichtung (3) eines Fahrzeugs (1 ), wobei die Recheneinrichtung (5) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
13. Ultraschallsensorvorrichtung (3) für ein Fahrzeug (1 ) umfassend eine
Recheneinrichtung (5) nach Anspruch 12 und zumindest einen
Ultraschallsensor (4).
14. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche in einem
computerlesbaren Medium gespeichert sind, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor einer elektronischen Recheneinrichtung (5) abgearbeitet wird.
15. Computerlesbares Medium, insbesondere in Form einer computerlesbaren Diskette, CD, DVD, Speicherkarte, USB-Speichereinheit, oder ähnlichen, in dem
Programmcodemittel gespeichert sind, um ein Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn die Programmcodemittel in einen Speicher einer elektronischen Recheneinrichtung (5) geladen und auf einem Prozessor der elektronischen Recheneinrichtung (5) abgearbeitet werden.
PCT/EP2019/067925 2018-09-28 2019-07-04 Verfahren zum betreiben eines ultraschallsensors für ein fahrzeug mit berücksichtigung eines frequenzunterschieds zwischen einem rohsignal und einem referenzsignal, recheneinrichtung sowie ultraschallsensorvorrichtung Ceased WO2020064161A1 (de)

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