DE102019126919A1

DE102019126919A1 - Method for detecting an object in a close range on the basis of an energy of the sensor signal, computing device and ultrasonic sensor device

Info

Publication number: DE102019126919A1
Application number: DE102019126919.9A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Poepperl; Raghavendra Gulagundi; Johannes Wagner; Niko Sommer; Johannes Renner
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-04-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Objekts (8) in einem Nahbereich (10) einer Umgebung (9) eines Fahrzeugs (1), bei welchem ein Ultraschallsensor (4) zum Aussenden eines Ultraschallsignals angesteuert wird, anhand des in der Umgebung (9) des Fahrzeugs (1) reflektierten und von dem Ultraschallsensor (4) empfangenen Ultraschallsignals ein Sensorsignal (12) bestimmt wird, eine Signalenergie eines vorbestimmten Signalabschnitts (14) des Sensorsignal (12) bestimmt wird, wobei der Signalabschnitt (14) dem Nahbereich (10) zugeordnet ist, und anhand der Signalenergie des Signalabschnitts (14) ein Vorhandensein des Objekts (8) in dem Nahbereich (10) überprüft wird, wobei der Signalabschnitt (14) derart vorbestimmt wird, dass dieser von einer Ausschwingzeitdauer (15), während welcher eine Membran des Ultraschallsensors (4) nach dem Aussenden des Ultraschallsignals ausschwingt, verschieden ist.

The invention relates to a method for detecting an object (8) in a close range (10) of an environment (9) of a vehicle (1), in which an ultrasonic sensor (4) is controlled to emit an ultrasonic signal based on the information in the environment (9 ) of the vehicle (1) and the ultrasonic signal received by the ultrasonic sensor (4), a sensor signal (12) is determined, a signal energy of a predetermined signal section (14) of the sensor signal (12) is determined, the signal section (14) being the close range (10 ) is assigned, and the presence of the object (8) in the close range (10) is checked on the basis of the signal energy of the signal section (14), the signal section (14) being predetermined in such a way that it depends on a decay period (15) during which a membrane of the ultrasonic sensor (4) swings out after the ultrasonic signal has been transmitted, is different.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Objekts in einem Nahbereich einer Umgebung eines Fahrzeugs. Bei dem Verfahren wird ein Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals angesteuert. Anhand des in der Umgebung des Fahrzeugs reflektierten und von dem Ultraschallsensor empfangenen Ultraschallsignals wird ein Sensorsignal bestimmt. Zudem wird eine Signalenergie eines vorbestimmten Signalabschnitts des Sensorsignal bestimmt, wobei der Signalabschnitt dem Nahbereich zugeordnet ist, und anhand der Signalenergie des Signalabschnitts wird ein Vorhandensein des Objekts in dem Nahbereich überprüft wird. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Recheneinrichtung sowie eine Ultraschallsensorvorrichtung für ein Fahrzeug. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares (Speicher)medium.The present invention relates to a method for detecting an object in the vicinity of the surroundings of a vehicle. In the method, an ultrasonic sensor is activated to emit an ultrasonic signal. A sensor signal is determined on the basis of the ultrasonic signal reflected in the surroundings of the vehicle and received by the ultrasonic sensor. In addition, a signal energy of a predetermined signal section of the sensor signal is determined, the signal section being assigned to the close range, and the presence of the object in the close range is checked on the basis of the signal energy of the signal section. The present invention also relates to a computing device and an ultrasonic sensor device for a vehicle. Finally, the present invention relates to a computer program and a computer-readable (storage) medium.

Das Interesse richtet sich vorliegend auf Ultraschallsensorvorrichtungen für Fahrzeuge. Derartige Ultraschallsensorvorrichtungen umfassen üblicherweise eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren, welche dazu dienen, Objekte in einer Umgebung des Fahrzeugs zu erkennen. Solche Ultraschallsensorvorrichtungen können beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems sein, welches den Fahrer beim Führen eines Fahrzeugs unterstützt. In heutigen Ultraschallsensorvorrichtungen beziehungsweise Ultraschallsystemen erfolgt die Zieldetektion über das Auffinden von Peaks beziehungsweise Signalspitzen im Sensorsignal des Ultraschallsensors. Typischerweise sendet dazu der Ultraschallsensor ein bestimmtes Ultraschallsignal aus. Je nach Art, Größe und Beschaffenheit eines Objekts in der Umgebung wird ein gewisser Anteil des Ultraschallsignals beziehungsweise der Ultraschallwellen reflektiert und kann von dem Ultraschallsensor wieder empfangen werden. Abhängig vom Abstand des Objekts zu dem Ultraschallsensor ergibt sich eine unterschiedliche Laufzeit des Ultraschallsignals vom Sensor zum Objekt und wieder zurück. Anhand der Laufzeit kann dann der Abstand zwischen dem Ultraschallsensor und dem Objekt bestimmt werden.In the present case, the interest is directed towards ultrasonic sensor devices for vehicles. Such ultrasonic sensor devices usually include a plurality of ultrasonic sensors which are used to detect objects in the vicinity of the vehicle. Such ultrasonic sensor devices can, for example, be part of a driver assistance system that supports the driver in driving a vehicle. In today's ultrasonic sensor devices or ultrasonic systems, the target is detected by finding peaks or signal peaks in the sensor signal of the ultrasonic sensor. For this purpose, the ultrasonic sensor typically sends out a specific ultrasonic signal. Depending on the type, size and condition of an object in the environment, a certain proportion of the ultrasonic signal or the ultrasonic waves is reflected and can be received again by the ultrasonic sensor. Depending on the distance between the object and the ultrasonic sensor, there is a different transit time of the ultrasonic signal from the sensor to the object and back again. The distance between the ultrasonic sensor and the object can then be determined on the basis of the transit time.

Um relevante Objekte von Störsignalen, beispielsweise Reflexionen des Ultraschallsignals am Bodenbelag, unterscheiden zu können, wird heutzutage hauptsächlich die Amplitude der Objektreflexion beziehungsweise des Sensorsignals des Ultraschallsensors genutzt. Durch a priori-Wissen über den Bodenbelag kann die Detektion zwar verbessert werden, basiert jedoch dennoch rein auf den Amplitudenwerten. Ein weiterer bekannter Ansatz, um Fehldetektionen zu reduzieren, ist das Tracking beziehungsweise die Nachverfolgung von Objekten.In order to be able to distinguish relevant objects from interfering signals, for example reflections of the ultrasonic signal on the floor covering, the amplitude of the object reflection or the sensor signal of the ultrasonic sensor is mainly used nowadays. Although the detection can be improved through a priori knowledge of the floor covering, it is nevertheless based purely on the amplitude values. Another well-known approach to reduce false detections is the tracking of objects.

Weiterhin problematisch ist die Detektion von kleinen Objekten mit schlechten Reflexionseigenschaften für das Ultraschallsignal. Solche Objekte mit schlechten Reflexionseigenschaften für das Ultraschallsignal können beispielsweise krabbelnde Kinder oder Tiere sein. Derartige Objekte können mit bekannten Ansätzen kaum oder relativ schlecht erkannt werden. Aus diesem Grund kommt es - gerade beim Losfahren beziehungsweise Ausparken - auch immer wieder zu schweren Unfällen, bei denen Kinder von dem Ultraschallsensor nicht erkannt werden und der Fahrer nicht vor Objekten in schlecht einsehbaren Bereichen um das Fahrzeug gewarnt wird.The detection of small objects with poor reflection properties for the ultrasonic signal is also problematic. Such objects with poor reflection properties for the ultrasonic signal can be crawling children or animals, for example. With known approaches, such objects can hardly or relatively poorly be recognized. For this reason, serious accidents occur again and again - especially when driving off or out of a parking space - in which children are not recognized by the ultrasonic sensor and the driver is not warned of objects in areas around the vehicle that are difficult to see.

Hierzu offenbart die DE 10 2013 222 860 A1 ein Verfahren zum Erfassen eines Fahrzeugumfelds mit Hilfe eines Abstandssensors. Dabei wird ein Sendepuls ausgesendet und ein Nachschwingsignal in einem Nachschwingintervall wird erfasst. Zudem wird ein Energiewert durch Integrieren des Nachschwingsignals über einen Zeitabschnitt im Nachschwingintervall ermittelt. Darüber hinaus erfolgt ein Detektieren von Echosignalen im Nachschwingintervall auf Basis des ermittelten Energiewerts.To this end, the DE 10 2013 222 860 A1 a method for detecting the surroundings of the vehicle with the aid of a distance sensor. A transmission pulse is sent out and a ringing signal is recorded in a ringing interval. In addition, an energy value is determined by integrating the ringing signal over a period of time in the ringing interval. In addition, echo signals are detected in the post-oscillation interval on the basis of the determined energy value.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie insbesondere für das Ultraschallsignal schwach reflektierende Objekte in einem Nahbereich mit Hilfe eines Ultraschallsensors zuverlässiger erfasst werden können.The object of the present invention is to provide a solution as to how objects that are weakly reflective for the ultrasound signal can be detected more reliably in a close range with the aid of an ultrasound sensor.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Recheneinrichtung, durch eine Ultraschallsensorvorrichtung, durch ein Computerprogramm sowie durch ein computerlesbares (Speicher)medium gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by a method, by a computing device, by an ultrasonic sensor device, by a computer program and by a computer-readable (storage) medium. Advantageous developments of the present invention are specified in the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Erfassen eines Objekts in einem Nahbereich einer Umgebung eines Fahrzeugs. Bei dem Verfahren wird ein Ultraschallsensor zum Aussenden eines Ultraschallsignals angesteuert. Ferner wird anhand des in der Umgebung des Fahrzeugs reflektierten und von dem Ultraschallsensor empfangenen Ultraschallsignals ein Sensorsignals bestimmt. Hierbei ist vorgesehen, dass eine Signalenergie eines vorbestimmten Signalabschnitts des Sensorsignals bestimmt wird, wobei der Signalabschnitt dem Nahbereich zugeordnet ist. Darüber hinaus wird anhand der Signalenergie des Signalabschnitts ein Vorhandensein des Objekts in dem Nahbereich überprüft. Zudem wird der Signalabschnitt derart vorbestimmt wird, dass dieser von einer Ausschwingzeitdauer, während welcher eine Membran des Ultraschallsensors nach dem Aussenden des Ultraschallsignals ausschwingt, verschieden ist.A method according to the invention is used to detect an object in a close range of the surroundings of a vehicle. In the method, an ultrasonic sensor is activated to emit an ultrasonic signal. Furthermore, a sensor signal is determined on the basis of the ultrasonic signal reflected in the surroundings of the vehicle and received by the ultrasonic sensor. It is provided here that a signal energy of a predetermined signal segment of the sensor signal is determined, the signal segment being assigned to the close range. In addition, the presence of the object in the near area is checked on the basis of the signal energy of the signal section. In addition, the signal section is predetermined in such a way that it differs from a decay time period during which a membrane of the ultrasonic sensor swings out after the ultrasonic signal has been emitted.

Mit Hilfe des Verfahrens soll ein Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs in dem vorbestimmten Nahbereich erfasst werden. Dieser Nahbereich kann einen Abstand zwischen 10 cm und 60 cm zu dem Ultraschallsensor beziehungsweise einer Außenhülle des Fahrzeugs aufweisen. Das Verfahren kann mit einer Recheneinrichtung eines Ultraschallsensors beziehungsweise einer Ultraschallsensorvorrichtung durchgeführt werden. Diese Recheneinrichtung kann beispielsweise durch eine in den Ultraschallsensor integrierte Sensorelektronik oder durch ein elektronisches Steuergerät gebildet sein.With the aid of the method, an object in the vicinity of the vehicle is to be detected in the predetermined close range. This close range can be at a distance of between 10 cm and 60 cm from the ultrasonic sensor or an outer shell of the vehicle. The method can be carried out with a computing device of an ultrasonic sensor or an ultrasonic sensor device. This computing device can be formed, for example, by sensor electronics integrated in the ultrasonic sensor or by an electronic control device.

Der Ultraschallsensor kann eine Membran aufweisen, die insbesondere topfförmig ausgebildet ist und aus einem Metall, beispielsweise Aluminium, gefertigt sein kann. Diese Membran kann mit einem entsprechenden Schallwandlerelement, beispielsweise einem piezoelektrischen Element, zu mechanischen Schwingungen im Ultraschallbereich angeregt werden. Hierzu kann das Schallwandlerelement mit einem entsprechenden Anregungssignal angeregt werden. Das ausgesendete Ultraschallsignal wird von dem Objekt in der Umgebung reflektiert und gelangt zu dem Ultraschallsensor zurück. Durch das reflektierte Ultraschallsignal wird die Membran zum Schwingen angeregt, wobei die Schwingung mittels des Schallwandlerelements erfasst werden kann. Mit dem Schallwandlerelement kann dann das Sensorsignal ausgegeben werden, welches den zeitlichen Verlauf des reflektierten Ultraschallsignals beschreibt. Bei dem Sensorsignal kann es sich um ein Rohsignal handeln, welches mit dem Schallwandlerelement in Form einer zeitlich veränderlichen elektrischen Spannung ausgegeben wird und welches entsprechend mit einem Analog-Digital-Wandler abgetastet wird. Das Sensorsignal kann auch dadurch bereitgestellt werden, dass das Rohsignal vor der Abtastung entsprechend verstärkt und/oder gefiltert wird. Ferner kann das Sensorsignal eine einhüllende beziehungsweise Hüllkurve des Rohsignals sein.The ultrasonic sensor can have a membrane, which is in particular cup-shaped and can be made of a metal, for example aluminum. This membrane can be excited to mechanical vibrations in the ultrasonic range with a corresponding sound transducer element, for example a piezoelectric element. For this purpose, the sound transducer element can be excited with a corresponding excitation signal. The transmitted ultrasonic signal is reflected by the object in the vicinity and is returned to the ultrasonic sensor. The membrane is excited to vibrate by the reflected ultrasonic signal, the vibration being able to be detected by means of the sound transducer element. The sensor signal, which describes the time profile of the reflected ultrasonic signal, can then be output with the sound transducer element. The sensor signal can be a raw signal which is output with the sound transducer element in the form of a time-variable electrical voltage and which is correspondingly sampled with an analog-digital converter. The sensor signal can also be provided in that the raw signal is appropriately amplified and / or filtered before the sampling. Furthermore, the sensor signal can be an envelope or envelope curve of the raw signal.

Zudem wird die Signalenergie des vorbestimmten Signalabschnitts des Sensorsignals bestimmt. Die Signalenergie kann insbesondere die Fläche des Funktionsquadrats unter dem Signalabschnitt beschreiben. Vorliegend kann also ein Energiesignal mit einer endlichen Signalenergie untersucht werden. Dabei ist der Signalabschnitt derart gewählt, dass dieser den Nahbereich in der Umgebung beschreibt beziehungsweise dem Nahbereich zugeordnet ist. Der Signalabschnitt kann also vorzugsweise einem Abstandsbereich zwischen 10 cm und 60 cm zugeordnet sein. Der minimale Abstand beziehungsweise die untere Grenze des Abstandsbereichs ist insbesondere abhängig von der Ausschwingzeit der Membran des Ultraschallsensors. Die Ausschwingzeit ist wiederum abhängig von der Signalleistung, der Signalform und dergleichen. Der maximale Abstand beziehungsweise die obere Grenze des Abstandsbereichs wird insbesondere durch die Einbauposition des Ultraschallsensors am Fahrzeug festgelegt. Hierbei ist insbesondere zu beachten, dass keine Reflexionen des Ultraschallsignals am Boden beziehungsweise sogenannte Bodenechos in dem zu untersuchenden Abstandsbereich auftreten. Als Näherung kann hier angenommen werden, dass der maximale Abstand des Abstandsbereichs kleiner als die Einbauhöhe des Ultraschallsensors am Fahrzeug ist.In addition, the signal energy of the predetermined signal section of the sensor signal is determined. The signal energy can in particular describe the area of the functional square under the signal section. In the present case, therefore, an energy signal with a finite signal energy can be examined. The signal segment is selected in such a way that it describes the close range in the environment or is assigned to the close range. The signal section can therefore preferably be assigned to a distance range between 10 cm and 60 cm. The minimum distance or the lower limit of the distance range is particularly dependent on the decay time of the membrane of the ultrasonic sensor. The decay time is in turn dependent on the signal power, the signal shape and the like. The maximum distance or the upper limit of the distance range is determined in particular by the installation position of the ultrasonic sensor on the vehicle. It is particularly important to ensure that no reflections of the ultrasonic signal on the floor or so-called floor echoes occur in the distance range to be examined. As an approximation, it can be assumed here that the maximum distance of the distance range is smaller than the installation height of the ultrasonic sensor on the vehicle.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, die Objektdetektion nicht mehr auf Basis einzelner Peaks beziehungsweise Signalspitzen oder Maxima durchzuführen. Stattdessen wird die Energie des empfangenen Sensorsignals in einem größeren Bereich analysiert. Wenn sich ein Objekt in dem Abstandsbereich befindet, der dem Nahbereich zugeordnet ist, ergibt sich typischerweise eine höhere Signalenergie. Der eigentliche Signalpeak, der von dem Objekt stammt, kann bei schwach reflektierenden Objekten nur schwer zu erkennen sein.The solution according to the invention consists in no longer performing the object detection on the basis of individual peaks or signal peaks or maxima. Instead, the energy of the received sensor signal is analyzed over a larger area. If an object is located in the distance range that is assigned to the close range, there is typically a higher signal energy. The actual signal peak that originates from the object can be difficult to see in the case of weakly reflecting objects.

Wenn nun die Energieverteilung des Sensorsignals beziehungsweise des Signalabschnitts des Sensorsignals bestimmt wird, ist jedoch auch in diesem noch eine zuverlässige Detektion der Objekte möglich. Der Grund hierfür ist, dass gerade Kinder und Tiere, beispielsweise Katzen, ein diffuses und zeitlich ausgedehntes Echo im Ultraschallsignal ergeben. Dieses diffuse Echo besitzt typischerweise kein dezidiertes Maximum, sondern erstreckt sich gleichmäßig über einen größeren Bereich. Dies resultiert aus den vielen verschiedenen Reflexionspunkten der Objekte. Anhand der Energie des Signalabschnitts des Sensorsignals kann somit das Vorhandensein eines Objekts in dem Nahbereich zuverlässiger überprüft werden.If the energy distribution of the sensor signal or of the signal section of the sensor signal is now determined, a reliable detection of the objects is still possible in this, too. The reason for this is that especially children and animals, for example cats, produce a diffuse and temporally extended echo in the ultrasonic signal. This diffuse echo typically does not have a dedicated maximum, but extends evenly over a larger area. This results from the many different reflection points of the objects. The presence of an object in the close range can thus be checked more reliably on the basis of the energy of the signal section of the sensor signal.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist es vorgesehen, dass der vorbestimmte Signalabschnitt derart bestimmt wird, dass dieser von einer Ausschwingzeitdauer, während welcher eine Membran des Ultraschallsensors nach dem Aussenden des Ultraschallsignals ausschwingt, verschieden ist. Zum Aussenden des Ultraschallsignals wird die Membran zum Schwingen angeregt. Nach dem Aussenden des Ultraschallsignals schwingt die Membran mit der Resonanzfrequenz während der Ausschwingzeitdauer aus. Während der Ausschwingzeitdauer weist das Sensorsignal eine verhältnismäßig hohe Amplitude auf. Vorliegend ist insbesondere vorgesehen, dass das Sensorsignal nicht während dieser Ausschwingzeitdauer untersucht wird, sondern insbesondere der Zeitbereich nach der Ausschwingzeitdauer.According to an essential aspect of the invention, it is provided that the predetermined signal segment is determined in such a way that it differs from a decay time period during which a membrane of the ultrasonic sensor swings out after the ultrasonic signal has been emitted. The membrane is excited to vibrate in order to emit the ultrasonic signal. After the ultrasonic signal has been emitted, the membrane swings out at the resonance frequency during the decay time. During the decay period, the sensor signal has a relatively high amplitude. In the present case, it is provided, in particular, that the sensor signal is not examined during this decay period, but in particular the time range after the decay period.

In diesem Bereich sind verschiedene Effekte, wie beispielsweise die Membranresonanz nicht mehr zu beobachten und können daher auch nicht ausgewertet werden. Des Weiteren kommen in diesem Fall auch keine Sättigungseffekte der Sensorhardware mehr zum Tragen. Die Objekte, die vorliegend erfasst werden sollen, befinden sich in dem zuvor beschriebenen Nahbereich und nicht in einem Ultranahbereich, der beispielsweise innerhalb der Ausschwingzeitdauer liegt. Das Verfahren beziehungsweise der Algorithmus bietet eine Möglichkeit, in diesem Nahbereich noch hochsensitiv Objekte zu erkennen. Dies ist mit aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren beziehungsweise Ansätzen nicht möglich, da diese ausschließlich auf die Besonderheiten beziehungsweise Eigenheiten des Ausschwingvorgangs ausgelegt sind und keine Detektion außerhalb des Ultranahbereichs zulassen.In this area, various effects, such as membrane resonance, can no longer be observed and therefore cannot be evaluated. Furthermore, in this case, the saturation effects of the sensor hardware are no longer relevant. The objects that are to be detected in the present case are located in the close range described above and not in an ultra close range that lies, for example, within the decay time period. The method or the algorithm offers a possibility of still highly sensitive to detect objects in this close range. This is not possible with methods or approaches known from the prior art, since these are designed exclusively for the particularities or peculiarities of the decay process and do not allow detection outside the ultra-close range.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn der vorbestimmte Signalabschnitt derart vorbestimmt wird, dass dieser insbesondere in einem Abstand zwischen 10 cm und 60 cm zu dem Ultraschallsensor zugeordnet ist. Grundsätzlich kann der vorbestimmte Signalabschnitt in Abhängigkeit von der Einbauposition und/oder einem Einbauwinkel des Ultraschallsensors an dem Fahrzeug ausgewählt werden. Eine typische Sensoreinbauhöhe an dem Fahrzeug beträgt beispielsweise 40 cm über der Fahrbahnoberfläche. Dieser Nahbereich, der durch den Abstand zwischen 10 cm und 60 cm definiert ist, kann sich in Vorwärtsfahrtrichtung vor dem Fahrzeug und/oder in Vorwärtsfahrtrichtung hinter dem Fahrzeug befinden. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Nahbereich seitlich neben dem Fahrzeug überwacht wird.It is also advantageous if the predetermined signal segment is predetermined in such a way that it is assigned in particular at a distance between 10 cm and 60 cm from the ultrasonic sensor. In principle, the predetermined signal section can be selected as a function of the installation position and / or an installation angle of the ultrasonic sensor on the vehicle. A typical sensor installation height on the vehicle is, for example, 40 cm above the road surface. This close range, which is defined by the distance between 10 cm and 60 cm, can be in front of the vehicle in the forward direction and / or behind the vehicle in the forward direction. It can also be provided that the close range is monitored to the side of the vehicle.

In einer weiteren Ausführungsform wird zum Überprüfen des Vorhandenseins des Objekts die Signalenergie mit einer Referenz-Signalenergie verglichen, wobei die Referenz-Signalenergie in einer Referenz-Messung nach einem Einbau des Ultraschallsensors in das Fahrzeug bestimmt wird. Nach dem Einbau des Ultraschallsensors in das Fahrzeug kann eine entsprechende Referenz-Messung oder Kalibrier-Messung durchgeführt werden. Diese Referenz-Messung kann ohne Objekte in dem Nahbereich durchgeführt werden. Bei der Referenz-Messung kann beispielsweise ein Referenz-Energiewert bestimmt werden, welcher die Referenz-Signalenergie beschreibt. Die Referenz-Signalenergie beschreibt die Signalenergie des vorbestimmten Signalabschnitts des Sensorsignals während der Referenz-Messung.In a further embodiment, to check the presence of the object, the signal energy is compared with a reference signal energy, the reference signal energy being determined in a reference measurement after the ultrasonic sensor has been installed in the vehicle. After the ultrasonic sensor has been installed in the vehicle, a corresponding reference measurement or calibration measurement can be carried out. This reference measurement can be carried out without objects in the near area. During the reference measurement, for example, a reference energy value can be determined which describes the reference signal energy. The reference signal energy describes the signal energy of the predetermined signal section of the sensor signal during the reference measurement.

Im Betrieb des Ultraschallsensors kann dann die Signalenergie des Signalabschnitts bestimmt werden und mit der Referenz-Signalenergie verglichen werden. Beispielsweise kann während des Betriebs ein Energiewert bestimmt werden, der die Energie des Signalabschnitts beschreibt. Dieser kann dann mit einem Referenz-Energiewert verglichen werden, der die Referenz-Signalenergie beschreibt. Somit kann auf einfache Weise und mit geringem Rechenaufwand das Vorhandensein des Objekts anhand der Änderung der Energie im Vergleich zur Referenz-Messung erkannt werden. Da in dem betrachteten Nahbereich typischerweise keine Reflexionen des Ultraschallsignals an dem Boden beziehungsweise der Fahrbahnoberfläche auftreten, ist es möglich, die bestimmte Energie mit der Referenz-Energie zu vergleichen.When the ultrasonic sensor is in operation, the signal energy of the signal segment can then be determined and compared with the reference signal energy. For example, an energy value that describes the energy of the signal section can be determined during operation. This can then be compared with a reference energy value that describes the reference signal energy. The presence of the object can thus be recognized in a simple manner and with little computational effort on the basis of the change in energy compared to the reference measurement. Since there are typically no reflections of the ultrasonic signal on the ground or the road surface in the close range considered, it is possible to compare the specific energy with the reference energy.

Bevorzugt wird die Signalenergie des Signalabschnitts anhand einer quadratischen Summe von Abtastwerten des Signalabschnitts des Sensorsignals bestimmt. Wie bereits erläutert, kann das Signal beziehungsweise die elektrische Spannung, die mit dem Schallwandlerelement des Ultraschallsensors ausgegeben wird, mit einem entsprechenden Analog-Digital-Wandler abgetastet werden. Auf Grundlage der quadratischen Summe dieser Abtastwerte kann dann die Signalenergie des Signalabschnitts auf einfache und zuverlässige Weise bestimmt werden.The signal energy of the signal section is preferably determined on the basis of a square sum of sampled values of the signal section of the sensor signal. As already explained, the signal or the electrical voltage that is output by the sound transducer element of the ultrasonic sensor can be sampled with a corresponding analog-digital converter. The signal energy of the signal section can then be determined in a simple and reliable manner on the basis of the square sum of these sampled values.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Sensorsignal einen Betrag einer Einhüllenden eines Rohsignals des Ultraschallsensors beschreibt. Wie bereits erläutert, kann das Rohsignal, welches mit dem Ultraschallsensor ausgegeben wird, entsprechend verstärkt und/oder gefiltert werden. Zudem kann das Rohsignal entsprechend abgetastet beziehungsweise digitalisiert werden. Durch die Verwendung der Einhüllenden beziehungsweise des Betrags der Einhüllenden kann der Rechenaufwand reduziert werden.Furthermore, it is preferably provided that the sensor signal describes an amount of an envelope of a raw signal of the ultrasonic sensor. As already explained, the raw signal that is output by the ultrasonic sensor can be amplified and / or filtered accordingly. In addition, the raw signal can be sampled or digitized accordingly. The computational effort can be reduced by using the envelope or the amount of the envelope.

Vorliegend ist insbesondere vorgesehen, dass als das Sensorsignal der Betrag der Einhüllenden beziehungsweise Hüllkurve des Rohsignals betrachtet wird. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Abstand zwischen dem Ultraschallsensor und dem Objekt anhand einer Stammfunktion des Sensorsignals bestimmt wird. Eine genaue Abstandsbestimmung kann beispielsweise durch eine numerische Berechnung der Stammfunktion durchgeführt werden. Zur Bestimmung des Abstands kann zudem eine Referenz-Messung genutzt werden. Diese Referenz-Messung beziehungsweise Kalibriermessung kann - wie zuvor beschrieben - am Ende der Fertigung des Fahrzeugs gespeichert werden. Im Gegensatz zur zuvor beschriebenen reinen Detektion des Objekts ohne Abstandsbestimmung, bei der nur ein einzelner Referenz-Wert ausreichend ist, ist in dem Fall der Abstandsbestimmung insbesondere eine Speicherung von mehreren Referenz-Werten sinnvoll. Somit kann zusätzlich zur Detektion des Objekts in dem Nahbereich auch der Abstand zu dem Objekt bestimmt werden. Zur Bestimmung der Position des Objekts beziehungsweise des Abstands zwischen dem Ultraschallsensor und dem Objekt kann zudem eine Information über das bekannte Ausschwingverhalten des Ultraschallsensors beziehungsweise der Membran genutzt werden. Zusätzlich ist es mit bekannten Verfahren nur indirekt über eine spezielle Regression möglich, auf den Objektabstand zu schließen. Durch die Betrachtung der akkumulierten Energie mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann der Abstand zwischen dem Ultraschallsensor und dem Objekt auf einfache und zuverlässige Weise bestimmt werden.In the present case it is provided in particular that the amount of the envelope or envelope curve of the raw signal is considered as the sensor signal. Furthermore, it is preferably provided that a distance between the ultrasonic sensor and the object is determined on the basis of an antiderivative of the sensor signal. A precise determination of the distance can be carried out, for example, by numerically calculating the antiderivative. A reference measurement can also be used to determine the distance. This reference measurement or calibration measurement can - as described above - be stored at the end of the manufacture of the vehicle. In contrast to the pure detection of the object described above without distance determination, in which only a single reference value is sufficient, in the case of distance determination it is particularly useful to store several reference values. Thus, in addition to the detection of the object in the close range, the distance to the object can also be determined. To determine the position of the object or the distance between the ultrasonic sensor and the object, information about the known decay behavior of the ultrasonic sensor can also be used or the membrane can be used. In addition, with known methods it is only possible to infer the object distance indirectly via a special regression. By considering the accumulated energy with the proposed method, the distance between the ultrasonic sensor and the object can be determined in a simple and reliable manner.

Insbesondere wird überprüft, ob als Objekt ein für das Ultraschallsignal schwach reflektierendes Objekt in dem Nahbereich vorhanden ist. Befindet sich ein derartiges schwach reflektierendes Objekt in dem Nahbereich, ergibt sich typischerweise eine höhere Signalenergie. Der eigentliche Signalpeak hingegen ist nur schwer zu erkennen, da derartige Objekte, wie beispielsweise krabbelnde Kinder, unter anderem durch die typischerweise vorhandene Kleidung, nur schlecht Ultraschallsignale beziehungsweise Ultraschallwellen reflektieren. Die Detektion wird zusätzlich dadurch erschwert, dass sich solche Objekte oft in Fahrzeugnähe befinden. Beispielsweise können sich Tiere, wie Katzen, in einem Aussendewinkelbereich befinden, in welchem aufgrund der Sensorrichtcharakteristik nur wenig Signalamplitude zu erwarten ist. Somit können auch schwach reflektierende Objekte in dem Nahbereich zuverlässig erkannt werden. Eine Erfassung eines solchen schwach reflektierenden Objekts wäre prinzipielle auch mit einer konventionellen Peak-Detektion in diesem Bereich möglich. Nachteil einer konventionellen Peak-Detektion ist aber die Unempfindlichkeit gegenüber akustisch schwach reflektierenden Objekten. Um derartige Objekte erkennen zu können, ist der vorgestellte Algorithmus eine Möglichkeit.In particular, it is checked whether an object that is weakly reflective for the ultrasonic signal is present in the close range as the object. If such a weakly reflecting object is in the close range, the result is typically a higher signal energy. The actual signal peak, on the other hand, is difficult to recognize, since such objects, such as crawling children, among other things through the clothing that is typically present, only poorly reflect ultrasonic signals or ultrasonic waves. The detection is made more difficult because such objects are often in the vicinity of the vehicle. For example, animals such as cats can be located in an angle range in which only a small signal amplitude can be expected due to the sensor directional characteristic. In this way, even weakly reflective objects can be reliably detected in the close range. A detection of such a weakly reflecting object would in principle also be possible with conventional peak detection in this area. The disadvantage of conventional peak detection, however, is the insensitivity to acoustically weakly reflecting objects. In order to be able to recognize such objects, the presented algorithm is one possibility.

Eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung für eine Ultraschallsensorvorrichtung ist zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und der vorteilhaften Ausgestaltungen davon ausgelegt. Die Recheneinrichtung kann beispielsweise durch eine Sensorelektronik des Ultraschallsensors gebildet sein. Eine derartige Sensorelektronik kann beispielsweise in einem Gehäuse des Ultraschallsensors angeordnet sein. In diesem Fall ist die Sensorelektronik insbesondere als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Recheneinrichtung durch ein elektronisches Steuergerät des Fahrzeugs gebildet wird.A computing device according to the invention for an ultrasonic sensor device is designed to carry out a method according to the invention and the advantageous refinements thereof. The computing device can be formed, for example, by sensor electronics of the ultrasonic sensor. Such sensor electronics can be arranged, for example, in a housing of the ultrasonic sensor. In this case, the sensor electronics are designed in particular as an application-specific integrated circuit (ASIC). It can also be provided that the computing device is formed by an electronic control unit of the vehicle.

Eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung sowie zumindest einen Ultraschallsensor. Bevorzugt kann die Ultraschallsensorvorrichtung eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweisen. Diese Ultraschallsensoren können dann verteilt an dem Fahrzeug angeordnet werden.An ultrasonic sensor device according to the invention for a vehicle comprises a computing device according to the invention and at least one ultrasonic sensor. The ultrasonic sensor device can preferably have a plurality of ultrasonic sensors. These ultrasonic sensors can then be arranged in a distributed manner on the vehicle.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem, welches eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung umfasst. Mittels des Fahrerassistenzsystems kann das Fahrzeug in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt zumindest semi-autonom manövriert werden. Beispielsweise kann mittels des Fahrerassistenzsystems eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden, falls ein Objekt in dem Nahbereich erkannt wurde. Zudem kann das Fahrerassistenzsystem in die Längsführung des Fahrzeugs eingreifen, sodass ein Losfahren verhindert wird, falls sich ein Objekt in dem Nahbereich befindet.Another aspect of the invention relates to a driver assistance system which comprises an ultrasonic sensor device according to the invention. By means of the driver assistance system, the vehicle can be maneuvered at least semi-autonomously as a function of the detected object. For example, the driver assistance system can be used to output a warning to the driver if an object was detected in the close range. In addition, the driver assistance system can intervene in the longitudinal guidance of the vehicle so that driving off is prevented if an object is in the close range.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung. Das Fahrzeug kann beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrzeug als Nutzfahrzeug ausgebildet ist.A vehicle according to the invention comprises an ultrasonic sensor device according to the invention. The vehicle can be designed as a passenger car, for example. It can also be provided that the vehicle is designed as a utility vehicle.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.A further aspect of the invention relates to a computer program comprising instructions which, when the program is executed by a computing device, cause the computer to execute a method according to the invention and the advantageous refinements thereof.

Ein erfindungsgemäßes computerlesbares (Speicher)medium umfasst Befehle, die bei der Ausführung durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.A computer-readable (storage) medium according to the invention comprises commands which, when executed by a computing device, cause the computing device to execute a method according to the invention and the advantageous refinements thereof.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Ultraschallsensorvorrichtung, für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem, für das erfindungsgemäße Fahrzeug, für das erfindungsgemäße Computerprogramm sowie für das erfindungsgemäße computerlesbare (Speicher)medium mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.The preferred embodiments presented with reference to the method according to the invention and their advantages apply accordingly to 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 according to the invention and for the computer-readable (storage) medium according to the invention with the features according to the independent claims solved.

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.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the specified combination, but also in other combinations without departing from the scope of the invention . There are thus also embodiments of the invention to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, but emerge from the explained embodiments through separate combinations of features and are producible. Designs and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which therefore do not have all the features of an originally formulated independent claim. In addition, designs and combinations of features, in particular through the statements set out above, are to be regarded as disclosed that go beyond the combinations of features set forth in the back-references of the claims or differ from them.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, welches eine Ultraschallsensorvorrichtung mit einer Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweist, sowie ein Objekt in einer Umgebung des Fahrzeugs;
2 eine schematische Darstellung eines Objekts in Form eines krabbelnden Kinds, welches sich in einem Nahbereich der Umgebung des Fahrzeugs befindet; und
3 einen zeitlichen Verlauf eines Sensorsignals, welches eine Reflexion eines Ultraschallsignals von dem Objekt beschreibt.

The invention will now be explained in more detail on the basis of preferred exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawings. Show:

1 a schematic representation of a vehicle which has an ultrasonic sensor device with a plurality of ultrasonic sensors, and an object in the vicinity of the vehicle;
2 a schematic representation of an object in the form of a crawling child, which is located in a close range of the surroundings of the vehicle; and
3 a time profile of a sensor signal, which describes a reflection of an ultrasonic signal from the object.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.

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 beispielsweise als Parkhilfesystem ausgebildet sein, mittels welchem ein Fahrer beim Einparken des Fahrzeugs 1 in eine Parklücke und/oder beim Ausparken der Parklücke unterstützt werden kann. 1 shows a vehicle 1 , which is designed here as a passenger car, in a plan view. The vehicle 1 includes a driver assistance system 2 which is used to assist a driver in driving the vehicle 1 to support. The driver assistance system 2 can for example be designed as a parking aid system, by means of which a driver when parking the vehicle 1 can be supported in a parking space and / or when pulling out of the parking space.

Das Fahrerassistenzsystem 2 beziehungsweise das Fahrzeug 1 weist ferner eine Ultraschallsensorvorrichtung 3 auf. Diese Ultraschallsensorvorrichtung 3 umfasst zumindest einen Ultraschallsensor 4. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Ultraschallsensorvorrichtung 3 zwölf Ultraschallsensoren 4, von denen sechs in einem Frontbereich 6 des Fahrzeugs 1 und sechs in einem Heckbereich 7 des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Die Ultraschallsensoren 4 können beispielsweise 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 an oder verdeckt hinter den Türen des Fahrzeugs 1 angeordnet sein.The driver assistance system 2 or the vehicle 1 further comprises an ultrasonic sensor device 3 on. This ultrasonic sensor device 3 comprises at least one ultrasonic sensor 4th . In the present exemplary embodiment, the ultrasonic sensor device comprises 3 twelve ultrasonic sensors 4th , of which six in a front area 6th of the vehicle 1 and six in a stern area 7th of the vehicle 1 are arranged. The ultrasonic sensors 4th can for example on the bumpers of the vehicle 1 be mounted. The ultrasonic sensors 4th be arranged at least in some areas in corresponding recesses or through openings of the bumpers. It can also be provided that the ultrasonic sensors 4th are concealed behind the bumpers. In principle, the ultrasonic sensors 4th also on other trim parts or components of the vehicle 1 be arranged. For example, the ultrasonic sensors can be on or hidden behind the doors of the vehicle 1 be arranged.

Mit den jeweiligen Ultraschallsensoren 4 können Objekte 8 in einer Umgebung 9 des Fahrzeugs 1 erfasst werden. Vorliegend ist schematisch ein Objekt 8 in der Umgebung 9 gezeigt. Die Ultraschallsensorvorrichtung 3 umfasst ferner eine Recheneinrichtung 5, welche vorliegend durch ein elektronisches Steuergerät 5 gebildet ist. Die Recheneinrichtung 5 ist zur Datenübertragung mit den jeweiligen Ultraschallsensoren 4 verbunden ist. Mit der Recheneinrichtung 5 können die jeweiligen Ultraschallsensoren 4 zum Aussenden des Ultraschallsignals mit einem entsprechenden Anregungssignal angeregt werden. Zudem können Sensorsignale, die mit den Ultraschallsensoren 4 bereitgestellt werden, an die Recheneinrichtung 5 übertragen werden. Auf Grundlage der Sensorsignale können dann mit der Recheneinrichtung 5 die Objekte 8 in der Umgebung 9 erkannt werden. Diese Information kann dann von dem Fahrerassistenzsystem 2 dazu genutzt werden, 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 des Fahrzeugs eingreift, um das Fahrzeug 1 in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt 8 zumindest semi-autonom zu manövrieren. With the respective ultrasonic sensors 4th can objects 8th in an environment 9 of the vehicle 1 are recorded. An object is shown schematically here 8th in the neighborhood 9 shown. The ultrasonic sensor device 3 further comprises a computing device 5 , which in the present case by an electronic control unit 5 is formed. The computing device 5 is for data transmission with the respective ultrasonic sensors 4th connected is. With the computing device 5 can the respective ultrasonic sensors 4th be stimulated to emit the ultrasonic signal with a corresponding excitation signal. In addition, sensor signals can be generated with the ultrasonic sensors 4th are provided to the computing device 5 be transmitted. On the basis of the sensor signals, the computing device can then 5 the objects 8th in the neighborhood 9 be recognized. This information can then be provided by the driver assistance system 2 can be used to output an output to the driver of the vehicle 1 to spend. In addition, it can be provided that the driver assistance system 2 engages in a steering, a braking system and / or a drive motor of the vehicle to the vehicle 1 depending on the detected object 8th to maneuver at least semi-autonomously.

Vorliegend ist insbesondere vorgesehen, dass Objekte 8 in einem vorbestimmten Nahbereich 10 in der Umgebung 9 erfasst werden. Insbesondere sollen für das Ultraschallsignal schwach reflektierende Objekte 8 in Nahbereichen 10 erkannt werden. Hierzu zeigt 2 ein typisches Szenario für das vorgeschlagene Verfahren beziehungsweise den vorgeschlagenen Algorithmus. Hier befindet sich als Objekt 8 ein krabbelndes Kleinkind in Vorwärtsfahrtrichtung hinter dem Fahrzeug 1. Das Objekt 8 befindet sich in dem Nahbereich 10, welcher einen Abstand zwischen 10 cm und 60 cm von dem Ultraschallsensor 4 aufweisen kann. Ein solches krabbelndes Kleinkind oder Baby ist aufgrund der Kleidung ein für das Ultraschallsignal schwach reflektierendes Objekt 8. Darüber hinaus befindet sich das Objekt 8 unterhalb des Ultraschallsensors 4 auf einer Fahrbahnoberfläche 11, sodass dieses Objekt mit einem normalen Detektionsalgorithmus üblicherweise kaum oder nur schwer erkannt werden kann. Außerdem kann der Fahrer, der sich in dem Fahrzeug 1 befindet, das Objekt 8 nicht erkennen.In the present case, it is provided in particular that objects 8th in a predetermined close range 10 in the neighborhood 9 are recorded. In particular, objects that are weakly reflective should be used for the ultrasonic signal 8th in close proximity 10 be recognized. This shows 2 a typical scenario for the proposed method or the proposed algorithm. Here is located as an object 8th a crawling toddler in the forward direction behind the vehicle 1 . The object 8th is in the vicinity 10 , which is a distance between 10 cm and 60 cm from the ultrasonic sensor 4th may have. Such a crawling toddler or baby is an object that is weakly reflective for the ultrasonic signal because of its clothing 8th . In addition, there is the object 8th below the ultrasonic sensor 4th on a road surface 11 so that this object can usually hardly or only with difficulty be recognized with a normal detection algorithm. Also, the driver who is in the vehicle 1 located, the object 8th not seen.

3 zeigt einen Verlauf eines Sensorsignals 12 des Ultraschallsensors, welches sich bei dem Szenario gemäß 2 ergibt. Bei dem Diagramm ist auf der Abszisse der Abstand d in m (Metern) und auf der Ordinate eine Amplitude A des Sensorsignals 12 aufgetragen. Das Sensorsignal 12 beschreibt vorliegend den Betrag einer Einhüllenden eines Rohsignals, welches mit dem Ultraschallsensor 4 ausgegeben wird. Vorliegend ist ein Bereich 13 hervorgehoben, welcher das Echo des Ultraschallsignals des Objekts 8 beziehungsweise des Kinds beschreibt. Man kann erkennen, dass dieses Echo in seiner Amplitude A gering ist und keine deutlich erkennbaren Echos beziehungsweise Signalspitzen aufweist. Die Dauer des Echos ist jedoch ausgeprägt. Aus diesem Grund kann mit Hilfe einer Energieberechnung in diesem Bereich bestimmt werden, ob sich das Objekt 8 in dem Nahbereich 10 befindet. 3 shows a profile of a sensor signal 12th of the ultrasonic sensor, which is in the scenario according to 2 results. In which The diagram shows the distance d in m (meters) on the abscissa and an amplitude A of the sensor signal on the ordinate 12th applied. The sensor signal 12th in the present case describes the amount of an envelope of a raw signal which is transmitted with the ultrasonic sensor 4th is issued. Here is an area 13th highlighted which is the echo of the ultrasonic signal of the object 8th or the child describes. It can be seen that this echo is small in its amplitude A and has no clearly recognizable echoes or signal peaks. However, the duration of the echo is pronounced. For this reason, an energy calculation in this area can be used to determine whether the object is 8th in the close range 10 is located.

Zu diesem Zweck kann ein Signalabschnitt 14 des Sensorsignals 12 ausgewählt werden, der dem Nahbereich 10 zugeordnet ist. Der Signalabschnitt 14 ist vorliegend einem Abstandsbereich zwischen etwa 40 cm und 55 cm zugeordnet. Dabei ist der Signalabschnitt 14 von einer Ausschwingzeitdauer 15 verschieden. Während dieser Ausschwingzeitdauer 15 schwingt die Membran des Ultraschallsensors 4 nach dem Aussenden des Ultraschallsignals aus. Vorliegend ist vorgesehen, dass für die Detektion des Objekts 8 lediglich der Bereich des Sensorsignals 10 nach der Ausschwingzeitdauer 15 untersucht wird.For this purpose, a signal section 14th of the sensor signal 12th be selected that corresponds to the close range 10 assigned. The signal section 14th is in the present case assigned to a distance range between approximately 40 cm and 55 cm. Here is the signal section 14th of a settling time 15th different. During this decay period 15th the membrane of the ultrasonic sensor vibrates 4th after the ultrasonic signal has been transmitted. It is provided here that for the detection of the object 8th only the range of the sensor signal 10 after the decay time 15th is examined.

Die Signalenergie dieses Signalabschnitts 14 kann durch die quadratische Summe der Abtastwerte des diskreten Sensorsignals bestimmt werden. Da in dem betrachteten Bereich typischerweise keine Reflexionen des Ultraschallsignals an der Fahrbahnoberfläche 11 auftreten, ist es möglich, bestimmte Signalenergie mit einem Referenz-Energiewert beziehungsweise einer Referenz-Signalenergie zu vergleichen. Die Referenz-Signalenergie kann beispielsweise während einer Referenz-Messung nach dem Einbau des Ultraschallsensors 4 ohne Objekte 8 in dem Nahbereich 10 einmalig bestimmt werden.The signal energy of this signal segment 14th can be determined by the square sum of the sampled values of the discrete sensor signal. Since there are typically no reflections of the ultrasonic signal on the road surface in the area under consideration 11 occur, it is possible to compare certain signal energy with a reference energy value or a reference signal energy. The reference signal energy can, for example, during a reference measurement after the installation of the ultrasonic sensor 4th without objects 8th in the close range 10 be determined once.

Darüber hinaus kann eine genaue Abstandsbestimmung beziehungsweise die Bestimmung des Abstands d zwischen dem Ultraschallsensor 4 und dem Objekt 8 beispielsweise durch eine numerische Berechnung der Stammfunktion durchgeführt werden. Zur Bestimmung des Abstands d kann als Referenz eine Messung ohne Objekt 8 durchgeführt werden. Diese kann zum Beispiel als Referenz-Messung oder Kalibrier-Messung am Ende der Fertigung gespeichert sein. Im Gegensatz zur reinen Detektion einer Abstandsbestimmung, bei der nur ein einzelner Referenz-Wert hinterlegt wird, ist jedoch die Speicherung mehrerer Messwerte im Ultraschallsensor 4 sinnvoll.In addition, a precise determination of the distance or the determination of the distance d between the ultrasonic sensor can be carried out 4th and the object 8th for example, can be carried out by a numerical calculation of the antiderivative. To determine the distance d, a measurement without an object can be used as a reference 8th be performed. This can be stored, for example, as a reference measurement or calibration measurement at the end of production. In contrast to the pure detection of a distance determination, in which only a single reference value is stored, however, the storage of several measured values in the ultrasonic sensor 4th makes sense.

Das beschriebene Verfahren bietet somit eine zuverlässige Möglichkeit, um kritische beziehungsweise schwach reflektierende Objekte, wie beispielsweise Kinder, Haustiere oder dergleichen, im Nahbereich 10 um das Fahrzeug 1 zu detektieren und ein Überfahren dieser zu verhindern. Wenn das Objekt 8 in dem Nahbereich 10 erkannt wird, kann beispielsweise mittels des Fahrerassistenzsystems 2 eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass mittels des Fahrerassistenzsystems 2 ein Losfahren oder Ausparken des Fahrzeugs 1 verhindert wird, falls das Objekt 8 in dem Nahbereich 10 erkannt wird.The described method thus offers a reliable possibility of around critical or weakly reflective objects, such as children, pets or the like, in the close range 10 around the vehicle 1 to detect and prevent it from being driven over. If the object 8th in the close range 10 is recognized, for example, by means of the driver assistance system 2 a warning can be issued to the driver. It can also be provided that by means of the driver assistance system 2 driving off or parking the vehicle 1 is prevented if the object 8th in the close range 10 is recognized.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102013222860 A1 [0005]

Claims

Method for detecting an object (8) in a close range (10) of an environment (9) of a vehicle (1), in which an ultrasonic sensor (4) is activated to emit an ultrasonic signal, based on the in the environment (9) of the vehicle ( 1) a sensor signal (12) reflected and received by the ultrasonic sensor (4) is determined, a signal energy of a predetermined signal section (14) of the sensor signal (12) is determined, the signal section (14) being assigned to the close range (10), and the presence of the object (8) in the close range (10) is checked on the basis of the signal energy of the signal section (14), characterized in that the signal section (14) is predetermined in such a way that it is dependent on a decay period (15) during which a The membrane of the ultrasonic sensor (4) swings out after the ultrasonic signal has been transmitted, is different.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the predetermined signal section (14) is predetermined in such a way that it is assigned to a distance range whose maximum distance is less than an installation height of the ultrasonic sensor (4) above the ground.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that for checking the presence of the object (8) the signal energy is compared with a reference signal energy, the reference signal energy being determined in a reference measurement after the ultrasonic sensor (4) has been installed in the vehicle (1) .

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the signal energy of the signal section (14) is determined on the basis of a square sum of sampled values of the signal section (14) of the sensor signal (12).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor signal (12) describes an amount of an envelope of a raw signal of the ultrasonic sensor (4).

Procedure according to Claim 5 , characterized in that a distance (d) between the ultrasonic sensor (4) and the object (8) is determined on the basis of an antiderivative of the sensor signal (12).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that it is checked whether an object (8) which is weakly reflective for the ultrasonic signal is present in the close range (10) as the object (8).

Computing device (5) for an ultrasonic sensor device (3) for a vehicle (1), which is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.

Ultrasonic sensor device (3) for a vehicle (1) comprising a computing device (5) according to Claim 8 and at least one ultrasonic sensor (4).

Computer program, comprising instructions which, when the program is executed by a computing device (5), cause the latter, a method according to one of the Claims 1 to 7th to execute.

Computer-readable (storage) medium, comprising instructions which, when executed by a computing device (5), cause them, a method according to one of the Claims 1 to 7th to execute.