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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Objekten im Umfeld eines Fahrzeugs sowie eine entsprechende Vorrichtung, insbesondere solche, die eine Abstandsinformation zu Objekten im Umfeld bereitstellen. Eine solche Information kann zur Abstandswarnung beispielsweise beim Einparken oder Ausparken des Fahrzeugs verwendet werden.
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Im Fahrzeugbereich ist ein Einsatz von Sensoren, die nach einem Impuls-Echo-Messprinzip arbeiten, weit verbreitet. Diese senden einen Sendeimpuls aus, welcher an Objekten im Umfeld des Fahrzeugs reflektiert wird. Hierbei entstehen sogenannte Echo-Impulse, die zeitaufgelöst vom Fahrzeug erfasst werden. Aus einer Zeitdifferenz zwischen dem Aussenden des Sendeimpulses und dem Erfassen des Echoimpulses kann auf eine Entfernung zu dem Objekt geschlossen werden, an dem die Reflexion des Sendeimpulses und somit die Erzeugung des Echopulses stattgefunden hat. Hierzu ist die Kenntnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit des verwendeten Sendesignals notwendig. Für eine Fernfeldüberwachung und Abtasten von Objekten in relativ großen Entfernungen werden Radarsysteme oder Lidarsysteme eingesetzt, im Nahbereich zumeist Ultraschall-Messsysteme.
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Aus der
DE 102 59 543 B4 ist ein Richtlautsprecher bekannt, der aus einer Schallquelle zur Erzeugung von stark gerichtetem Schall besteht, welche wenigstens einen, in einem Gehäuse befindlichen Ultraschall-Lautsprecher umfasst, wobei ein schwenkbarer Reflektor zur Umlenkung des gerichteten Schalls mit dem Gehäuse verbunden ist und das Gehäuse gegenüber einem Träger kipp- und/oder schwenkbar gelagert ist. Hierüber kann eine gezielte gerichtete Ultraschall-Aussendung erreicht werden.
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Aus der
DE 102 08 332 A1 ist eine Pulsradarvorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen und Detektieren sowie Auswerten von mindestens einem Objekt bekannt. Beschrieben ist eine Vorrichtung, die nicht nur Informationen hinsichtlich der Entfernung sondern auch hinsichtlich der Winkellage des detektierten Objekts erfasst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Empfangsantenne mindestens zwei Antennenelemente einer Gruppenantenne aufweist und diese zum Empfangen der am Objekt reflektierten Signale als vektorielle Signale ausgelegt ist. Dem Empfangszweig der Pulsradarvorrichtung ist mindestens eine Empfangsschaltung, insbesondere eine Niedrigfrequenzempfangsschaltung zum Auswerten und Weiterleiten der empfangenen vektoriellen Signale nachgeschaltet, sodass auch die Winkellage des mindestens einen Objekts messbar sowie bestimmbar ist. Zum Aussenden des Radarimpulses wird eine einfache Antenne verwendet.
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In der
DE 101 50 086 A1 ist die Verwendung einer Gruppenantenne zur Aussendung von elektro-magnetischen Signalen vorgeschlagen.
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Die
DE 103 48 226 A1 beschreibt ein Radarsystem mit umschaltbarer Winkelauflösung, welches einen Radarsensor aufweist, der ein Sendemodul, ein Empfangsmodul und ein Speisenetzwerk aufweist, wobei das Sendemodul eine Vielzahl von Teilantennen aufweist und das Empfangsmodul eine zweite Vielzahl von Teilantennen aufweist und wobei das Speisenetzwerk in einem ersten Betriebsmodus jeweils wenigstens einer Teilantenne des Empfangsmoduls betreibt, um eine erste, geringe Winkelauflösung zu erzielen, und wobei das Speisenetzwerk in einem zweiten Betriebsmodus jeweils eine Gruppe von Teilantennen des Sendemoduls und eine Gruppe von Teilantennen des Empfangsmoduls zusammentreibt, um eine zweite, hohe Winkelauflösung zu erzielen.
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Die
DE 195 36 000 A1 beschreibt eine Niveaueinstellung für Abstandsmessgeräte in Fahrzeugen mit einem oder mehreren Pulslaufzeitsensorkanälen, von denen mindestens einer vor dem Fahrzeug auf die Straße gesichert ist und durch Auswertung des vor dem Fahrzeug gemessenen Abstandes und/oder der Pulsform ein Maß für die notwendige Ausrichtung gewonnen wird.
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Die
DE 196 45 339 A1 beschreibt ein Ultraschall-Parkhilfesystem. Derartige Systeme geben Warnsignale ab, wenn ein innerhalb eines Hörfensters liegendes Echosignal einen bestimmten Schwellwert überschreitet. Bisher wurden ein Hörfenster oder die Empfindlichkeit des Systems an feststehende Daten des Fahrzeugs und/oder der Fahrbahn einmalig angepasst. Es wird vorgeschlagen, die Empfindlichkeit, das Hörfenster, oder auch den Sendeverlauf in Abhängigkeit von sich ändernden dynamischen Daten des Fahrzeugs bzw. der Fahrbahn anzupassen.
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Die
DE 10 2010 047 176 A1 beschreibt ein Fahrzeug mit einer Ultraschallsensorvorrichtung, welche zumindest einen Ultraschallsensor aufweist, wobei sich eine Schallkeule asymmetrisch zu seiner Hauptachse so an dem Fahrzeug in einem Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet ist und die Asymmetrielage der Schallkeule zumindest in einer die Hauptachse ausgebildet ist.
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Die
DE 10 2010 051 493 A1 beschreibt einen Sensor, dessen vertikale Ausrichtung angepasst werden kann, und eine Vorrichtung zum Anpassen der vertikalen Sensorausrichtung mit diesem. Insbesondere um die Anpassung der vertikalen Ausrichtung zu ermöglichen, weist der Sensor eine Konstruktion auf, die eine Vielzahl von schaltbaren Übertragungsantennen oder Vielzahl von schaltbaren Empfangsantennen einschließt, oder eine Konstruktion, die einen Schwenkmotor zum Anpassen eines Übertragungswinkels oder eines Empfangswinkels einschließt. Die Vorrichtung zum Anpassen der vertikalen Sensorausrichtung mit solch einem Sensor bestimmt, ob der Sensor bezüglich der vertikalen Ausrichtung fehlausgerichtet ist, und korrigiert die vertikale Fehlausrichtung des Sensors durch Ausführen des variablen Umschaltens auf eine der Übertragungsantennen, durch Ausführen des variablen Umschaltens auf eine der Empfangsantennen oder durch Steuerung des Schwenkmotors, so dass der Übertragungswinkel von Sensorsignalen oder der Empfangswinkel von reflektierten Wellen für die Sensorsignale angepasst werden kann.
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Insbesondere für eine Nahfelderfassung, wie sie beim Einparken und Rangieren benötigt wird, sind Radarsensoren nur bedingt geeignet, da zu einer möglichst großflächigen Erfassung des Umfelds eine Vielzahl von Sensoren nötig ist. Aus Preis- sowie Platzgründen werden daher in Fahrzeugen häufig ultraschallbasierte Systeme verwendet, um eine Nahfelderfassung des Umfelds auszuführen. Aus Kostengründen und aufgrund der Tatsache, dass Ultraschallsensoren in einer Außenfläche integriert werden müssen, um eine geeignete Ultraschallabstrahlung zu gewährleisten, sind mechanisch schwenkbare Systeme, wie beispielsweise ein System, welches Lautsprecher ähnlich denen der
DE 102 59 543 B4 verwendet, in der Praxis kaum einsetzbar. In der Regel werden die Ultraschallmesseinrichtungen, welche zur Umfelderfassung genutzt werden, in Stoßfänger, Türen oder Kotflügeln des Fahrzeugs eingebaut. Hierbei erfolgt der Einbau so, dass eine Position im Betrieb starr ist.
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Bei den bekannten Systemen werden die Ultraschallmesseinrichtungen so ausgebildet, dass diese einen Ultraschall-Sendeimpuls mit einer vorgegebenen Richtcharakteristik so aussenden, dass dieser in Form einer Keule abgestrahlt wird und diese leicht gegen eine als eben angenommene Fahrbahn gerichtet ist, auf der das Fahrzeug angeordnet ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass auch niedrige Hindernisse zuverlässig erfasst werden und störende Rückreflektionen, welche an der Fahrbahn stattfinden, dennoch minimal bleiben.
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Typischerweise sind die Ultraschallmesseinrichtungen so ausgebildet, dass der Sendeimpuls in einem Bereich von 0,8 bis 1,2 Metern beabstandet von dem Fahrzeug auf die Fahrbahn auftrifft. Wird das Fahrzeug jedoch beladen, so führt dies in der Regel zu einer Fahrzeugneigung relativ zu der ebenen Fahrbahn. Hierdurch wird ein Abstand, in dem das Ultraschallsignal auf die Fahrbahn auftrifft, zumindest auf der Fahrzeugseite verringert, auf der die Zuladung stattgefunden hat. Wird beispielsweise das Heck des Fahrzeugs beladen, so ist das Heck der Fahrbahn zugeneigt. Im vorderen Fahrzeugbereich hingegen vergrößert sich ein Abstand zwischen Fahrzeug und jenem Bereich, in dem die Ultraschallpulse auf die Fahrbahn auftreffen und mögliche Rückreflexionen verursachen. Werden aufgrund der Fahrzeugneigung in einem geringeren Abstand zum Fahrzeug Sendeimpulse an der Fahrbahn reflektiert, so kann dies dazu führen, dass Abstandswarnsignale ausgegeben werden, welche nicht durch tatsächlich im Umfeld befindliche Hindernisse erzeugt sind, sondern nur durch unerwartet auftretende Reflexionen an der Fahrbahn aufgrund der Fahrzeugneigung.
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Der Erfindung liegt somit die technische Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Erfassung von Objekten im Umfeld von Fahrzeugen zu schaffen, die die oben genannten Nachteile vermeiden.
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Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Insbesondere wird ein Verfahren zum Erfassen von Objekten im Umfeld eines Fahrzeugs vorgeschlagen, welches die Schritte umfasst: ein Aussenden eines Ultraschall-Sendeimpulses, ein Erfassen eines Echosignals, welches Echoimpulse umfasst, die aus Reflexionen der ausgesandten Ultraschall-Sendeimpulse an Objekten des Umfelds resultieren, und Auswerten des Echosignals zum Identifizieren von Echoimpulsen und Ermitteln von als Laufzeiten bezeichneten Zeitdifferenzen zwischen dem Aussenden des Ultraschall-Sendeimpulses und Zeitpunkten des Erfassens der identifizierten Echoimpulse, wobei die Zeitdifferenzen jeweils ein Maß für den Abstand des den identifizierten Echoimpuls verursachenden Objekts von dem Fahrzeug angeben, wobei eine Fahrzeugneigung gegenüber einer als eben angenommenen Fahrbahn erfasst wird, und die Impuls-Echo-Messungen abhängig von der erfassten Fahrzeugneigung modifiziert ausgeführt werden.
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Eine vorteilhafte Vorrichtung zum Erfassen vom Objekten im Umfeld eines Fahrzeugs umfasst: eine Ultraschall-Sende- und Empfangseinrichtung zum Aussenden eines Ultraschall-Sendeimpulses und zum Erfassen eines Echosignals, welches Echoimpulse umfasst, die aus Reflexionen der ausgesandten Ultraschall-Sendeimpulse an Objekten des Umfelds resultieren, und eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten des Echosignals, um Echoimpulse zu identifizieren, und zum Ermitteln von als Laufzeiten bezeichneten Zeitdifferenzen zwischen dem Aussenden des Ultraschall-Sendeimpulses und Zeitpunkten des Erfassens der identifizierten Echoimpulse, wobei die Zeitdifferenzen jeweils ein Maß für den Abstand des den identifizierten Echoimpuls verursachenden Objekts von dem Fahrzeug angeben, sowie eine mit der Ultraschall-Sende- und Empfangseinrichtung und der Auswerteeinrichtung verknüpfte Steuereinrichtung zum Ansteuern der Ultraschall-Sende- und Empfangseinrichtung sowie der Auswerteeinrichtung zum Ausführen einer Impuls-Echo-Messung, wobei die Steuereinrichtung aus gebildet ist, ein eine Fahrzeugneigung gegenüber einer als eben angenommenen Fahrbahn repräsentierendes Neigungssignal zu erfassen und hierbei die Ausführung der Impuls-Echo-Messungen abhängig von der erfassten Fahrzeugneigung zu modifizieren.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass falsche Abstandsinformationen aufgrund von Rückreflexionen an der Fahrbahn erkannt und vermieden werden können. Die von der Umfelderfassung bereit gestellten Informationen können somit nicht zu Fehlfunktionen bei anderen Assistenzsystemen des Fahrzeugs, insbesondere bei Abstandswarnsystemen (PDC-Park Distance Control), wie sie in vielen Kraftfahrzeugen heute als ein Park-Assistenzsysteme verbaut sind, führen.
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Als Fahrzeugneigung wird hier jeweils eine Neigung des Fahrzeugs gegenüber einer als eben angenommenen Fahrbahn angesehen. Eine Neigung der Fahrbahn selbst in einem Gravitationsfeld der Erde ist unbeachtlich.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine laufzeitabhängige Schwellenwertfunktion festgelegt wird, wobei der Schellenwert für eine jeweilige Laufzeit jenen Wert angibt, den eine Intensität des Echosignals übertreffen muss, damit ein in dem Echosignal auftretender Impuls als Echoimpuls eines Objekts identifiziert wird, und wobei die Schwellenwertfunktion eine Überhöhung in einem Laufzeitbereich, welcher als Bodenreflexions-Laufzeitbereich bezeichnet wird, aufweist, in dem Echoimpulse erwartet werden, die, wenn das Fahrzeug auf einer ebenen Fahrbahn steht, von einer Reflexion des Sendeimpulses an dieser Fahrbahn verursacht werden, um hierdurch an der Fahrbahn verursachte Echosignalanteile oder Echoimpulse zu unterdrücken.
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Eine entsprechende Vorrichtung sieht vor, dass die Auswerteeinrichtung eine Diskriminatoreinheit umfasst, welche Intensitätswerte des Echosignals mit Schwellenwerten vergleicht, die durch eine laufzeitabhängige Schwellenwertfunktion festgelegt sind, wobei der Schellenwert für eine jeweilige Laufzeit jenen Wert angibt, den eine Intensität des Echosignals übertreffen muss, damit ein in dem Echosignal auftretender Impuls als Echoimpuls eines Objekts identifiziert wird, und wobei die Schwellenwertfunktion eine Überhöhung in einem Laufzeitbereich, welcher als Bodenreflexions-Laufzeitbereich bezeichnet wird, aufweist, in dem Echoimpulse erwartet werden, die, wenn das Fahrzeug auf einer ebenen Fahrbahn steht, von einer Reflexion des Sendeimpulses an dieser Fahrbahn verursacht werden, um hierdurch an der Fahrbahn verursachte Echosignalanteile oder Echoimpulse zu unterdrücken.
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Über die laufzeitabhängige Schwellenwertfunktion ist es möglich, durch Reflektionen an der Fahrbahn verursachte Echosignal-Anteile zu diskriminieren. Eine vollständige Vernachlässigung von Echoimpulsen, die in dem Zeitbereich des Bodenreflexions-Laufzeitbereichs fallen, ist jedoch nicht möglich, da selbstverständlich auch Hindernisse in diesem Abstandsbereich auftreten können. Diese verursachen jedoch in der Regel ein Signal mit deutlich höherer Echointensität, sodass eine Unterscheidung über den Schwellenwert zuverlässig möglich ist. Geringe Unebenheiten oder kleine Steine auf der Fahrbahn, werden jedoch nicht als Hindernisse erkannt.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass abhängig von der erfassten Neigung unter Berücksichtigung einer Abstrahlcharakteristik des Sendeimpulses der aktuelle Bodenreflexions-Laufzeitbereich ermittelt wird, und die die Schwellenwertfunktion entsprechend angepasst wird, so dass die Laufzeiten, an denen die Überhöhung der Schwellenwerte zur Unterdrückung von den an der Fahrbahn verursachte Echoimpulsen in der Schwellenwertfunktion auftritt, mit dem aktuell ermittelten Bodenreflexions-Laufzeitbereich zusammenfallen.
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Eine entsprechende Vorrichtung sieht daher vor, dass die Steuereinrichtung eine Anpasseinheit umfasst, die abhängig von der erfassten Neigung unter Berücksichtigung einer Abstrahlcharakteristik des Sendeimpulses den aktuellen Bodenreflexions-Laufzeitbereich ermittelt und die die Schwellenwertfunktion entsprechend angepasst, so dass die Laufzeiten, an denen die Überhöhung der Schwellenwerte in der Schwellenwertfunktion zur Unterdrückung von den an der Fahrbahn verursachten Echosignalanteile order Echoimpulsen auftritt, mit dem aktuell ermittelten Bodenreflexions-Laufzeitbereich zusammenfallen.
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Zusätzlich zum Einsatz und der Anpassung einer Schwellenwertfunktion ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Impuls-Echo-Messungen mit einem Gruppenstrahler-Wandler ausgeführt werden und eine Abstrahlrichtung des Ultraschall-Sendeimpulses an die aktuell erfasste Fahrzeugneigung angepasst wird.
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Eine entsprechende Vorrichtung sieht daher vor, dass Ultraschall-Sende- und Empfangseinrichtung einen Gruppenstrahler-Wandler umfasst, der den Sendeimpuls aussendet, wobei der Gruppenstrahler eine Mehrzahl von in einem Array angeordneten Ultraschallwandler umfasst, und die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Ultraschall-Sende- und Empfangseinrichtung so anzusteuern, dass eine Abstrahlrichtung des Ultraschallsendeimpulses an die aktuell erfasste Fahrzeugneigung angepasst ist.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass die Anpassung der Abstrahlrichtung so erfolgt, dass der Sendeimpuls, wenn das Fahrzeug auf der als eben angenommen Fahrbahn angeordnet ist, diese Fahrbahn in einem vorbestimmten Abstand anschallt.
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Bei einer entsprechenden Vorrichtung ist dies umgesetzt, indem die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Anpassung der Abstrahlrichtung so zu bewirken, dass der Sendeimpuls, wenn das Fahrzeug auf der als eben angenommen Fahrbahn angeordnet ist, diese Fahrbahn in einem vorbestimmten Abstand anschallt. Der vorbestimmte Abstand kann somit unabhängig von der Fahrzeugneigung relativ zur Fahrbahn eingehalten werden.
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Ein Vorteil der Anpassung der Abstrahlcharakteristik liegt auch darin, dass die zur Verfügung stehende begrenzte Energie immer gezielt optimal in den Bereich abgestrahlt wird, in dem Hindernisse erwartet werden. Darüber hinaus kann bei einer festgestellten Fahrzeugneigung auch sichergestellt werden, dass nicht nur für jene Sensoren, die durch die Beladung oder Neigung der Fahrbahn dichter zugewandt sind, sondern auch für die am entgegengesetzten Ende angeordneten Messeinrichtungen eine korrekte Abstrahlung in Bezug auf die Fahrbahn möglich ist. Bei einem im Heck stark beladenen Fahrzeug, bei dem die Federn der Hinterachse stark eingefedert sind, kann somit sowohl im Heckbereich als auch im Frontbereich sichergestellt werden, dass die Ultraschallsendeimpulse im vorgegebenen Abstand zum Fahrzeug auf die Fahrbahn auftreffen.
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Dem Fachmann sind unterschiedliche Vorrichtungen zum Erfassen der Fahrzeugneigung relativ zur Fahrbahn bekannt. Solche Systeme können beispielsweise Trägheitssensoren, welche an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs verbaut sind, auswerten oder auch eine Einfederung an Federn, Dämpfern usw. auswerten. Solche Sensoren sind beispielsweise im Zusammenhang mit Niveauregulierungssystemen von Fahrzeugen bekannt und beschrieben und daher hier nicht näher erläutert.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Erfassen von Objekten im Umfeld in einer Grundstellung (nicht gezeigt);
- 2 das Fahrzeug nach 1, welches aufgrund einer Beladung im Heck gegenüber einer Fahrbahn geneigt ist;
- 3 das Fahrzeug nach 1, welches aufgrund einer Beladung im Heck gegenüber einer Fahrbahn geneigt ist, bei dem eine Abstrahlcharakteristik der abgestrahlten Ultraschallsendeimpulse abhängig von der Neigung angepasst ist;
- 4 eine schematische Darstellung eines empfangenen Echoprofils eines Fahrzeugs in einer Grundstellung;
- 5 eine schematische Darstellung eines Echoprofils eines gegen die Fahrbahn geneigten Fahrzeugs;
- 6 eine Schwellenwertfunktion für ein Fahrzeug in Grundstellung; und
- 7 eine Schwellenwertfunktion, welche an eine Fahrzeugneigung angepasst ist.
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In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 1, welches auf einer ebenen Fahrbahn 2 angeordnet ist, dargestellt. Das Fahrzeug befindet sich in einer Grundstellung, bei der eine Fahrzeugmittelachse 3 parallel zur Fahrbahn 2 orientiert ist. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Vorrichtung 10 zum Erfassen von Objekten 5 im Umfeld 4 des Fahrzeugs 1. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Sende- und Empfangseinrichtung 11 zum Aussenden eines Ultraschallsendeimpulses, dessen Abstrahlkeule 12 schematisch dargestellt ist. Die Sende- und Empfangseinrichtung 11 ist ferner ausgebildet, ein Echosignal zu erfassen, welches Echoimpulse umfasst, die durch Reflexionen des Sendeimpulses an Objekten 5 im Umfeld 4 des Fahrzeugs verursacht sind. Die Sende- und Empfangseinrichtung 11 ist im dargestellten Beispiel in einem hinteren Stoßfänger 6 angeordnet und hinsichtlich einer Abstrahlcharakteristik der Abstrahlkeule 12 so ausgebildet, dass diese in einem vorbestimmten Abstand 13 auf die Fahrbahn 2 auftritt. In einem sich anschließenden Bodenreflexionsbereich 14 werden durch ein Auftreffen des Ultraschallsendeimpulses auf die Fahrbahn 2 bei einer Oberflächenrauheit der Fahrbahn 2 Echosignale erzeugt, die in dem empfangenen Echosignal zu einem Intensitätsanstieg führen.
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In 4 ist die Intensität 31 eines Echosignals 15 gegen die Zeit 32 aufgetragen. Ein Nullpunkt 33 der Zeitskala 32 fällt mit dem Zeitpunkt des Aussendens des Sendeimpulses 34 zusammen. Die in dem Echosignal 15 auftretende Intensität zu einem Zeitpunkt 35 ist mit einer Signallaufzeit korreliert, die der ausgesandte Sendeimpuls 34 zur Ausbreitung zu einem Objekt 5 und der dort erzeugte Echoimpuls 37 von dem Objekt zurück zu der Sende- und Empfangseinrichtung 11 benötigt. Diese Zeitdifferenz zwischen dem Aussenden des Sendeimpulses 34 und dem Empfang des Echoimpulses 37 wird auch als Laufzeit 38 bezeichnet. Anhand der bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallsignale kann somit auf eine Objektentfernung 28 des Objekts 5 von der Sende- und Empfangseinrichtung 11 und somit von dem Fahrzeug 1, in dem die Sende- und Empfangseinrichtung 11 verbaut ist, geschlossen werden.
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In 4 ist ein Anstieg 39 der Intensität des Echosignals 15 in einem so genannten Bodenreflexions-Laufzeitbereich 40 zu erkennen, die durch Reflexionen des Sendeimpulses 34 an der Fahrbahn 2 verursacht sind.
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Die Vorrichtung 10 umfasst eine Auswerteeinrichtung 16, welche das empfangene Echosignal 15 der Sende- und Empfangseinrichtung 11 auswertet. Hierbei werden im Echosignal 15 enthaltene Echoimpulse 37 identifiziert und deren Signallaufzeiten 38, welche ein Maß für den Abstand 28 eines Objekts sind, welches den Echoimpuls 37 verursacht hat, ermittelt. Eine Identifizierung von Echoimpulsen kann beispielsweise über eine Maximasuche erfolgen. Es versteht sich, dass eine Auswertung des Echosignals 15 erst nach einem Zeitbereich 41 erfolgt, ab dem Signalanteile, die von dem unmittelbaren Aussenden des Sendeimpulses 37 verursacht sind, abgeklungen sind.
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Um zu verhindern, dass im Echosignal 15 auftretende Echosingalanteile 52, die Bodenreflexionen zuordenbar sind und sich in dem Anstieg 39 zeigen, als Echoimpulse identifiziert werden, wird bei einer Ausführungsform eine Schwellenwertfunktion 50 verwendet, welche laufzeitabhängig ist. Eine solche Schwellenwertfunktion 50 ist beispielsweise in 6 dargestellt. Aufgetragen ist die Schwellenwertintensität 51 gegen die Zeit 32. Die Schwellenwertfunktion 50 weist eine Überhöhung 59 in jenem Laufzeitbereich 60 auf, der mit dem Bodenreflexions-Laufzeitbereich 40 des Echoprofils 15 bzw. dem Bodenreflexionsbereich 14 auf der Fahrbahnebene 2 korrespondiert. Durch die richtige Festlegung der Schwellenwertfunktion 50 ist es somit möglich, diese unerwünschten Bodenreflexionen zu unterdrücken, so dass nur der Impuls 36 in dem Echosignal 15, der durch eine Reflexion des Sendeimpulses 35 an dem Objekt 5 verursacht ist, auch als Echoimpuls 37 identifiziert wird. Beispielsweise werden nur die Intensitätsanteile 55 (fett gestrichelt) des Echosignals 15 (gestichelt) zur Echoimpulsidentifikation herangezogen. Um den Vergleich mit der Schwellenwertfunktion 50 auszuführen, nutzt die Auswerteeinrichtung 16 beispielsweise eine Diskriminationseinheit 17.
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In 2 ist das Fahrzeug nach 1 in einem Zustand dargestellt, in dem es im Heck mit Gewichten beladen ist und somit die Fahrzeugmittelachse 3 gegenüber der Fahrbahn 2 eine Neigung aufweist, In allen dargestellten Figuren sind die gleichen technischen Merkmale mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Abstrahlkeule 12' trifft in einem Abstand auf die Fahrbahn 2, der geringer als der vorbestimmte Abstand 13 ist.
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Eine Neigung des Fahrzeugs 1 wird mittels eines Neigungssensors 21 ermittelt und als Neigungssignal bereitgestellt. Über eine Schnittstelle 22 empfängt die Vorrichtung 10 zum Erfassen von Objekten im Umfeld 4 des Fahrzeugs 1 das Neigungssignal. Die Steuereinrichtung 18, welche bei der dargestellten Ausführungsform die Auswerteeinrichtung 16 und eine Diskriminatoreinrichtung 17 umfasst, welche einen Vergleich der Echosignalintensitäten mit der Schwellenwertfunktion ausführt, steuert die Sende- und Empfangseinrichtung 11 an. Abhängig von der erfassten Neigung wird bei einer Ausführungsform die der Diskriminatoreinrichtung 17 zur Verfügung gestellte Schwellenwertfunktion 50' mittels einer Anpasseinheit 19 angepasst.
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Eine solche angepasste Schwellenwertfunktion 50' ist in 7 dargestellt. Zu erkennen ist, dass die Überhöhung 59' in einem Laufzeitbereich 60' bei einer geringeren Laufzeit 53 einsetzt als bei der Schwellenwertfunktion 50 nach 6, welche mit der Ursprungsneigung des Fahrzeugs korrespondiert. Dort tritt die Überhöhung 59 bei der Laufzeit 54 auf. Der Laufzeitbereich 60' der angepassten Schwellenwertfunktion 50' korrespondiert mit dem Bodenreflexions-Laufzeitbereich 40' (vgl. 5) und dem Bodenreflexionsbreich 14' (vgl. 2). Da eine Intensität aufgrund von Bodenreflexionen in einem kürzeren Abstand zu dem Fahrzeug 1 am Boden 2 zu einer größeren Intensität, d.h. zu einem höheren Echosignalanteil 52' und einem stärkeren Anstieg 39', im Echosignal 15' führen, welches in 5 schematisch dargestellt ist, ist entsprechend auch eine Amplitude der Überhöhung 39' der Schwellenwertfunktion 50' vorzugsweise entsprechend angepasst.
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Zusätzlich kann die Sende- und Empfangseinrichtung 11 einen Gruppenstrahler-Wandler 23 umfassen, der mehrere einzelne in einem Array angeordnete Ultraschallwandlerelemente 24 umfasst, die einzeln angesteuert werden können. Hierdurch ist es möglich, durch eine phasenverzögerte Ansteuerung der verschiedenen einzelnen Ultraschallwandlerelemente 24 eine Abstrahlcharakteristik rein elektronisch über die Ansteuerung ohne ein mechanisches Verschwenken von Bestandteilen der Sende- und Empfangseinrichtung 11 zu verändern.
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In 3 ist das Fahrzeug 1 ebenfalls am Heck beladen und wie bei der Ausführungsform nach 2 in einer geneigten Stellung dargestellt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist jedoch über den Gruppenstrahler-Wandler 23 der Sende- und Empfangseinrichtung 11 die Abstrahlcharakteristik des Sendeimpulses so angepasst, d.h. die Abstrahlkeule 12" wieder so ausgerichtet, dass diese in dem vorbestimmten Abstand 13 auf die Fahrbahn 2 auftrifft, wie dieses bei dem Fahrzeug im Grundzustand, der in 1 dargestellt ist, stattfindet. In diesem Fall muss die Schwellenwertfunktion gar nicht oder nur geringfügig angepasst werden.
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Es ergibt sich für den Fachmann, dass lediglich beispielhafte Ausführungsformen dargestellt sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Fahrbahn
- 3
- Fahrzeugmittelachse
- 4
- Umfeld
- 5
- Objekt
- 6
- hinterer Stoßfänger
- 10
- Vorrichtung zum Erfassen von Objekten im Umfeld
- 11
- Sende- und Empfangseinrichtung
- 12, 12'
- Abstrahlkeule
- 12"
- hinsichtlich der Abstrahlrichtung angepasste Abstrahlkeule
- 13
- vorbestimmter Abstand
- 14, 14'
- Bodenreflexionsbereich
- 15
- Echosignal
- 16
- Auswerteeinrichtung
- 17
- Diskriminatoreinheit
- 18
- Steuereinrichtung
- 19
- Anpasseinheit
- 21
- Neigungssensor
- 22
- Schnittstelle
- 23
- Gruppenstrahler-Wandler
- 24
- Ultraschallwandlerelement
- 28
- Objektentfernung
- 31
- Intensität
- 32
- Zeit (Skala)
- 33
- Nullpunkt
- 34
- Sendeimpuls
- 35
- Zeitpunkt
- 36
- Impuls
- 37
- Echoimpuls
- 38
- Laufzeit
- 39
- Anstieg
- 40, 40'
- Bodenreflexions-Laufzeitbereich
- 41
- Zeitbereich
- 50, 50'
- Schwellenwertfunktion
- 51
- Schwellenwertintensität
- 52
- Intensitätsanteil
- 53
- Laufzeit
- 54
- Laufzeit
- 55
- Intensitätsanteile
- 59, 59'
- Überhöhung
- 60, 60'
- Laufzeitbereich
