DE102013015402A1 - Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, Sensor für ein Kraftfahrzeug, Sensorvorrichtung und Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels eines Sensors (3), insbesondere eines Ultraschallsensors, der Sensorvorrichtung ein Sendesignal (11) in einen Umgebungsbereich (7) des Kraftfahrzeugs (1) ausgesendet und ein in dem Umgebungsbereich (7) an einem Zielobjekt reflektierter Signalanteil des Sendesignals (11) als Echorohsignal (12) empfangen wird, zwischen dem Sensor (3) und einem Steuergerät der Sensorvorrichtung Daten über einen Datenbus (9) übertragen werden und mittels der Sensorvorrichtung eine Messgröße zu dem Zielobjekt bestimmt wird. Mittels eines Wandlers (15) des Sensors (3) wird das Echorohsignal (12) zu einem digitalen Echorohsignal (21) umgewandelt, und das digitale Echorohsignal (21) wird von dem Sensor (3) über den Datenbus (9) an das Steuergerät übertragen, welches durch ein Inbezugsetzen des digitalen Echorohsignals (21) zu einem dem Sendesignal (11) entsprechenden Referenzsignal die Messgröße bestimmt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels eines Sensors, insbesondere eines Ultraschallsensors, der Sensorvorrichtung ein Sendesignal in einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs ausgesendet und ein in dem Umgebungsbereich an einem Zielobjekt reflektierter Signalanteil des Sendesignals als Echorohsignal empfangen wird. Zwischen dem Sensor und einem Steuergerät der Sensorvorrichtung werden Daten über einen Datenbus übertragen. Mittels der Sensorvorrichtung wird insgesamt eine Messgröße zu dem Zielobjekt bestimmt, nämlich insbesondere eine Entfernung des Zielobjekts. Die Erfindung betrifft außerdem einen Sensor, insbesondere Ultraschallsensor, einer Sensorvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug.
  • Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf Ultraschallsensoren, wobei die Erfindung nicht auf Ultraschallsensoren beschränkt ist und beispielsweise auch auf Radarsensoren angewendet werden kann. Ultraschallsensoren für Kraftfahrzeuge sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden üblicherweise zum Unterstützen des Fahrers beim Durchführen von Parkvorgängen eingesetzt. Hier gehören die Ultraschallsensoren zu einer Fahrerassistenzeinrichtung bzw. einem Fahrerassistenzsystem, welche bzw. welches als Parkhilfe bezeichnet wird. Jedoch werden Ultraschallsensoren heutzutage auch immer häufiger außerhalb dieser eigentlichen Parkhilfefunktionalität eingesetzt, wie beispielsweise zur Fahrunterstützung mit aktiven Bremseingriffen aufgrund einer detektierten Kollisionsgefahr, d. h. bei automatischen Bremsassistenzsystemen, bei Systemen zur Totwinkelüberwachung, bei Systemen zur Abstandshaltung, bei Kollisionserkennungssystemen und dergleichen. Mittels der Ultraschallsensoren können insgesamt Abstände zwischen dem Kraftfahrzeug und in dessen Umgebung befindlichen Zielobjekten bzw. Hindernissen gemessen werden. Die Ultraschallsensoren arbeiten dabei nach dem Echolaufzeitprinzip. Dies bedeutet, dass die Abstandsmessung in der Ultraschalltechnologie mittels eines Echolaufzeitverfahrens bzw. Echolotverfahrens erfolgt. Der Ultraschallsensor sendet ein Sendesignal – Ultraschall – und empfängt ein Empfangssignal, das ebenfalls ein Schallsignal ist und welches das von einem fahrzeugexternen Objekt reflektierte Sendesignal ist. Es werden also Ultraschallwellen ausgesendet, von einem Objekt reflektiert und wieder durch denselben Ultraschallsensor und/oder einen anderen Ultraschallsensor desselben Kraftfahrzeugs empfangen und ausgewertet. In Abhängigkeit von der gemessenen Laufzeit der Ultraschallwelle wird dann der Abstand und gegebenenfalls auch die relative Position des Zielobjekts relativ zum Kraftfahrzeug bestimmt. Es sind also auch so genannte Kreuzmessungen bekannt, bei denen ein erster Ultraschallsensor das Sendesignal aussendet, das Empfangssignal jedoch durch einen anderen Ultraschallsensor desselben Kraftfahrzeugs empfangen wird.
  • Ein Verfahren zur Auswertung von Signalen eines Ultraschallsensors ist beispielsweise aus dem Dokument DE 10 2010 033 213 A1 bekannt. Zu einem vorgegebenen Sendezeitpunkt wird hier ein Sendesignal ausgesendet, und in Reaktion auf das Sendesignal wird mindestens ein Echosignal empfangen und ausgewertet. Während der Auswertung werden für jedes empfangene Echosignal Echoinformationen erzeugt, welche einen zeitlichen Abstand des korrespondierenden empfangenen Echosignals zum definierten Sendezeitpunkt und eine zeitliche Dauer des korrespondierenden empfangenen Echosignals umfassen. Um eine Reduktion der zu übertragenden Echoinformationen zu ermöglichen, wird hier aus den zeitlichen Abständen zum definierten Sendezeitpunkt von mindestens zwei aufeinander folgenden empfangenen Echosignalen eine Zeitdifferenz gebildet und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen, wobei die mindestens zwei aufeinander folgenden empfangenen Echosignale zu einem Echocluster mit korrespondierenden Clusterinformationen zusammengefasst werden, wenn die ermittelte Zeitdifferenz den vorgegebenen Sollwert unterschreitet.
  • Nach dem Stand der Technik findet also ein Großteil der Signalverarbeitung bereits in dem Ultraschallsensor selbst statt. Der Ultraschallsensor berechnet bereits die Laufzeit des Ultraschalls und übermittelt diese Informationen an das zentrale Steuergerät des Systems. Zusätzlich zu der Laufzeit berechnet der Ultraschallsensor selbst auch die Dopplerinformationen, d. h. eine Dopplerverschiebung zwischen Sendesignal und Empfangsecho. Im Ultraschallsensor selbst wird eine Korrelation des empfangenen Echosignals mit einem dem Sendesignal entsprechenden Referenzsignal durchgeführt. Es erfolgt also auch eine Demodulation bzw. Decodierung des Echosignals. All diese Informationen werden von dem Ultraschallsensor an das Steuergerät übermittelt, welches dann alle notwendigen Messgrößen bzw. Parameter aus den fertig empfangenen Laufzeit-, Code- und Dopplerinformationen des Ultraschallsensors errechnet. Ein Nachteil einer solchen Vorgehensweise ist dabei die geringe Flexibilität und Update-Fähigkeit des Gesamtsystems, da in dem Ultraschallsensor üblicherweise ein ASIC-Bauteil mit fest implementierten Funktionen verbaut ist. Eine Erweiterung um eine umfangreichere Signalverarbeitung in dem Steuergerät ist unter diesen Bedingungen nicht möglich. Eine Erweiterung um eine umfangreichere Signalverarbeitung bedeutet also, dass diese Signalverarbeitung in allen Ultraschallsensoren des Kraftfahrzeugs separat implementiert werden muss, was jedoch aufgrund der zur Verfügung stehenden Rechenleistung der Ultraschallsensoren häufig nicht möglich ist.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung die Möglichkeit bereitgestellt werden kann, neue Funktionalitäten bei der Sensorvorrichtung ohne viel Aufwand, insbesondere auch nachträglich, implementieren zu können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch einen Sensor, durch eine Sensorvorrichtung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben einer Sensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Mittels eines Sensors, insbesondere eines Ultraschallsensors, der Sensorvorrichtung wird ein Sendesignal in einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs ausgesendet und ein in dem Umgebungsbereich an einem Zielobjekt reflektierter Signalanteil des Sendesignals als Echorohsignal empfangen. Zwischen dem Sensor und einem Steuergerät der Sensorvorrichtung werden Daten über einen Datenbus übertragen. Mittels der Sensorvorrichtung wird eine Messgröße bezüglich des Zielobjekts bestimmt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mittels eines Wandlers des Sensors das Echorohsignal zu einem digitalen und somit zumindest wertdiskreten und insbesondere auch zeitdiskreten Echorohsignal umgewandelt bzw. abgetastet wird und das digitale Echorohsignal von dem Sensor über den Datenbus an das Steuergerät übertragen wird, welches durch ein Inbezugsetzen des Echorohsignals zu einem dem Sendesignal entsprechenden Referenzsignal die Messgröße bestimmt.
  • Die hauptsächliche Auswertung des Echorohsignals wird erfindungsgemäß also nicht oder nicht nur in dem Ultraschallsensor vorgenommen, sondern in dem zentralen Steuergerät. Auf diese Art und Weise wird eine Flexibilität und Update-Fähigkeit der gesamten Sensorvorrichtung geschaffen, und es können zusätzliche und umfangreichere Signalverarbeitungsalgorithmen – auch nachträglich – in dem Steuergerät implementiert werden, ohne dass eine Änderung an dem Sensor selbst erforderlich ist. Für eine Vielzahl von Funktionalitäten können somit gleiche Sensoren eingesetzt werden, und die jeweiligen Funktionalitäten können in dem Steuergerät implementiert werden. Mit anderen Worten sind die Funktionalitäten unabhängig von dem Sensor selbst und können in dem Steuergerät beliebig erweitert werden.
  • In dem Sensor selbst findet vorzugsweise ausschließlich nur die Signalabtastung und optional eine Filterung und/oder eine Komprimierung statt.
  • Wie bereits ausgeführt, wird als Sensor vorzugsweise ein Ultraschallsensor verwendet. Ein solcher Ultraschallsensor umfasst typischerweise eine Membran, welche mittels eines piezoelektrischen Elements zum Aussenden des Sendesignals angeregt werden kann. Diese Membran dient insgesamt als eine Sende-/Empfangseinheit, welche auch zum Empfangen des Echorohsignals dient. Beim Empfangen des Echorohsignals wird die Membran durch dieses Signal angeregt und regt somit das piezoelektrische Element an, welches daraufhin eine elektrische Spannung als elektrisches Echorohsignal erzeugt, welches dann – beispielsweise über einen Verstärker – an den oben genannten Wandler abgegeben wird, welcher ebenfalls in einem Sensorgehäuse untergebracht ist.
  • Bei dem Steuergerät handelt es sich um eine von dem Sensor separate Steuereinrichtung, die vorzugsweise zur Ansteuerung von mehreren Sensoren in dem Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Dieses Steuergerät kommuniziert mit dem Sensor über den Datenbus, beispielsweise einen CAN-Bus und/oder einen UART-Bus und/oder einen USB-Bus. Das Steuergerät bestimmt die Messgröße und kann diese Messgröße an unterschiedliche Fahrerassistenzsysteme in dem Kraftfahrzeug übermitteln, die anhand der Messgröße den Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs unterstützen.
  • Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn mittels des Wandlers eine 1-Bit-Abtastung des Echorohsignals durchgeführt wird. Mittels des Wandlers kann aus dem analogen Echorohsignal also ein digitales Echorohsignal bereitgestellt werden, welches zwei verschiedene logische Zustände bzw. logische Werte aufweisen kann. Dies hat den Vorteil, dass die benötigte Datenübertragungsrate für die Übertragung des digitalen Echorohsignals sehr gering ist. Mit der 1-Bit-Wandlung wird also mit anderen Worten ein Rechtecksignal erzeugt, welches die genaue Phase des analogen Echorohsignals charakterisiert. Dies erweist sich insbesondere bei einem phasenmodulierten Sendesignal als besonders vorteilhaft.
  • Besonders bevorzugt ist der Wandler als ein analoger Komparator ausgebildet, mittels welchem das analoge Echorohsignal mit einem Referenzwert verglichen wird. Ist die Höhe des analogen Echorohsignals größer als der Referenzwert, so gibt der Komparator einen ersten logischen Wert aus (zum Beispiel „1”). Ist das analoge Echorohsignal hingegen kleiner als der Referenzwert, wird ein zweiter logischer Wert (zum Beispiel „0” oder „–1”) ausgegeben. Mithilfe eines solchen Komparators kann die 1-Bit-Wandlung ohne viel Aufwand realisiert werden, und es ist außerdem mit sehr hoher Genauigkeit möglich, ein digitales Echorohsignal zu erzeugen, welches die Phasenlage des analogen Echorohsignals sehr präzise angibt. Der Komparator hat dabei keine negative Auswirkung auf die Phasengenauigkeit.
  • Vorzugsweise wird das Umwandeln des analogen Echorohsignals zu dem digitalen Echorohsignal mit einer Abtastrate von mindestens 300 kHz, insbesondere mindestens 400 kHz, bevorzugt mindestens 500 kHz, durchgeführt. Durch eine solche Abtastrate wird einerseits eine geringe Bandbreite für die Übermittlung des digitalen Echorohsignals benötigt; andererseits kann somit auch ein guter Störabstand erreicht werden. Wird beispielsweise eine Abtastrate von 500 kHz bei einer Betriebsfrequenz des Sensors von 51,2 kHz gewählt, so beträgt der Störabstand 14 dB.
  • Beispielsweise wird das Sendesignal phasenmoduliert ausgesendet. Zum Beispiel kann hier die BPSK oder QPSK-Phasenmodulation verwendet werden. Insbesondere ist die BPSK-Phasenmodulation in Verbindung mit der 1-Bit-Abtastung besonders vorteilhaft.
  • Vor dem Übertragen des digitalen Echorohsignals an das Steuergerät wird dieses Signal vorzugsweise mittels eines einen Glättungscharakter aufweisenden Filters des Sensors gefiltert. Diese Filterung erfolgt also innerhalb des Sensors selbst und hat den Vorteil, dass das Rauschen des Echorohsignals herausgefiltert werden kann. Diese Filterung erweist sich insbesondere in Kombination mit einer anschließenden Komprimierung des digitalen Echorohsignals als vorteilhaft. Bei der Komprimierung können nämlich gleichwertige, aufeinander folgende Abtastwerte zu Blöcken zusammengefasst werden, und es soll hier sichergestellt werden, dass eine lange Folge von Abtastpunkten, die den gleichen logischen Wert aufweisen, nicht durch einzelne Abtastpunkte mit dem anderen logischen Wert verrauscht werden. Die Komprimierung ist also umso effizienter, je länger die Folge von gleichwertigen Abtastwerten (Nullen oder Einsen) ist.
  • Ein effektives Rauschfilter, um möglichst lange Folgen von gleichwertigen Abtastpunkten zu erreichen, bietet vorzugsweise ein so genannter Opening-Algorithmus, wie er sonst beispielsweise in der Bildverarbeitung verwendet wird. Mit einem solchen Opening-Algorithmus lassen sich alle im digitalen Echorohsignal enthaltenen kleinen Peaks, die durch das Rauschen verursacht werden, herausfiltern. Bei dem Opening-Algorithmus wird eine Maske bzw. ein Fenster mit der Länge von beispielsweise fünf Abtastpunkten verwendet und auf das digitale Echorohsignal angewendet. Wird innerhalb dieser Maske ein Ausreißer gefunden, so wird dieser korrigiert. Für einen Zustandswechsel des digitalen Echorohsignals ist es daher erforderlich, dass beispielsweise mindestens fünf aufeinander folgende Abtastwerte bzw. Abtastpunkte den gleichen logischen Wert aufweisen.
  • Wie bereits ausgeführt, kann vor dem Übertragen des digitalen Echorohsignals an das Steuergerät dieses Signal, und insbesondere das gefilterte Echorohsignal, mittels eines digitalen Signalprozessors des Sensors komprimiert werden. Durch die Komprimierung des digitalen Echorohsignals kann die Datenmenge deutlich reduziert werden.
  • Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass das Komprimieren derart durchgeführt wird, dass eine Folge von aufeinander folgenden Abtastpunkten (Samples) des digitalen Echorohsignals, welche den gleichen logischen Wert aufweisen, durch einen Block mit einer vorbestimmten Anzahl von Bits ersetzt wird, die zumindest die Anzahl der Abtastpunkte innerhalb der Folge angeben. Mit anderen Worten wird also eine Folge bzw. Reihe von gleichen Abtastwerten bzw. Samples mit dem gleichen logischen Zustand durch einen Block von Bits ersetzt, die binär die Anzahl der gleichen Abtastwerte innerhalb der Folge definieren. Die Bits können zusätzlich auch den logischen Wert bzw. den logischen Zustand der Abtastpunkte dieser Folge angeben. Durch eine solche Vorgehensweise kann die Datenmenge erheblich reduziert werden, da in dem Echorohsignal häufig sehr lange Folgen von gleichen Abtastwerten auftreten.
  • Wie bereits ausgeführt, erfolgt die Bestimmung der Messgröße durch ein Inbezugsetzen des Echorohsignals zu dem Referenzsignal. Dieses Inbezugsetzen kann bedeuten, dass mittels des Steuergeräts eine Zeitdifferenz zwischen dem Aussenden des Sendesignals und dem Empfangen des Echorohsignals – d. h. die Laufzeit des Signals – und daraus eine Entfernung zu dem Zielobjekt als Messgröße bestimmt wird. Die tatsächliche Datenverarbeitung erfolgt also vollständig in dem Steuergerät selbst. Dies kann weiterhin eine Korrelation des empfangenen digitalen Echorohsignals mit dem Referenzsignal und/oder die Ermittlung einer Dopplerverschiebung beinhalten.
  • Die Erfindung betrifft außerdem einen Sensor, insbesondere Ultraschallsensor, für ein Kraftfahrzeug, mit einer Sende-/Empfangseinheit zum Aussenden eines Sendesignals in einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs und zum Empfangen eines in dem Umgebungsbereich an einem Zielobjekt reflektierten Signalanteils des Sendesignals als Echorohsignal, und mit einer Kommunikationsschnittstelle, welche an einen Datenbus anschließbar ist und über welche Daten über den Datenbus an ein Steuergerät übertragen werden können. Der Sensor umfasst einen Wandler, welcher zum Umwandeln des Echorohsignals zu einem digitalen Echorohsignal ausgebildet ist, wobei der Sensor dazu ausgelegt ist, das digitale bzw. abgetastete Echorohsignal über die Kommunikationsschnittstelle an das Steuergerät zu übertragen.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem erfindungsgemäßen Sensor und einem Steuergerät, welches dazu ausgelegt ist, durch ein Inbezugsetzen des empfangenen Echorohsignals zu einem dem Sendesignal entsprechenden Referenzsignal eine Messgröße zu dem Zielobjekt zu bestimmen.
  • Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, umfasst eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung.
  • Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den erfindungsgemäßen Sensor, für die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer Sensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 in schematischer Darstellung ein Blockschaltbild eines Sensors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 in schematischer Darstellung einen zeitlichen Verlauf eines analogen und eines digitalen Echorohsignals;
  • 4 in schematischer Darstellung einen zeitlichen Verlauf eines verrauschten analogen Echorohsignals und eines zugeordneten digitalen Echorohsignals;
  • 5 einen zeitlichen Verlauf eines digitalen Echorohsignals vor und nach einer Filterung mittels eines Opening-Algorithmus; und
  • 6 und 7 schematische Darstellungen zur Erläuterung einer Komprimierung des digitalen Echorohsignals.
  • Ein in 1 dargestelltes Kraftfahrzeug 1 ist beispielsweise ein Personenkraftwagen. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Sensorvorrichtung 2, welche eine Vielzahl von als Ultraschallsensoren ausgebildeten Sensoren 3 sowie ein elektronisches Steuergerät 4 beispielsweise in Form eines Mikrocontrollers aufweist. Die Anzahl und die Anordnung der Ultraschallsensoren 3 sind in 1 lediglich beispielhaft dargestellt und können je nach Ausführungsform variieren. Im Ausführungsbeispiel sind eine Vielzahl von Ultraschallsensoren 3 an einem vorderen Stoßfänger 5 angeordnet, eine Vielzahl von Ultraschallsensoren 3 sind auch an einem hinteren Stoßfänger 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Hinsichtlich der Einbauart der Ultraschallsensoren 3 können zwei alternative Ausführungsformen vorgesehen sein. Zum einen können die Ultraschallsensoren 3 jeweils in einer Aussparung des jeweiligen Stoßfängers 5, 6 angeordnet sein, sodass die Membranen der jeweiligen Ultraschallsensoren 3 innerhalb der jeweiligen durchgängigen Aussparung des Stoßfängers 5, 6 angeordnet sind. Zum anderen kann jedoch auch ein verdeckter Einbau der Ultraschallsensoren 3 hinter dem jeweiligen Stoßfänger 5, 6 vorgesehen sein. Hier sind die Membranen der Ultraschallsensoren 3 an der Rückseite des jeweiligen Stoßfängers 5, 6 anliegend angeordnet und senden die Ultraschallsignale durch das Material des Stoßfängers 5, 6 hindurch aus.
  • Die Ultraschallsensoren 3 mit dem Steuergerät 4 dienen insgesamt zum Erfassen von Abständen zu einem in einem Umgebungsbereich 7 des Kraftfahrzeugs 1 befindlichen Zielobjekt 8 bzw. Hindernis. In dem Kraftfahrzeug 1 können mehrere Fahrerassistenzsysteme vorgesehen sein, welche zum Bereitstellen unterschiedlicher Funktionalitäten in dem Kraftfahrzeug 1 ausgebildet sind, und zwar anhand der gemessenen Abstände der Ultraschallsensoren 3. Als Fahrerassistenzsysteme können beispielsweise folgende Systeme vorgesehen sein: ein Parkhilfesystem, bei welchem die gemessenen Abstände akustisch und/oder optisch ausgegeben werden, ein automatisches Parkassistenzsystem zum automatischen Berechnen einer Parkbahn und zum automatischen Einparken, ein automatisches Bremsassistenzsystem, welches zum autonomen Bremsen des Kraftfahrzeugs 1 aufgrund einer anhand der Messwerte der Ultraschallsensoren 3 detektierten Kollisionsgefahr dient, ein System zur Totwinkelüberwachung, ein System zur Abstandshaltung, ein Kollisionserkennungssystem und dergleichen.
  • Die Ultraschallsensoren 3 sind mit dem Steuergerät 4 über einen Datenbus 9 kommunikationstechnisch gekoppelt. Alternativ zu einem gemeinsamen Datenbus 9 können auch separate Datenbusleitungen für jeden Ultraschallsensor 3 vorgesehen sein. Als Datenbus 9 kann beispielsweise der CAN-Bus und/oder der USB-Bus und/oder der UART-Bus verwendet werden.
  • Der Aufbau eines einzelnen Ultraschallsensors 3 ist in 2 schematisch veranschaulicht. Der Ultraschallsensor 3 umfasst eine Sende-/Empfangseinheit 10, welche im Ausführungsbeispiel als eine Membran mit einem Piezoelement ausgebildet ist. Die Sende-/Empfangseinheit 10 dient zum Aussenden eines Sendesignals 11 in den Umgebungsbereich 7, wobei das Sendesignal 11 ein Ultraschallsignal ist. Dieses Sendesignal 11 wird in dem Umgebungsbereich 7 an dem Zielobjekt 8 (vgl. 1) reflektiert, und ein Signalanteil des reflektierten Sendesignals gelangt wieder zum Ultraschallsensor 3 in Form eines Echorohsignals 12, welches durch die Sende-/Empfangseinheit 10 empfangen wird. Mittels des genannten Piezoelements wird dann ein elektrisches und analoges Echorohsignal 12 bereitgestellt, welches in seinem Signalverlauf dem empfangenen Ultraschall entspricht. Empfangsseitig ist die Sende-/Empfangseinheit 10 mit einem analogen Verstärker 13 gekoppelt, mittels welchem das analoge Echorohsignal 12 verstärkt wird. Der Ausgang des Verstärkers 13 ist mit einem Mikrocontroller 14 gekoppelt, mittels welchem das verstärkte Echorohsignal 12 aufbereitet wird, bevor das aufbereitete Echorohsignal dann an das Steuergerät 4 übermittelt wird. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass in dem Ultraschallsensor 3 lediglich eine Abtastung des Echorohsignals 12 und dann optional eine Glättung bzw. Filterung und/oder eine Komprimierung des abgetasteten Echorohsignals durchgeführt wird. Die weitere Signalverarbeitung hinsichtlich der Bestimmung der Signallaufzeit, des Abstands zum Zielobjekt 8, der Relativgeschwindigkeit und dergleichen erfolgt zentral in dem Steuergerät 4.
  • Der Ausgang des Verstärkers 13 ist mit einem Wandler 15 gekoppelt, welcher zur Abtastung des analogen Echorohsignals 12 dient. Im Ausführungsbeispiel wird eine 1-Bit-Abtastung bzw. 1-Bit-Wandlung durchgeführt, wobei zu diesem Zwecke ein Komparator 16 als Wandler 15 eingesetzt wird, dessen positiver Eingang 17 mit dem Ausgang des Verstärkers 13 gekoppelt ist. An einem negativen Eingang 18 des Komparators 16 liegt eine Referenzgleichspannung mit einem Referenzwert RV von 0 V an. Die Abtastfrequenz fAbtast wird mithilfe eines Taktsignalgebers 19 (Clock) vorgegeben. An einem Ausgang 20 des Komparators 16 wird ein digitales Echorohsignal 21 ausgegeben, d. h. das abgetastete Echorohsignal 12. Das digitale Echorohsignal 21 wird an einen digitalen Signalprozessor 22 abgegeben. In dem digitalen Signalprozessor 22 findet zunächst eine Filterung mittels eines Filters 23 und dann eine Komprimierung des digitalen Echorohsignals 21 mittels eines in 2 mit 24 bezeichneten Funktionsblocks des digitalen Signalprozessors 22 statt.
  • Das Sendesignal 11 wird beispielsweise phasenmoduliert. Durch diese Phasenmodulation kann dem Sendesignal 11 beispielsweise ein vorgegebenes Codewort aufgeprägt werden, um dann das empfangene Echorohsignal 12 von anderen Störsignalen unterscheiden zu können. Diese Demodulation findet im Steuergerät 4 statt.
  • Am Beispiel einer BPSK-Modulation sind zwei Phasenzustände möglich, nämlich 0° und 180°. Bei einer Sendefrequenz von 51,2 kHz beträgt der zeitliche Abstand Δt zwischen den zwei möglichen Phasen 0° und 180°: Δt = 1 / 2·51200 Hz = 9,76 μs.
  • Dieser zeitliche Abstand Δt ist in 3 veranschaulicht. 3 zeigt auch neben dem analogen Echorohsignal 12 (hier ideale Sinusfunktion) das zugeordnete digitale Echorohsignal 21. Auf der x-Achse ist die Zeit t aufgetragen. Wie aus 3 hervorgeht, sind die Abtastwerte des digitalen Echorohsignals 21 bei der positiven Halbwelle des analogen Echorohsignals 12 gleich „1”. Während der negativen Spannungshalbwelle weisen die Abtastwerte bzw. Abtastpunkte des digitalen Echorohsignals 21 den logischen Wert „–1” auf.
  • Um einen Störabstand von beispielsweise 14 dB zu erreichen, wird bei der oben genannten Betriebsfrequenz von 51,2 kHz eine Abtastfrequenz fAbtast von 500 kHz eingestellt. Dies ergibt sich aus den folgenden Gleichungen:
    Figure DE102013015402A1_0002
    wobei s den Störabstand bezeichnet und tAbtast = 1/fAbtast.
  • 4 zeigt nun reale und somit verrauschte Signale, nämlich ein analoges Echorohsignal 12 und das zugeordnete digitale Echorohsignal 21. Wie die Signalverläufe in 4 zeigen, können bei realen Signalen erhebliche Störungen bedingt durch Rauschen entstehen. Eine Ursache dafür ist die Referenzgleichspannung des Komparators 16. Wird der Referenzwert RV auf 0 V festgelegt und ist zugleich keine Hysterese implementiert, entstehen bereits durch eine Rauschamplitude im Bereich Mikrovolt volle Ausschläge im digitalen Echorohsignal 21. Um nun Signalamplituden von kurzer Dauer, die vom Rauschen verursacht wurden, zu eliminieren, kann das Filter 23 verwendet werden, welches einen Glättungscharakter und somit einen Tiefpasscharakter aufweist. Im Ausführungsbeispiel wird im Rahmen der Filterung der Opening-Algorithmus auf das digitale Echorohsignal 21 angewendet und so ein gefiltertes Echorohsignal 21' bereitgestellt, welches dann komprimiert wird. Bei dem Opening-Algorithmus wird eine Maske bzw. ein Fenster mit einer vorgegebenen Länge von beispielsweise fünf Abtastpunkten verwendet. Dieses Fenster wird auf das digitale Echorohsignal 21 bzw. auf die Abtastwerte angewendet, und es wird überprüft, ob innerhalb dieses Fensters Störungen durch Rauschen auftreten, welche gegebenenfalls korrigiert werden. Die Anzahl der auszubildenden Peaks kann also über die Größe der verwendeten Maske beim Opening-Algorithmus vorgegeben werden. Da eine halbe Periode eines 51,2 kHz-Signals bei einer Abtastrate von 500 kHz circa fünf Abtastpunkte besitzt, ist es sinnvoll, die Größe der Maske ungefähr in diesem Bereich oder größer zu wählen. Die Größe der Maske kann also mindestens fünf Abtastpunkte betragen.
  • In 5a ist ein beispielhafter Verlauf eines nicht-gefilterten digitalen Echorohsignals 21 und in 5b eines mit dem Opening-Algorithmus gefilterten Echorohsignals 21' dargestellt. Auf der y-Achse ist jeweils die Amplitude aufgetragen; die Reihenfolge der Abtastpunkte ist jeweils auf der x-Achse aufgetragen. Wie aus den 5a und 5b hervorgeht, geht das Nutzsignal etwa bis zum Abtastpunkt Nummer 100, während nach diesem Abtastpunkt nur noch das Rauschen für die Amplitudenausschläge verantwortlich ist.
  • Das gefilterte Signal 21' wird dann einer Komprimierung in dem Funktionsblock 24 des digitalen Signalprozessors 22 unterzogen. Diese Komprimierung wird nachfolgend Bezug nehmend auf die 6 und 7 näher erläutert. In 6 ist dabei ein nicht-komprimiertes gefiltertes Echorohsignal 21' dargestellt, während 7 ein komprimiertes Echorohsignal 21'' darstellt, wie es von dem digitalen Signalprozessor 22 ausgegeben wird (vgl. 2). Gemäß 6 werden bei der Komprimierung Folgen 25 von Abtastpunkten 26 detektiert, welche den gleichen logischen Wert aufweisen, nämlich „0” (bzw. „–1”) oder „1”. Die erste Folge 25 beinhaltet insgesamt zehn Abtastpunkte 26 mit dem logischen Wert „0”. Die zweite Folge 25 beinhaltet insgesamt neun Abtastpunkte 26 mit dem logischen Wert „1”. Die dritte Folge 25 gemäß 6 beinhaltet acht Abtastpunkte 26 mit dem logischen Wert „0”. Die letzte in 6 dargestellte Folge 25 umfasst insgesamt 11 Abtastpunkte 26 mit dem Wert „1”.
  • Bei der Komprimierung des Echorohsignals 21' werden gemäß 7 Blöcke 27 mit jeweils einer vorgegebenen Anzahl von Bits 28 bereitgestellt. Zu jeder Folge 25 von gleichen Abtastwerten wird dabei jeweils ein Block 27 generiert. Jeder Block 27 umfasst im Ausführungsbeispiel fünf Bits. Die ersten vier Bits geben binär die Anzahl der Abtastpunkte 26 in der zugeordneten Folge 25 an. Die Anzahl ist hier auf 24 = 16 beschränkt. Das letzte Bit 28 des jeweiligen Blocks 27 gibt hingegen den logischen Wert der Abtastpunkte 26 der zugeordneten Folge 25 an. Im Ausführungsbeispiel ergibt sich also eine Datenreduktion von insgesamt 47%, wobei bei einer Abtastrate von 500 kHz nur noch 265 kBit/s übertragen werden müssen.
  • Mit erneutem Bezug auf 2 wird das komprimierte Echorohsignal 21'' über eine Kommunikationsschnittstelle 29 des Ultraschallsensors 3 an das Steuergerät 4 übermittelt. Das Steuergerät 4 kann dann eine Korrelation des Echorohsignals 21'' mit einem dem Sendesignal 11 entsprechenden Referenzsignal durchführen, um das Echorohsignal 21'' zu demodulieren. Es ist also das Steuergerät 4, welches das Echorohsignal 21'' auswertet und hierbei die Laufzeit des Sendesignals 11 und daraus die Entfernung zum Zielobjekt 8 und gegebenenfalls auch die Dopplerverschiebung berechnet.
  • Das Steuergerät 4 dient auch zur Ansteuerung des Ultraschallsensors 3 zum Aussenden des Sendesignals 11. Die Ansteuerung erfolgt ebenfalls durch den Datenbus 9. Dazu kann das Steuergerät 4 über die Kommunikationsschnittstelle 29 des Ultraschallsensors 3 und über eine entsprechende DMA-Einheit 30 des Ultraschallsensors 3 (Direct Memory Access) auf Daten zugreifen, die in einem RAM-Speicher 31 abgelegt sind. Diese Daten werden dann mittels eines Digital-Analog-Konverters 32 des Ultraschallsensors 3 in ein analoges Steuersignal 33 umgewandelt, mittels welchem eine Ausgangsstufe bzw. ein Treiber 34 zum Anregen der Membran zum Aussenden des Sendesignals 11 angesteuert wird.
  • Insgesamt wird also ein Verfahren bereitgestellt, bei welchem eine Abtastmethode und ein Komprimierungsverfahren implementiert werden, die es ermöglichen, die Rohdaten über ein herkömmliches Feldbussystem an das Steuergerät zu übermitteln. Im Ultraschallsensor selbst findet nur noch die Signalabtastung und optional die Signalkomprimierung gegebenenfalls mit einer zusätzlichen Filterung statt. Eine Herausforderung besteht dabei darin, die Datenübertragungsrate so gering wie möglich zu halten und dabei aber so wenig Phaseninformationen wie möglich zu verlieren, da diese später im Steuergerät für die Code-Demodulation und die Dopplerberechnung benötigt werden. Um die Datenübertragungsrate zu reduzieren, wird eine 1-Bit-Abtastung des Echosignals durchgeführt. Das daraus folgende Ergebnis ist ein Rechtecksignal mit der genauen Phase des Empfangssignals. Dieses binäre Signal kann dann nochmals durch das Zusammenfassen von gleichwertigen, aufeinander folgenden Samples komprimiert werden, wobei die Komprimierung umso effizienter ist, je länger die zusammenhängenden Folgen von Nullen und Einsen sind, die das Signal enthält. Ein effektives Rauschfilter, um möglichst große Folgen zu erreichen, bietet in diesem Fall der Opening-Algorithmus. Hier werden alle im Binärsignal enthaltenen kleinen Peaks, die durch Rauschen entstehen und meist kürzer als die Ausschläge des Ultraschallsignals sind, herausgefiltert. Dieser Vorgang kann die Datenmenge in Abhängigkeit vom geforderten Störabstand der Phasenzustände im PSK-Signal gegenüber einer herkömmlichen 10-Bit-Abtastung deutlich reduzieren und somit die Busbelastung effektiv herabsetzen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010033213 A1 [0003]

Claims (13)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Sensorvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem: – mittels eines Sensors (3), insbesondere eines Ultraschallsensors, der Sensorvorrichtung (2) ein Sendesignal (11) in einen Umgebungsbereich (7) des Kraftfahrzeugs (1) ausgesendet und ein in dem Umgebungsbereich (7) an einem Zielobjekt (8) reflektierter Signalanteil des Sendesignals (11) als Echorohsignal (12) empfangen wird, – zwischen dem Sensor (3) und einem Steuergerät (4) der Sensorvorrichtung (2) Daten über einen Datenbus (9) übertragen werden und – mittels der Sensorvorrichtung (2) eine Messgröße zu dem Zielobjekt (8) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Wandlers (15) des Sensors (3) das Echorohsignal (12) zu einem digitalen Echorohsignal (21) umgewandelt wird und das digitale Echorohsignal (21) von dem Sensor (3) über den Datenbus (9) an das Steuergerät (4) übertragen wird, welches durch ein Inbezugsetzen des digitalen Echorohsignals (21) zu einem dem Sendesignal (11) entsprechenden Referenzsignal die Messgröße bestimmt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Wandlers (15) eine 1-Bit-Abtastung des Echorohsignals (21) durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (15) als ein Komparator (16) ausgebildet ist, mittels welchem das analoge Echorohsignal (12) mit einem Referenzwert (RV) verglichen wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umwandeln mit einer Abtastrate von mindestens 300 kHz, insbesondere mindestens 400 kHz, bevorzugt mindestens 500 kHz, durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendesignal (11) phasenmoduliert, insbesondere BPSK- oder QPSK-phasenmoduliert, ausgesendet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Übertragen des digitalen Echorohsignals (21) an das Steuergerät (4) das digitale Echorohsignal (21) mittels eines einen Glättungscharakter aufweisenden Filters (23) des Sensors (3) gefiltert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtern umfasst, dass auf das digitale Echorohsignal (21) ein Opening-Algorithmus angewandt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Übertragen des digitalen Echorohsignals (21) an das Steuergerät (4) das digitale Echorohsignal (21), insbesondere das gefilterte Echorohsignal (21'), mittels eines digitalen Signalprozessors (22) des Sensors (3) komprimiert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Komprimieren umfasst, dass eine Folge (25) von aufeinander folgenden Abtastpunkten (26) des digitalen Echorohsignals (21, 21), welche den gleichen logischen Wert aufweisen, durch einen Block (27) mit einer vorbestimmten Anzahl von Bits (28) ersetzt wird, welche zumindest die Anzahl der Abtastpunkte (26) innerhalb der Folge (25) angeben.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Inbezugsetzen des Echorohsignals (21) zu dem Referenzsignal umfasst, dass mittels des Steuergeräts (4) eine Zeitdifferenz zwischen dem Aussenden des Sendesignals (11) und dem Empfangen des Echorohsignals (12) und daraus eine Entfernung zu dem Zielobjekt (8) als Messgröße bestimmt wird.
  11. Sensor (3), insbesondere Ultraschallsensor, für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Sende-/Empfangseinheit (10) zum Aussenden eines Sendesignals (11) in einen Umgebungsbereich (7) des Kraftfahrzeugs (1) und zum Empfangen eines in dem Umgebungsbereich (7) an einem Zielobjekt (8) reflektierten Signalanteils des Sendesignals (11) als Echorohsignal (12), und mit einer Kommunikationsschnittstelle (29), welche an einen Datenbus (9) anschließbar ist und über welche Daten über den Datenbus (9) an ein Steuergerät (4) übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) einen Wandler (15) umfasst, welcher zum Umwandeln des Echorohsignals (12) zu einem digitalen Echorohsignal (21) ausgebildet ist, wobei der Sensor (3) dazu ausgelegt ist, das digitale Echorohsignal (21) über die Kommunikationsschnittstelle (29) an das Steuergerät (4) zu übertragen.
  12. Sensorvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einem Sensor (3) nach Anspruch 11, und mit einem Steuergerät (4), welches dazu ausgelegt ist, durch ein Inbezugsetzen des empfangenen Echorohsignals (21) zu einem dem Sendesignal (11) entsprechenden Referenzsignal eine Messgröße zu dem Zielobjekt (8) zu bestimmen.
  13. Kraftfahrzeug (1) mit einer Sensorvorrichtung (2) nach Anspruch 12.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015120130A1 (de) * 2015-11-20 2017-05-24 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zur Übertragung von Daten wenigstens eines Messgrößenaufnehmers eines Steuernetzwerks, Sender, Empfänger, Messgrößenaufnahmevorrichtung und Steuernetzwerk
EP3255448A1 (de) * 2016-06-07 2017-12-13 Valeo Schalter und Sensoren GmbH Verfahren zum bestimmen einer relativen lage zwischen einem ersten kraftfahrzeug und einem zweiten kraftfahrzeug mit hilfe von ultraschallsensoren, kraftfahrzeug sowie system
WO2018153892A1 (de) * 2017-02-23 2018-08-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zum bereitstellen von ultraschallsignalinformationen
WO2018210966A1 (de) 2017-05-16 2018-11-22 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren zur übertragung von daten über einen fahrzeugdatenbus von einem ultraschallsystem zu einer datenverarbeitungsvorrichtung
EP3435114A1 (de) * 2017-07-28 2019-01-30 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren zur übertragung von ultraschallmesssignale repräsentierenden daten insbesondere in einem fahrzeug
DE102017125136A1 (de) * 2017-10-26 2019-05-02 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines digitalen Sensorsignals eines Ultraschallsensors
DE102018106244B3 (de) 2018-03-16 2019-06-27 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren zur periodisch fortlaufenden Übertragung von komprimierten Daten eines Ultraschallsensorsystems in einem Fahrzeug
DE102019106190A1 (de) 2018-03-16 2019-09-19 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Dekompression von Ultraschallsignalen die mittels Signalobjektklassen komprimiert wurden
DE102018106251A1 (de) * 2018-03-16 2019-09-19 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren komprimierten Übertragung von Daten eines Ultraschallsensorsystems durch Nichtübertragung erkannter unwichtiger Signalobjekte auf Basis von mindestens zwei Parametersignalen
DE102019106432A1 (de) 2018-03-16 2019-09-19 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren komprimierten Übertragung von Daten eines Ultraschallsensorsystems durch Nichtübertragung erkannter unwichtiger Signalobjekte
CN110398741A (zh) * 2019-08-01 2019-11-01 肇庆奥迪威传感科技有限公司 超声波传感器、测距***及测距方法
WO2020182963A2 (de) 2019-03-12 2020-09-17 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren zur erkennung von hindernisobjekten sowie zur prognose der veränderung der position bekannter hindernisobjekte anhand von signalen mehrerer sensoren und zur kompression sowie dekompression von zu den obigen zwecken verwendeten sensorsignalen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10024959A1 (de) * 2000-05-22 2001-12-20 Endress Hauser Gmbh Co Vorrichtung zum unidirektionalen oder bidirektionalen Austausch von Daten
DE10140346A1 (de) * 2001-08-17 2003-03-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Entfernungsmessung
DE102010033213A1 (de) 2010-08-03 2012-02-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zur Auswertung von Signalen eines Ultraschallsensors und Vorrichtung zur Umfelderfassung
DE102011121092A1 (de) * 2011-12-14 2013-06-20 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensor für ein Kraftfahrzeug, Fahrerassistenzeinrichtung, Kraftfahrzeug, System mit einer Fahrerassistenzeinrichtung sowie Verfahren zum Betreiben eines Sensors in einem Kraftfahrzeug

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10024959A1 (de) * 2000-05-22 2001-12-20 Endress Hauser Gmbh Co Vorrichtung zum unidirektionalen oder bidirektionalen Austausch von Daten
DE10140346A1 (de) * 2001-08-17 2003-03-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Entfernungsmessung
DE102010033213A1 (de) 2010-08-03 2012-02-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zur Auswertung von Signalen eines Ultraschallsensors und Vorrichtung zur Umfelderfassung
DE102011121092A1 (de) * 2011-12-14 2013-06-20 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensor für ein Kraftfahrzeug, Fahrerassistenzeinrichtung, Kraftfahrzeug, System mit einer Fahrerassistenzeinrichtung sowie Verfahren zum Betreiben eines Sensors in einem Kraftfahrzeug

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Wikipedia: Successive approximation ADC. Version 06.07.2013.
Wikipedia: Successive approximation ADC. Version 06.07.2013. *

Cited By (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015120130A1 (de) * 2015-11-20 2017-05-24 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zur Übertragung von Daten wenigstens eines Messgrößenaufnehmers eines Steuernetzwerks, Sender, Empfänger, Messgrößenaufnahmevorrichtung und Steuernetzwerk
EP3255448A1 (de) * 2016-06-07 2017-12-13 Valeo Schalter und Sensoren GmbH Verfahren zum bestimmen einer relativen lage zwischen einem ersten kraftfahrzeug und einem zweiten kraftfahrzeug mit hilfe von ultraschallsensoren, kraftfahrzeug sowie system
WO2018153892A1 (de) * 2017-02-23 2018-08-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zum bereitstellen von ultraschallsignalinformationen
US11307306B2 (en) 2017-02-23 2022-04-19 Robert Bosch Gmbh Method and device for providing ultrasonic signal information
DE112018001826B3 (de) 2017-05-16 2022-10-06 Elmos Semiconductor Se Verfahren zur Übertragung von Daten über einen Fahrzeugdatenbus von einem Ultraschallsystem zu einer Datenverarbeitungsvorrichtung
JP2023001148A (ja) * 2017-05-16 2023-01-04 エルモス セミコンダクター エスエー 超音波システムからデータ処理装置に車両データバスを介してデータを送信する方法
DE112018001824B3 (de) 2017-05-16 2022-12-08 Elmos Semiconductor Se Verfahren zur Übertragung von Daten über einen Fahrzeugdatenbus von einem Ultraschallsystem zu einer Datenverarbeitungsvorrichtung
US12013477B2 (en) 2017-05-16 2024-06-18 Elmos Semiconductor Se Transmitting ultrasonic signal data
JP7165145B2 (ja) 2017-05-16 2022-11-02 エルモス セミコンダクター エスエー 超音波システムからデータ処理装置に車両データバスを介してデータを送信する方法
CN110741279B (zh) * 2017-05-16 2023-12-29 艾尔默斯半导体欧洲股份公司 经由车辆数据总线从超声***向数据处理设备传输数据的方法
DE112018001823B3 (de) 2017-05-16 2023-04-13 Elmos Semiconductor Se Verfahren zur Übertragung von Daten über einen Fahrzeugdatenbus von einem Ultraschallsystem zu einer Datenverarbeitungsvorrichtung
WO2018210966A1 (de) 2017-05-16 2018-11-22 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren zur übertragung von daten über einen fahrzeugdatenbus von einem ultraschallsystem zu einer datenverarbeitungsvorrichtung
CN110741279A (zh) * 2017-05-16 2020-01-31 艾尔默斯半导体股份公司 经由车辆数据总线从超声***向数据处理设备传输数据的方法
JP2020520456A (ja) * 2017-05-16 2020-07-09 エルモス セミコンダクター アクチエンゲゼルシヤフト 超音波システムからデータ処理装置に車両データバスを介してデータを送信する方法
US11719785B2 (en) 2017-05-16 2023-08-08 Elmos Semiconductor Se Transmitting ultrasonic signal data
US10877138B2 (en) 2017-07-28 2020-12-29 Elmos Semiconductor Se Method for transmitting data representing ultrasonic measurement signals, in particular in a vehicle
CN109307858B (zh) * 2017-07-28 2023-09-12 艾尔默斯半导体欧洲股份公司 用于传输表示超声测量信号的数据的方法
CN109307858A (zh) * 2017-07-28 2019-02-05 艾尔默斯半导体股份公司 用于传输表示超声测量信号的数据的方法
EP3435114A1 (de) * 2017-07-28 2019-01-30 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren zur übertragung von ultraschallmesssignale repräsentierenden daten insbesondere in einem fahrzeug
DE102017125136B4 (de) 2017-10-26 2023-10-12 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines digitalen Sensorsignals eines Ultraschallsensors
DE102017125136A1 (de) * 2017-10-26 2019-05-02 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines digitalen Sensorsignals eines Ultraschallsensors
DE102019106190A1 (de) 2018-03-16 2019-09-19 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Dekompression von Ultraschallsignalen die mittels Signalobjektklassen komprimiert wurden
DE102019106190B4 (de) 2018-03-16 2023-04-27 Elmos Semiconductor Se Dekompression von Ultraschallsignalen die mittels Signalobjektklassen basierender Annäherung komprimiert wurden
DE102019009243B3 (de) 2018-03-16 2023-05-11 Elmos Semiconductor Se Sensorsystem mit Übertragung des Ultraschallsignals an das Rechnersystem mittels approximierender Signalobjektkompression und -dekompression
DE102019009242B3 (de) 2018-03-16 2023-05-11 Elmos Semiconductor Se Sensor mit Ultraschallsignalkompression auf Basis eines Annäherungsverfahrens mittels Signalobjektklassen
DE102019106432A1 (de) 2018-03-16 2019-09-19 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren komprimierten Übertragung von Daten eines Ultraschallsensorsystems durch Nichtübertragung erkannter unwichtiger Signalobjekte
DE102018106251A1 (de) * 2018-03-16 2019-09-19 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren komprimierten Übertragung von Daten eines Ultraschallsensorsystems durch Nichtübertragung erkannter unwichtiger Signalobjekte auf Basis von mindestens zwei Parametersignalen
DE102018106244B3 (de) 2018-03-16 2019-06-27 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren zur periodisch fortlaufenden Übertragung von komprimierten Daten eines Ultraschallsensorsystems in einem Fahrzeug
EP4071513A1 (de) 2019-03-12 2022-10-12 Elmos Semiconductor SE Verfahren zur erkennung von hindernisobjekten sowie zur prognose der veränderung der position bekannter hindernisobjekte anhand von signalen mehrerer sensoren und zur kompresion sowie dekompression von zu den obigen zwecken verwendeten sensorsignalen
EP4067937A1 (de) 2019-03-12 2022-10-05 Elmos Semiconductor SE Verfahren zur erkennung von hindernisobjekten sowie zur prognose der veränderung der position bekannter hindernisobjekte anhand von signalen mehrerer sensoren und zur kompression sowie dekompression von zu den obigen zwecken verwendeten sensorsignalen
DE102019106204B4 (de) 2019-03-12 2023-04-27 Elmos Semiconductor Se Ultraschallsystem mit zentralisierter Objekterkennung auf Basis von dekomprimierten Ultraschallsignalen mehrerer Sensoren und zugehöriges Kompressionsverfahren
WO2020182963A2 (de) 2019-03-12 2020-09-17 Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft Verfahren zur erkennung von hindernisobjekten sowie zur prognose der veränderung der position bekannter hindernisobjekte anhand von signalen mehrerer sensoren und zur kompression sowie dekompression von zu den obigen zwecken verwendeten sensorsignalen
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