DE102019130373A1 - Environment monitoring of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Eine Sensorvorrichtung (2) zur Umfeldüberwachung eines Kraftfahrzeugs (1) weist eine Signalerzeugungseinheit (3), eine erste Steuereinheit (4) und eine zweite Steuereinheit (5) auf. Die erste Steuereinheit (4) ist dazu eingerichtet, die Signalerzeugungseinheit (3) zum Aussenden eines ersten Signals (6) anzusteuern und ein Synchronisierungssignal (8) zu erzeugen und an die zweite Steuereinheit (5) zu übermitteln. Die zweite Steuereinheit (5) ist dazu eingerichtet, die Signalerzeugungseinheit (3) zum Aussenden eines zweiten Signals (7) abhängig von dem Synchronisierungssignal (8) anzusteuern.A sensor device (2) for monitoring the surroundings of a motor vehicle (1) has a signal generation unit (3), a first control unit (4) and a second control unit (5). The first control unit (4) is set up to control the signal generation unit (3) to transmit a first signal (6) and to generate a synchronization signal (8) and transmit it to the second control unit (5). The second control unit (5) is set up to control the signal generation unit (3) to transmit a second signal (7) as a function of the synchronization signal (8).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Umfeldüberwachung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Sensorvorrichtung eine Signalerzeugungseinheit und eine erste Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, die Signalerzeugungseinheit zum Erzeugen und Aussenden eines ersten Signals anzusteuern. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Sensorvorrichtung sowie ein Verfahren zur Umfeldüberwachung eines Kraftfahrzeugs.The present invention relates to a sensor device for monitoring the surroundings of a motor vehicle, the sensor device having a signal generation unit and a first control unit which is set up to control the signal generation unit for generating and emitting a first signal. The invention also relates to a motor vehicle with such a sensor device and a method for monitoring the surroundings of a motor vehicle.
Umfeldsensorsysteme zum Einsatz im Automobilbereich, beispielsweise Radarsysteme, Lidarsysteme oder Ultraschallsensorsysteme, können unterschiedliche Signale aussenden, um eine Umgebung des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Sensorvorrichtung abzutasten und durch die verschiedenen Signale verschiedene Informationen zu erhalten oder verschiedene Reichweiten zu realisieren und so weiter. Dabei kann es nachteilhaft sein, wenn die unterschiedlichen Signale miteinander interferieren, da dies zu Verfälschungen der Messergebnisse führen kann.Environment sensor systems for use in the automotive sector, for example radar systems, lidar systems or ultrasonic sensor systems, can send out different signals in order to scan the surroundings of the motor vehicle or the sensor device and to obtain different information from the different signals or to realize different ranges and so on. It can be disadvantageous if the different signals interfere with one another, since this can lead to falsification of the measurement results.
Im Dokument
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zur Umfeldüberwachung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, durch das die Interferenz verschiedener ausgesendeter Signale verhindert werden kann.Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved concept for monitoring the surroundings of a motor vehicle, by means of which the interference of various transmitted signals can be prevented.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this object is achieved by the respective subject matter of the independent claims. Advantageous developments and preferred embodiments are the subject of the dependent claims.
Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, eine gemeinsame Signalerzeugungseinheit zum Aussenden eines ersten und eines zweiten Signals vorzusehen, wobei die Signalerzeugungseinheit dazu von unterschiedlichen Steuereinheiten angesteuert wird. Dabei erzeugt eine der Steuereinheiten ein Synchronisierungssignal und überträgt es an die andere Steuereinheit, welche die Signalerzeugungseinheit zum Erzeugen und Aussenden des zugehörigen Signals abhängig auf dem Synchronisierungssignal ansteuert.The improved concept is based on the idea of providing a common signal generating unit for transmitting a first and a second signal, the signal generating unit being controlled by different control units for this purpose. In this case, one of the control units generates a synchronization signal and transmits it to the other control unit, which controls the signal generation unit to generate and transmit the associated signal as a function of the synchronization signal.
Gemäß einem unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird eine Sensorvorrichtung zur Umfeldüberwachung eines Kraftfahrzeugs angegeben. Die Sensorvorrichtung weist eine Signalerzeugungseinheit auf, eine erste Steuereinheit sowie eine zweite Steuereinheit. Die erste Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die Signalerzeugungseinheit zum Erzeugen und Aussenden eines ersten Signals anzusteuern. Die erste Steuereinheit ist mit der zweiten Steuereinheit gekoppelt und dazu eingerichtet, ein Synchronisierungssignal zu erzeugen und an die zweite Steuereinheit zu übermitteln. Die zweite Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die Signalerzeugungseinheit zum Erzeugen und Aussenden eines zweiten Signals abhängig von dem Synchronisierungssignal anzusteuern, insbesondere um eine Interferenz des ersten Signals mit dem zweiten Signal zu verhindern oder zu reduzieren.According to an independent aspect of the improved concept, a sensor device for monitoring the surroundings of a motor vehicle is specified. The sensor device has a signal generation unit, a first control unit and a second control unit. The first control unit is set up to control the signal generation unit in order to generate and transmit a first signal. The first control unit is coupled to the second control unit and is set up to generate a synchronization signal and to transmit it to the second control unit. The second control unit is set up to control the signal generation unit to generate and transmit a second signal as a function of the synchronization signal, in particular to prevent or reduce interference between the first signal and the second signal.
Das erste und das zweite Signal unterscheiden sich insbesondere in wenigstens einer Signaleigenschaft.The first and the second signal differ in particular in at least one signal property.
Unter der Umfeldüberwachung des Kraftfahrzeugs kann dabei das Erzeugen von Datensätzen verstanden werden, die eine Umgebung der Sensorvorrichtung und damit des Kraftfahrzeugs abbilden, beispielsweise abzutasten.The monitoring of the surroundings of the motor vehicle can be understood to mean the generation of data records which depict, for example, scan the surroundings of the sensor device and thus of the motor vehicle.
Zum Abtasten der Umgebung kann die Sensorvorrichtung, insbesondere die Signalerzeugungseinheit, das erste und das zweite Signal insbesondere als elektromagnetische Signale oder Ultraschallsignale erzeugen und aussenden, reflektierte Anteile des ersten und des zweiten Signals, die beispielsweise von Objekten in der Umgebung wenigstens teilweise reflektiert wurden, erfassen und die Datensätze beziehungsweise Abtastpunkte basierend auf den erfassten reflektierten Anteilen erzeugen.To scan the environment, the sensor device, in particular the signal generating unit, can generate and emit the first and second signals, in particular as electromagnetic signals or ultrasound signals, and detect reflected portions of the first and second signals that were at least partially reflected, for example, by objects in the environment and generate the data sets or sampling points based on the detected reflected components.
Die erste Steuereinheit und die zweite Steuereinheit sind insbesondere jeweils mit der Signalerzeugungseinheit gekoppelt oder verbunden, um diese zum Erzeugen und Aussenden des ersten beziehungsweise des zweiten Signals anzusteuern.The first control unit and the second control unit are, in particular, each coupled or connected to the signal generation unit in order to control them for generating and transmitting the first and the second signal, respectively.
Die Signalerzeugungseinheit kann als gemeinsames Sensor-Frontend der Sensorvorrichtung verstanden werden. Insbesondere kann die Sensorvorrichtung nicht als Anordnung räumlich verteilter Sensoreinheiten, die beispielsweise an unterschiedlichen Positionen des Kraftfahrzeugs montiert sind, aufgefasst werden.The signal generation unit can be understood as a common sensor front end of the sensor device. In particular, the sensor device cannot be understood as an arrangement of spatially distributed sensor units that are mounted, for example, at different positions of the motor vehicle.
Das Aussenden der Signale entspricht insbesondere einem Aussenden der Signale in die Umgebung.The transmission of the signals corresponds in particular to the transmission of the signals into the environment.
Um die Interferenz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal zu verhindern, steuern die erste und die zweite Steuereinheit die Signalerzeugungseinheit insbesondere derart an, dass diese das erste Signal und das zweite Signal abwechselnd, also zeitversetzt beziehungsweise zu unterschiedlichen, disjunkten, nichtüberlappenden Zeiträumen aussendet, was insbesondere durch das Erzeugen des zweiten Signals basierend auf dem Synchronisierungssignal ermöglicht wird.In order to prevent the interference between the first signal and the second signal, the first and the second control unit control the signal generation unit in particular in such a way that it transmits the first signal and the second signal alternately, i.e. with a time delay or at different, disjoint, non-overlapping periods of time, which is made possible in particular by generating the second signal based on the synchronization signal.
Beispielsweise kann durch das erste Signal ein erstes Sichtfeld der Sensorvorrichtung abgedeckt werden und durch das zweite Signal ein zweites Sichtfeld der Sensorvorrichtung, welches mit dem ersten Sichtfeld wenigstens teilweise überlappt.For example, a first field of view of the sensor device can be covered by the first signal and a second field of view of the sensor device, which at least partially overlaps the first field of view, can be covered by the second signal.
Durch die Erzeugung des zweiten Signals basierend auf dem Synchronisierungssignal können nach dem verbesserten Konzept unerwünschte Interferenzen des ersten mit dem zweiten Signal verhindert werden. Entsprechend können fehlerhafte, ungenaue oder verfälschte Messungen, insbesondere Abtastpunkte, vermieden werden.By generating the second signal based on the synchronization signal, undesired interference between the first and the second signal can be prevented according to the improved concept. Correspondingly, erroneous, inaccurate or falsified measurements, in particular sampling points, can be avoided.
Insbesondere können gemäß dem verbesserten Konzept dadurch das erste und das zweite Signal mit unterschiedlichen Signaleigenschaften erzeugt werden, beispielsweise im Wechsel, um unterschiedliche beziehungsweise insgesamt mehr Informationen basierend auf der Umfeldüberwachung zu generieren. Beispielsweise können das erste und das zweite Signal unterschiedliche maximale Reichweiten, unterschiedliche Sichtfelder, unterschiedliche Wellenlängen, unterschiedliche Tastgrade, unterschiedliche Pulsdauern oder dergleichen aufweisen.In particular, according to the improved concept, the first and the second signal can be generated with different signal properties, for example alternately in order to generate different or more information overall based on the environment monitoring. For example, the first and the second signal can have different maximum ranges, different fields of view, different wavelengths, different duty cycles, different pulse durations or the like.
Dadurch, dass die Steuerung der Signalerzeugungseinheit für das erste und das zweite Signal auf die beiden physisch getrennten Steuereinheiten aufgeteilt wird, kann die Rechenleistung gleichmäßig verteilt werden, so dass die erste und die zweite Steuereinheit ähnlich ausgelastet werden.Because the control of the signal generation unit for the first and the second signal is divided between the two physically separate control units, the computing power can be distributed evenly, so that the first and the second control unit are similarly utilized.
Zudem muss jede der Steuereinheiten die Signalerzeugungseinheit nur zum Erzeugen des jeweiligen Signals ansteuern, was eine vereinfachte Programmierung der Steuereinheiten erlaubt.In addition, each of the control units only needs to control the signal generation unit to generate the respective signal, which allows the control units to be programmed in a simplified manner.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Sensorvorrichtung handelt es sich bei dem ersten und dem zweiten Signal um elektromagnetische Signale oder um Ultraschallsignale. Die elektromagnetischen Signale können dabei insbesondere Radarsignale, also Funksignale, oder Lichtsignale, also Signale aus sichtbarem, infraroten oder ultraviolettem Licht sein.According to at least one embodiment of the sensor device, the first and the second signal are electromagnetic signals or ultrasonic signals. The electromagnetic signals can in particular be radar signals, that is to say radio signals, or light signals, that is to say signals from visible, infrared or ultraviolet light.
Insbesondere ist die Sensorvorrichtung im Falle von Funksignalen als Radarsensorvorrichtung ausgestaltet, im Falle von optischen Signalen als aktives optisches Sensorsystem, beispielsweise als Lidarsystem oder Laserscanner, im Falle von Ultraschallsignalen als Ultraschallsensorsystem.In particular, in the case of radio signals, the sensor device is designed as a radar sensor device, in the case of optical signals as an active optical sensor system, for example as a lidar system or laser scanner, in the case of ultrasonic signals as an ultrasonic sensor system.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Sensorvorrichtung ein Gehäuse auf, welches in oder an dem Kraftfahrzeug montierbar oder montiert ist, wobei die Signalerzeugungseinheit, die erste Steuereinheit und die zweite Steuereinheit vollständig innerhalb des Gehäuses angeordnet sind.According to at least one embodiment, the sensor device has a housing which can be or is mounted in or on the motor vehicle, the signal generation unit, the first control unit and the second control unit being arranged completely within the housing.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite Steuereinheit dazu eingerichtet, die Signalerzeugungseinheit, insbesondere zum Erzeugen und Aussenden des zweiten Signals, abhängig von dem Synchronisierungssignal derart anzusteuern, dass die Signalerzeugungseinheit das erste Signal und das zweite Signal während unterschiedlicher, nichtüberlappender Zeiträume aussendet.According to at least one embodiment, the second control unit is set up to control the signal generation unit, in particular for generating and transmitting the second signal, depending on the synchronization signal in such a way that the signal generating unit transmits the first signal and the second signal during different, non-overlapping periods of time.
Dass das erste und das zweite Signal ausschließlich während unterschiedlicher Zeiträume ausgesendet werden, kann insbesondere derart verstanden werden, dass das eine Amplitude des ersten Signal nur dann einen von Null verschiedenen Wert annehmen kann, wenn die Amplitude des zweiten Signals gleich Null ist und umgekehrt.The fact that the first and the second signal are transmitted exclusively during different time periods can in particular be understood to mean that the one amplitude of the first signal can only assume a value other than zero if the amplitude of the second signal is equal to zero and vice versa.
Das erste und das zweite Signal können insbesondere jeweils periodisch erzeugt werden. Dementsprechend können sich erste Zeiträume, während derer das erste Signal eine von Null verschiedene Amplitude aufweist, und zweite Zeiträume, während derer das zweite Signal eine von Null verschiedene Amplitude aufweist, abwechseln und insbesondere ohne Überlapp aufeinander folgen, wobei beispielsweise während einer Pause zwischen den beiden Zeiträume die Amplituden beider Signale gleich Null sind.The first and the second signal can in particular each be generated periodically. Accordingly, first time periods during which the first signal has an amplitude different from zero and second time periods during which the second signal has an amplitude different from zero, alternate and in particular follow one another without overlap, for example during a pause between the two Periods of time the amplitudes of both signals are equal to zero.
Die erste Steuereinheit kann beispielsweise erste Steuersignale erzeugen und diese an die Signalerzeugungseinheit übertragen, welche das erste Signal abhängig von den ersten Steuersignalen erzeugt und aussendet. Die zweite Steuereinheit kann beispielsweise zweite Steuersignale erzeugen und an die Signalerzeugungseinheit übertragen, welche das zweite Signal abhängig von den zweiten Steuersignalen erzeugt und aussendet. Die zweiten Steuersignale werden dabei insbesondere abhängig von dem Synchronisierungssignal erzeugt, sodass die Bedingung, dass die Amplituden des ersten und des zweiten Signals nicht gleichzeitig von Null verschieden sind, erfüllt wird. Dadurch kann die Interferenz des ersten mit dem zweiten Signal verhindert werden.The first control unit can, for example, generate first control signals and transmit these to the signal generation unit, which generates and transmits the first signal as a function of the first control signals. The second control unit can, for example, generate second control signals and transmit them to the signal generation unit, which generates and transmits the second signal as a function of the second control signals. The second control signals are generated in particular as a function of the synchronization signal, so that the condition that the amplitudes of the first and second signals are not simultaneously different from zero is fulfilled. This can prevent the first signal from interfering with the second signal.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Signalerzeugungseinheit eine erste Sendeeinheit zum Erzeugen des ersten Signals auf und eine zweite Sendeeinheit zum Erzeugen des zweiten Signals.According to at least one embodiment, the signal generation unit has a first transmission unit for generating the first signal and a second transmission unit for generating the second signal.
Insbesondere kann die erste Steuereinheit, beispielsweise mittels der ersten Steuersignale, die erste Sendeeinheit ansteuern, damit die Signalerzeugungseinheit, insbesondere die erste Sendeeinheit, das erste Signal erzeugt und aussendet. Die zweite Steuereinheit kann, insbesondere mittels der zweiten Steuersignale, die zweite Sendeeinheit ansteuern, damit die Signalerzeugungseinheit, insbesondere die zweite Sendeeinheit, das zweite Signal erzeugen und aussenden kann.In particular, the first control unit can control the first transmission unit, for example by means of the first control signals, so that the signal generation unit, in particular the first transmission unit, generates and transmits the first signal. The second control unit can control the second transmission unit, in particular by means of the second control signals, so that the signal generation unit, in particular the second transmission unit, can generate and transmit the second signal.
Die erste Steuereinheit ist insbesondere nicht oder nicht direkt mit der zweiten Sendeeinheit verbunden, sodass die erste Steuereinheit die zweite Sendeeinheit nicht ansteuern kann. Entsprechend ist die zweite Steuereinheit nicht oder nicht direkt mit der ersten Sendeeinheit verbunden, sodass die zweite Steuereinheit die erste Sendeeinheit nicht ansteuern kann.In particular, the first control unit is not or not directly connected to the second transmission unit, so that the first control unit cannot control the second transmission unit. Correspondingly, the second control unit is not or not directly connected to the first transmission unit, so that the second control unit cannot control the first transmission unit.
Durch das Verwenden unterschiedlicher Sendeeinheiten zum Erzeugen des ersten und des zweiten Signals können insbesondere unterschiedliche Signaleigenschaften des ersten und des zweiten Signals realisiert werden.By using different transmission units to generate the first and the second signal, in particular different signal properties of the first and the second signal can be realized.
Je nach Ausprägung der Sensorvorrichtung, beispielsweise als Radarsensorvorrichtung, als aktives optisches Sensorsystem oder als Ultraschallsensorsystem, sind auch die erste und zweite Sendeeinheit entsprechend ausgestaltet.Depending on the configuration of the sensor device, for example as a radar sensor device, as an active optical sensor system or as an ultrasonic sensor system, the first and second transmission units are also configured accordingly.
Handelt es sich bei der Sensorvorrichtung beispielsweise um eine Radarsensorvorrichtung, so enthalten die erste und die zweite Sendeeinheit jeweils eine oder mehrere Sendeantennen. Ist die Sensorvorrichtung als aktives optisches Sensorsystem ausgestaltet, so enthalten die erste und die zweite Sendeeinheit jeweils eine oder mehrere Lichtquellen. Ist die Sensorvorrichtung als Ultraschallsensorsystem ausgestaltet, so enthalten die erste und die zweite Sendeeinheit jeweils eine oder mehrere Ultraschallsender oder Ultraschallwandler.If the sensor device is, for example, a radar sensor device, the first and the second transmission unit each contain one or more transmission antennas. If the sensor device is designed as an active optical sensor system, the first and the second transmission unit each contain one or more light sources. If the sensor device is designed as an ultrasonic sensor system, the first and the second transmitting unit each contain one or more ultrasonic transmitters or ultrasonic transducers.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Signalerzeugungseinheit eine erste Empfangseinheit auf, die dazu eingerichtet ist, reflektierte Anteile des ersten Signals zu empfangen und basierend auf den reflektierten Anteilen des ersten Signals ein erstes Sensorsignal zu erzeugen.According to at least one embodiment, the signal generation unit has a first receiving unit which is set up to receive reflected components of the first signal and to generate a first sensor signal based on the reflected components of the first signal.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Signalerzeugungseinheit eine zweite Empfangseinheit auf, die dazu eingerichtet, reflektierte Anteile des zweiten Signals zu empfangen und basierend auf den empfangenen reflektierten Anteilen des zweiten Signals ein zweites Sensorsignal zu erzeugen.According to at least one embodiment, the signal generation unit has a second receiving unit which is set up to receive reflected components of the second signal and to generate a second sensor signal based on the received reflected components of the second signal.
Die reflektierten Anteile des ersten und des zweiten Signals werden dabei beispielsweise von einem oder mehreren Objekten in der Umgebung reflektiert.The reflected components of the first and second signals are reflected, for example, from one or more objects in the vicinity.
In solchen Ausführungsformen können die Empfangseinheiten and die unterschiedlichen Arten der Sendeeinheiten angepasst sein.In such embodiments, the receiving units can be adapted to the different types of transmitting units.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform, insbesondere einer Ausführungsform, in der die Sensorvorrichtung als Radarsensorvorrichtung ausgestaltet ist, enthält die erste Empfangseinheit eine oder mehrere Empfangsantennen, und die zweite Empfangseinheit enthält eine oder mehrere zweite Empfangsantennen.According to at least one embodiment, in particular an embodiment in which the sensor device is designed as a radar sensor device, the first receiving unit contains one or more receiving antennas, and the second receiving unit contains one or more second receiving antennas.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform, insbesondere einer Ausführungsform, in der die Sensorvorrichtung als aktives optisches Sensorsystem, beispielsweise als Lidarsystem, ausgestaltet ist, enthält die erste Empfangseinheit einen oder mehrere erste optische Detektoren, und die zweite Empfangseinheit enthält einen oder mehrere zweite optische Detektoren.According to at least one embodiment, in particular one embodiment in which the sensor device is designed as an active optical sensor system, for example as a lidar system, the first receiving unit contains one or more first optical detectors, and the second receiving unit contains one or more second optical detectors.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform, insbesondere einer Ausführungsform, in der die Sensorvorrichtung als Ultraschallsensorvorrichtung ausgestaltet ist, enthält die erste Empfangseinheit einen oder mehrere Ultraschallempfänger oder -wandler, und die zweite Empfangseinheit enthält einen oder mehrere zweite Ultraschallempfänger oder -wandler.According to at least one embodiment, in particular an embodiment in which the sensor device is designed as an ultrasonic sensor device, the first receiving unit contains one or more ultrasonic receivers or transducers, and the second receiving unit contains one or more second ultrasonic receivers or transducers.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält die Signalerzeugungseinheit einen ersten Schaltkreis, insbesondere integrierten Schaltkreis, sowie einen zweiten Schaltkreis, insbesondere integrierten Schaltkreis. Die erste Empfangseinheit ist dabei mit dem ersten Schaltkreis verbunden, um das erste Sensorsignal an den ersten Schaltkreis zu übertragen.According to at least one embodiment, the signal generation unit contains a first circuit, in particular an integrated circuit, and a second circuit, in particular an integrated circuit. The first receiving unit is connected to the first circuit in order to transmit the first sensor signal to the first circuit.
Der erste und der zweite Schaltkreis können dabei beispielsweise jeweils als monolithischer integrierter Mikrowellenschaltkreis (englisch: „monolithic microwave integrated circuit“, MMIC) ausgestaltet sein.The first and the second circuit can each be designed, for example, as a monolithic integrated microwave circuit (English: “monolithic microwave integrated circuit”, MMIC).
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Empfangseinheit mit der ersten Steuereinheit gekoppelt, um von dem ersten Sensorsignal abhängige erste Messdaten an die erste Steuereinheit zu übertragen.According to at least one embodiment, the first receiving unit is coupled to the first control unit in order to transmit first measurement data that are dependent on the first sensor signal to the first control unit.
Insbesondere ist der erste Schaltkreis dazu eingerichtet, basierend auf dem ersten Sensorsignal die ersten Messdaten zu erzeugen und an die erste Steuereinheit zu übertragen.In particular, the first circuit is set up to generate the first measurement data based on the first sensor signal and to transmit it to the first control unit.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite Empfangseinheit mit der zweiten Steuereinheit gekoppelt, um von dem zweiten Sensorsignal abhängige zweite Messdaten an die zweite Steuereinheit zu übertragen.According to at least one embodiment, the second receiving unit is coupled to the second control unit in order to transmit second measurement data that are dependent on the second sensor signal to the second control unit.
Insbesondere ist der zweite Schaltkreis dazu eingerichtet, basierend auf dem zweiten Sensorsignal die zweiten Messdaten zu erzeugen und an die zweite Steuereinheit zu übertragen.In particular, the second circuit is set up to generate the second measurement data based on the second sensor signal and to transmit it to the second control unit.
Das erste und das zweite Sensorsignal können beispielsweise analoge Signale sein. Die Messdaten können beispielsweise in digitaler Form vorliegen und oder digitalen Signalen entsprechen beziehungsweise digitale Signale enthalten.The first and second sensor signals can be analog signals, for example. The measurement data can, for example, be in digital form and / or correspond to digital signals or contain digital signals.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Signalerzeugungseinheit, insbesondere der erste Schaltkreis, einen ersten Analog-Digital-Wandler auf, um basierend auf dem ersten Sensorsignal die ersten Messdaten zu erzeugen.According to at least one embodiment, the signal generation unit, in particular the first circuit, has a first analog-digital converter in order to generate the first measurement data based on the first sensor signal.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Signalerzeugungseinheit, insbesondere der zweite Schaltkreis, einen zweiten Analog-Digital-Wandler auf, um basierend auf dem zweiten Sensorsignal die zweiten Messdaten zu erzeugen.According to at least one embodiment, the signal generation unit, in particular the second circuit, has a second analog-digital converter in order to generate the second measurement data based on the second sensor signal.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die zweite Steuereinheit dazu eingerichtet, abhängig von dem ersten Sensorsignal, insbesondere basierend auf den ersten Messdaten, eine Objektliste zu erzeugen und die Objektliste abhängig von dem Synchronisierungssignal an die erste Steuereinheit zu übertragen.According to at least one embodiment, the second control unit is set up to generate an object list as a function of the first sensor signal, in particular based on the first measurement data, and to transmit the object list to the first control unit as a function of the synchronization signal.
Dass die Objektliste abhängig von dem Synchronisierungssignal übertragen wird, kann insbesondere derart verstanden werden, dass ein Zeitpunkt oder ein Zeitraum, zu dem die Objektliste an die erste Steuereinheit übertragen wird, mittels der zweiten Steuereinheit abhängig von dem Synchronisierungssignal bestimmt wird.The fact that the object list is transmitted as a function of the synchronization signal can in particular be understood to mean that a point in time or a period at which the object list is transmitted to the first control unit is determined by means of the second control unit as a function of the synchronization signal.
Dadurch kann die Objektliste übertragen werden, wenn die erste Steuereinheit diese optimal verarbeiten beziehungsweise weiterleiten kann, beispielsweise abgestimmt mit der Übertragung einer weiteren Objektliste von der ersten Steuereinheit an ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs.As a result, the object list can be transmitted when the first control unit can process or forward it optimally, for example coordinated with the transmission of a further object list from the first control unit to a control unit of the motor vehicle.
Die weitere Objektliste kann dabei beispielsweise mittels der zweiten Steuereinheit abhängig von dem zweiten Sensorsignal, insbesondere basierend auf den zweiten Messdaten, erzeugt werden.The further object list can be generated, for example, by means of the second control unit as a function of the second sensor signal, in particular based on the second measurement data.
Die Objektliste und/oder die weitere Objektliste können dabei jeweils Informationen beinhalten, die eines oder mehrere Objekte in der Umgebung betreffen, insbesondere das Vorhandensein, die Anzahl des einen oder der mehreren Objekte und/oder deren jeweilige Entfernung von der Sensorvorrichtung.The object list and / or the further object list can each contain information relating to one or more objects in the environment, in particular the presence, the number of the one or more objects and / or their respective distance from the sensor device.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Steuereinheit mit einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs verbindbar oder verbunden, um ein weiteres Synchronisierungssignal von dem Steuergerät zu erhalten. Die erste Steuereinheit ist dazu eingerichtet, dass Synchronisierungssignal abhängig von dem weiteren Synchronisierungssignal zu erzeugen.According to at least one embodiment, the first control unit can be or is connected to a control device of the motor vehicle in order to receive a further synchronization signal from the control device. The first control unit is set up to generate the synchronization signal as a function of the further synchronization signal.
Das Steuergerät kann dadurch ein globale Zeitsteuerung der Sensorvorrichtung sowie zusätzlicher Sensorvorrichtungen, von denen beispielsweise eine oder mehrere ebenfalls nach dem verbesserten Konzept ausgebildet sein können, und/oder weiterer Komponenten des Kraftfahrzeugs umsetzen.The control device can thereby implement a global time control of the sensor device as well as additional sensor devices, of which, for example, one or more can also be designed according to the improved concept, and / or other components of the motor vehicle.
Insbesondere ist nur die erste Steuereinheit mit dem Steuergerät verbindbar oder verbunden, während die zweite Steuereinheit nicht mit dem Steuergerät verbindbar oder verbunden ist.In particular, only the first control unit can be or is connected to the control device, while the second control unit is not connectable or connected to the control device.
Insbesondere erfolgt die Erzeugung des zweiten Signals nicht beziehungsweise nur indirekt basierend auf dem weiteren Sensorsignal basierend auf dem weiteren Synchronisierungssignal, indem das Synchronisierungssignal von dem weiteren Synchronisierungssignal abhängig erzeugt wird.In particular, the second signal is not generated or is only generated indirectly based on the additional sensor signal based on the additional synchronization signal, in that the synchronization signal is generated as a function of the additional synchronization signal.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält die Sensorvorrichtung das Steuergerät und das Steuergerät ist mit der ersten Steuereinheit verbunden.According to at least one embodiment, the sensor device contains the control device and the control device is connected to the first control unit.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Steuereinheit dazu eingerichtet, dass Synchronisierungssignal als Taktsignal zu erzeugen, das periodisch zwischen einem ersten Logikpegel, beispielsweise logisch null, und einem zweiten Logikpegel, beispielsweise logisch eins, wechselt, insbesondere hin und her wechselt.According to at least one embodiment, the first control unit is set up to generate the synchronization signal as a clock signal which changes periodically between a first logic level, for example logic zero, and a second logic level, for example logic one, in particular alternates back and forth.
In solchen Ausführungsformen ist das Synchronisierungssignal besonders einfach ausgeprägt, und die Programmierung der ersten Steuereinheit ist entsprechend einfach, da kein komplexes Synchronisierungsprotokoll erforderlich ist.In such embodiments, the synchronization signal is particularly simple, and the programming of the first control unit is correspondingly simple, since no complex synchronization protocol is required.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Kraftfahrzeug angegeben, das eine Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept enthält.According to a further independent aspect of the improved concept, a Motor vehicle specified that contains a sensor device according to the improved concept.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Verfahren zur Umfeldüberwachung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere mittels einer Sensorvorrichtung, angegeben. Dabei wird eine Signalerzeugungseinheit der Sensorvorrichtung mittels einer ersten Steuereinheit, insbesondere der Sensorvorrichtung, angesteuert, um ein erstes Signal zu erzeugen und auszusenden. Mittels der ersten Steuereinheit wird ein Synchronisierungssignal erzeugt, und die Signalerzeugungseinheit wird mittels einer zweiten Steuereinheit, insbesondere der Sensorvorrichtung, abhängig von dem Synchronisierungssignal angesteuert, um ein zweites Signal zu erzeugen und auszusenden, insbesondere, um eine Interferenz des ersten Signals mit dem zweiten Signal zu verhindern.According to a further independent aspect of the improved concept, a method for monitoring the surroundings of a motor vehicle, in particular by means of a sensor device, is specified. In this case, a signal generation unit of the sensor device is controlled by means of a first control unit, in particular the sensor device, in order to generate and transmit a first signal. A synchronization signal is generated by means of the first control unit, and the signal generation unit is controlled by means of a second control unit, in particular the sensor device, as a function of the synchronization signal in order to generate and transmit a second signal, in particular to cause the first signal to interfere with the second signal prevent.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Signalerzeugungseinheit mittels der zweiten Steuereinheit abhängig von dem Synchronisierungssignal derart angesteuert, dass die Signalerzeugungseinheit das erste Signal und das zweite Signal während unterschiedlicher Zeiträume, insbesondere ausschließlich während unterschiedlicher Zeiträume, aussendet.According to at least one embodiment of the method, the signal generation unit is controlled by the second control unit as a function of the synchronization signal in such a way that the signal generation unit transmits the first signal and the second signal during different time periods, in particular exclusively during different time periods.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden reflektierte Anteile des ersten Signals empfangen, insbesondere mittels der Signalerzeugungseinheit, beispielsweise mittels einer ersten Empfangseinheit der Signalerzeugungseinheit. Basierend auf den empfangenen reflektierten Anteilen des ersten Signals wird ein erstes Sensorsignal erzeugt, insbesondere mittels der Signalerzeugungseinheit, beispielsweise mittels der ersten Empfangseinheit. Reflektierte Anteile des zweiten Signals werden empfangen, insbesondere mittels der Signalerzeugungseinheit, beispielsweise mittels einer zweiten Empfangseinheit der Signalerzeugungseinheit. Basierend auf den empfangenen reflektierten Anteilen des zweiten Signals wird ein zweites Sensorsignal erzeugt, insbesondere mittels der Signalerzeugungseinheit, beispielsweise mittels der zweiten Empfangseinheit.According to at least one embodiment, reflected components of the first signal are received, in particular by means of the signal generation unit, for example by means of a first receiving unit of the signal generation unit. Based on the received reflected components of the first signal, a first sensor signal is generated, in particular by means of the signal generation unit, for example by means of the first receiving unit. Reflected components of the second signal are received, in particular by means of the signal generation unit, for example by means of a second receiving unit of the signal generation unit. Based on the received reflected components of the second signal, a second sensor signal is generated, in particular by means of the signal generation unit, for example by means of the second receiving unit.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels der zweiten Steuereinheit abhängig von dem ersten Sensorsignal eine Objektliste erzeugt, und die Objektliste wird abhängig von dem Synchronisierungssignal mittels der zweiten Steuereinheit an die erste Steuereinheit gesendet.According to at least one embodiment, an object list is generated by means of the second control unit as a function of the first sensor signal, and the object list is sent to the first control unit by means of the second control unit as a function of the synchronization signal.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens nach dem verbesserten Konzept folgen direkt aus den verschiedenen Ausgestaltungsformen der Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept und umgekehrt. Insbesondere kann eine Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept dazu eingerichtet oder programmiert sein, ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept durchzuführen, oder die Sensorvorrichtung führt ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept durch.Further embodiments of the method according to the improved concept follow directly from the various embodiments of the sensor device according to the improved concept and vice versa. In particular, a sensor device according to the improved concept can be set up or programmed to carry out a method according to the improved concept, or the sensor device carries out a method according to the improved concept.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Computerprogramm mit Befehlen angegeben. Bei Ausführung des Computerprogramms mittels einer Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept veranlassen die Befehle die Sensorvorrichtung dazu, ein Verfahren nach dem verbesserten Konzept durchzuführen.According to a further independent aspect of the improved concept, a computer program with instructions is specified. When the computer program is executed by means of a sensor device according to the improved concept, the commands cause the sensor device to carry out a method according to the improved concept.
Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein computerlesbares Speichermedium angegeben, auf dem ein Computerprogramm nach dem verbesserten Konzept gespeichert ist.According to a further independent aspect of the improved concept, a computer-readable storage medium is specified on which a computer program according to the improved concept is stored.
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 erfasst 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 denen 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 . Embodiments of the invention that are not explicitly shown and explained in the figures, but emerge and can be generated from the explained embodiments by means of separate combinations of features, are thus also to be regarded as covered and disclosed. 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.
In den Figuren zeigen:
-
1 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform einer Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept; -
2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept; und -
3 eine schematische Darstellung von Messzyklen einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Sensorvorrichtung nach dem verbesserten Konzept.
-
1 a block diagram of an exemplary embodiment of a sensor device according to the improved concept; -
2 a schematic representation of a motor vehicle with a further exemplary embodiment of a sensor device according to the improved concept; and -
3rd a schematic representation of measuring cycles of a further exemplary embodiment of a sensor device according to the improved concept.
In
In
Die Sensorvorrichtung
Die erste und die zweite Steuereinheit
Die erste und die zweite Steuereinheit
Die Signalerzeugungseinheit
Die Signalerzeugungseinheit
Die Signalerzeugungseinheit
Die Signalerzeugungseinheit
In
In
Die Sensorvorrichtung
Optional kann das Kraftfahrzeug
In
Zurückkommend auf
Die erste Steuereinheit
In der Umgebung kann das erste Signal
Die erste Steuereinheit
In analoger Weise erzeugt die zweite Steuereinheit
Das Steuersignal
Dadurch kann es verhindert werden, dass das erste Signal
Auch das zweite Signal
Über einen Kommunikationskanal
Dadurch wird ein deterministischer und vorhersehbarer Datenaustausch zwischen den Steuereinheiten
Beispielsweise kann die erste Steuereinheit
In weiteren Ausführungsformen ist die Sensorvorrichtung
Im Falle eines Lidarsystems sind die Sende- und Empfangsantennen entsprechend durch Lichtquellen beziehungsweise optische Detektoren zu ersetzen, im Falle eines Ultraschallsensorsystems sind die Sende- und Empfangsantennen durch jeweilige Ultraschallsender und -empfänger beziehungsweise Ultraschallwandler zu ersetzen.In the case of a lidar system, the transmitting and receiving antennas are to be replaced by light sources or optical detectors; in the case of an ultrasonic sensor system, the transmitting and receiving antennas are to be replaced by respective ultrasonic transmitters and receivers or ultrasonic transducers.
In
In
Der erste Messzyklus
In
Insbesondere werden die Signale
In jedem der ersten Zeitintervalle
Während des ersten Messzyklus
Entsprechend können die Sendeeinheiten
In
In
Die obigen Ausführungen zum ersten Messzyklus
Dabei können die Messzeiträume des zweiten Messzyklus
Entsprechend können die Messzeiträume des dritten Messzyklus
Außerdem können die Signaleigenschaften des ersten Signals
Gemäß dem verbesserten Konzept kann wie beschrieben die Interferenz unterschiedlicher Signale, die von derselben Sensorvorrichtung, insbesondere derselben Signalerzeugungseinheit, erzeugt und ausgesendet werden, vermieden werden. Damit kann die Zuverlässigkeit und Genauigkeit entsprechender Messungen verbessert werden.According to the improved concept, as described, the interference of different signals that are generated and transmitted by the same sensor device, in particular the same signal generation unit, can be avoided. This can improve the reliability and accuracy of corresponding measurements.
Bei Radarsensorvorrichtung, die verschiedene Strahlarten aussenden und erfassen können, die voneinander stark abweichende Charakteristiken haben können, werden beispielsweise verschiedene Sendeantennen, und entsprechend verschiedene angepasste integrierte Schaltkreise, beispielsweise MMICs, im Sensor-Frontend eingesetzt. Dadurch erhöht sich konsequenterweise auch die erforderliche Rechenleistung zur Verarbeitung der Daten. Daher ist es vorteilhaft, auch entsprechend verschiedene Steuereinheiten, beispielsweise SoCs einzusetzen, und die Rechenleistung auf diese zu verteilen.In the case of radar sensor devices that can emit and detect different types of beams, which can have characteristics that differ greatly from one another, for example different transmission antennas and correspondingly different adapted integrated circuits, for example MMICs, are used in the sensor front end. This consequently also increases the computing power required to process the data. It is therefore advantageous to use different control units, for example SoCs, and to distribute the computing power between them.
Nach dem verbesserten Konzept können die SoCs miteinander synchronisiert werden und die entsprechende Steuersoftware ist insgesamt zeitgetriggert.According to the improved concept, the SoCs can be synchronized with one another and the corresponding control software is time-triggered as a whole.
Beispielsweise kann eine Objektliste von der zweiten Steuereinheit der ersten Steuereinheit exakt in dem Zeitfenster geliefert werden, der für die erste Steuereinheit am besten geeignet ist, um sie weiterzuleiten, beispielsweise an den Bus des Kraftfahrzeugs. Dies führt zu einer deterministischen und vorhersagbaren Datenkommunikation zwischen der Sensorvorrichtung und dem Steuergerät des Kraftfahrzeugs.For example, an object list can be supplied by the second control unit to the first control unit in exactly the time window that is best suited for the first control unit to forward it, for example to the bus of the motor vehicle. This leads to a deterministic and predictable data communication between the sensor device and the control unit of the motor vehicle.
Indem die zweite Steuereinheit das Synchronisierungssignal erhält, „weiß“ sie genau, wann sie die Signalerzeugungseinheit triggern muss, um das zweite Signal ohne Interferenz mit dem ersten Signal zu erzeugen.By receiving the synchronization signal, the second control unit “knows” exactly when to trigger the signal generation unit in order to generate the second signal without interference with the first signal.
Auch Aufgaben zur Sicherstellung der funktionalen Sicherheit der Schaltkreise im Frontend können die jeweils zugehörigen Steuereinheiten verwendet werden, so dass auch diese Aufgaben aufgeteilt werden können, was zu einer erhöhten Sicherheit führt.The respective associated control units can also be used for tasks to ensure the functional safety of the circuits in the front end, so that these tasks can also be divided, which leads to increased safety.
Durch das verbesserte Konzept kann insbesondere die Übernahme von Altsoftware (englisch: „legacy software“) mit geringerem Anpassungsaufwand ermöglich werden.The improved concept enables legacy software to be taken over with less effort.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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