WO2014023570A1 - Verfahren zum auswählen eines arbeitsfrequenzbereiches einer umfeldsensoreinrichtung und entsprechende umfeldsensoreinrichtung - Google Patents

Verfahren zum auswählen eines arbeitsfrequenzbereiches einer umfeldsensoreinrichtung und entsprechende umfeldsensoreinrichtung Download PDF

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WO2014023570A1
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frequency range
environment sensor
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selecting
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Florian Haug
Andre Gerlach
Christopher Brown
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06—Systems determining the position data of a target
    • G01S15/08—Systems for measuring distance only
    • G01S15/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G01S15/102—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves using transmission of pulses having some particular characteristics
    • G01S15/107—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves using transmission of pulses having some particular characteristics using frequency agility of carrier wave
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes

Definitions

  • the invention relates to a method for selecting an operating frequency range of an environmental sensor device and a corresponding environmental sensor device.
  • DE 40 235 38 A1 describes a collision warning device, in particular for avoiding collisions with stationary obstacles in the vicinity of a
  • an evaluation of the transit times between the emission of an ultrasound signal and the reception of a reflected ultrasound signal is provided, wherein the ultrasound signal of the respectively same and the respective other ultrasound sensor is used.
  • FR 281 797 3 A1 describes a method for detecting the position of objects for assistance in parking a motor vehicle, the method being carried out using a network of ultrasonic sensors on the motor vehicle. Disclosure of the invention
  • the present invention provides a method for selecting a
  • Method steps detecting a frequency spectrum over a frequency range by means of a receiver device and providing operating data to the
  • the present invention provides an environment sensor device comprising: a
  • a receiver device adapted to detect a frequency spectrum over a frequency range; a memory device configured to provide operating data to the environment sensor device; and one
  • the gist of the invention is an adaptive adaptation of the frequency of the
  • Environment sensor device emitted sound pulse to the frequency spectrum of the ambient sound using broadband transmitter or receiver units or with the help of several narrow-band transmitter or receiver units different
  • the invention is intended to improve the environmental sensing of time-based active three-dimensional distance sensors with sound in an acoustic noise situation.
  • an adaptive system is provided in the form of an environment sensor device which first passive with a broadband receiver or with multiple narrow-band receiver units of different operating frequency receives the frequency spectrum of the ambient sound, the frequency range or the frequency band with the lowest ambient sound due to an appropriate strategy using the
  • external sound sources can not disturb the system, provided that the external sound sources do not occupy the entire frequency spectrum relevant to the surroundings sensor device.
  • These external noise sources can at
  • Driver assistance systems arise by rolling a motor vehicle tire on the road surface or transport robots by certain electrical components in buildings, such as a ballast of a fluorescent tube.
  • Frequency spectrum is detected as an amplitude spectrum. This allows a simple data processing in the environment sensing.
  • Working frequency range can be advantageously adapted to the characteristics of the transmitting device or the receiver device.
  • any selection is used as the predetermined criterion for selecting the operating frequency range of the environment sensor device. This advantageously avoids a superposition of two identical or two similar surroundings sensor devices when parking an animated parking lot or an overlay when two transport robots, each with an environment sensor device, meet at an intersection.
  • a comparison of a frequency spectrum of a sound-emitting interference source with the determined quantity of the possible operating frequency ranges is used by the computer device. This can advantageously the reliability of the predetermined criterion for selecting the operating frequency range of the surroundings sensor device.
  • Environment sensor device can be increased.
  • the environment sensor device can adapt to the situation of
  • Ambient sound can be adjusted using broadband transmitter and receiver device.
  • a hitherto used operating frequency range of the environmental sensor device is changed.
  • the environment sensor device can respond flexibly to external noise sources.
  • the method is carried out by an assistance system for a motor vehicle or for an industrial truck or for an autonomously driving motor vehicle, by an industrial truck or by a robot or a system for assisting visually impaired people.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a frequency-time diagram for
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of an environment sensor device according to a further embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a schematic representation of a flowchart of a method for selecting an operating frequency range of a
  • a frequency range FB includes four operating frequency ranges A, B, C, D.
  • the frequency-time diagram shown in Figure 1 represents a situation with two robots, which are equipped with the same environment sensor device for active, sound-based environment detection, and a plurality of temporally limited noise sources. This situation can, for example, when two meet with a
  • Environment sensor device 100 equipped transport robot at an intersection with sound-emitting technical equipment such as a transformer or Vorschaltgerat a fluorescent tube occur.
  • a possible time sequence with regard to the occupancy of the operating frequency ranges A, B, C, D within the frequency range FB is shown in the frequency-time diagram shown in FIG.
  • the operating frequency ranges A, B, C, D were shown as discrete frequency bands of a frequency range FB for simplicity.
  • a first sounding noise source SG1 transmits noise starting at time t0 and ending at time t1 within the two operating frequency ranges B and C.
  • a second sounding noise source SG2 emits noise starting within time t1 and ending at time t2 within the two operating frequency ranges C and D.
  • a first robot starts at the time tO with the passive measurement of the
  • a second robot will later begin the passive measurement in the area SB2.
  • the second robot additionally recognizes an occupancy of the frequency band A by the first robot and therefore decides for the working frequency range B within the range AB2.
  • the first robot decides, for example, based on a random algorithm selection strategy for the working frequency range B.
  • the second robot is indeed disturbed in the third active measurement in working frequency range D by the newly arising external interference source SG2, but recognizes this at the next passive measurement and decides for the freed now working frequency range A.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an environment sensor device according to a further embodiment of the invention.
  • An environment sensor device 100 comprises a memory device 10, a
  • Receiver device 20 a transmitter device 30 and a computer device 40.
  • the receiver device 20 is designed to detect a frequency spectrum over a frequency range FB and in the form of electrical signals to the
  • Computer device 40 to transmit The transmitter device 30 is designed, for example, to convert electrical signals of the computer device 40 into sound and send it out.
  • the memory device 10 is designed to store operating data for the
  • Environment sensor device 100 include, for example, data on the possible
  • the computer device 40 is designed to a lot of possible
  • the receiver device 20, the memory device 10 and the computer device 40 are embodied, for example, as network-connected computer units.
  • the computer device 40 and the memory device 10 are embodied, for example, as a processor unit or as another electronic data processing unit.
  • a display device 50 of the environment sensor device 100 is coupled, for example, to the computer device 40 and is for displaying the function of
  • the display device 50 can be used as a liquid crystal display or as a
  • Liquid crystal screen to be formed whose function is based on that
  • Liquid crystals affect the polarization direction of light when a certain level of electrical voltage is applied.
  • the receiver device 20 is designed, for example, as a microphone or as another sound transducer, which converts airborne sound as sound pressure oscillations into corresponding electrical voltage changes as a microphone signal.
  • the transmitter device 30 is designed, for example, as an electrodynamic loudspeaker with a central drive or as an electrostatic loudspeaker or as a ferroelectric loudspeaker or as an electromagnetic loudspeaker or as another loudspeaker.
  • the computer device 40 is designed, for example, as a microcontroller, also known as ⁇ / ⁇ , which, in addition to a processor, also combines units for peripheral functions on a chip.
  • the surroundings sensor device 100 can determine the distance of a reflection point P1 at an object O via a transit time of the sound pulse measured by the computer device 40.
  • the environment sensor device 100 the location of the
  • Reflection point P1 of the object O via a method based on a
  • Frequency shift or on a trilateration or on a phase shift are made, by means of several spatially distanced
  • Receiving devices 20 and / or a plurality of spatially distanced transmitter devices 30, the direction and the full spatial coordinates of the reflection point P1 are determined or by means of a phase shift of the signal between a plurality of spatially distant receivers 20, the direction and the full
  • the maximum transit time of a sound pulse in the scene is referred to as the burst transit time of the environmental sensor device 100 and determines the maximum range for an object detection of the environmental sensor device 100.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a flow chart of a method for selecting an operating frequency range of an environmental sensor device according to yet another embodiment of the invention.
  • detection S1 of a frequency spectrum over a frequency range FB takes place by means of a receiver device 20 and provision of operating data to the environment sensor device 100.
  • a determination S2 of a set of possible operating frequency ranges A, B, C, D takes place within the frequency range FB on the basis of the detected frequency spectrum and on the basis of the provided operating data by a computer device 40.
  • a selection S3 of the working frequency range A takes place; B; C; D of the environment sensor device 100 by the computer device 40 from the determined amount of the possible operating frequency ranges A, B, C, D based on a predetermined criterion.
  • Working frequency range of an environment sensor device can be repeated in any manner, such as iterative or recursive.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswählen eines Arbeitsfrequenzbereiches (A; B; C; D) einer Umfeldsensoreinrichtung (100) mit folgenden Verfahrensschritten: Erfassen (S1) eines Frequenzspektrums über einen Frequenzbereich (FB) mittels einer Empfängereinrichtung (20) und Bereitstellen von Betriebsdaten zu der Umfeldsensoreinrichtung (100); Ermitteln (S2) einer Menge von möglichen Arbeitsfrequenzbereichen (A, B, C, D) innerhalb des Frequenzbereichs (FB) anhand des erfassten Frequenzspektrums und anhand der bereitgestellten Betriebsdaten durch eine Rechnereinrichtung (40); und Auswählen (S3) des Arbeitsfrequenzbereiches (A; B; C; D) der Umfeldsensoreinrichtung (100) durch die Rechnereinrichtung (40) aus der ermittelten Menge der möglichen Arbeitsfrequenzbereiche (A, B, C, D) anhand eines vorgegebenen Kriteriums.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Auswählen eines Arbeitsfrequenzbereiches einer Umfeldsensoreinrichtung und entsprechende Umfeldsensoreinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswählen eines Arbeitsfrequenzbereiches einer Umfeldsensoreinrichtung und eine entsprechende Umfeldsensoreinrichtung. Stand der Technik
Die DE 40 235 38 A1 beschreibt eine Kollisionswarneinrichtung, insbesondere zur Vermeidung von Kollisionen mit stehenden Hindernissen im Nahbereich eines
Kraftfahrzeugs, mit einer Einrichtung zur berührungslosen Abstandsmessung, wobei bei der Kollisionswarneinrichtung mindestens zwei Ultraschallsensoren in einem
vorgegebenen Abstand angeordnet sind.
Bei der dort beschriebenen Einrichtung ist eine Auswertung der Laufzeiten zwischen dem Aussenden jeweils eines Ultraschallsignals und dem Empfangen eines reflektierten Ultraschallsignals vorgesehen, wobei das Ultraschallsignal des jeweils gleichen und des jeweils anderen Ultraschallsensors verwendet wird.
Die Druckschrift mit dem Titel "Fast Bearing Measurement with a Single Ultrasonic Transducer" von T. Yata, L. Kleeman und S. Yuta erschienen im International Journal of Robotics Research, Ausgabe 17, Nummer 1 1 , auf den Seiten 1202-1213 erschienen im
Jahr 1998 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ultraschall-Abtastung. Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird zur Extraktion von Informationen ein einziger Ultraschallwandler verwendet, welcher in einem Ultraschall-Puls-Echo-Erkennungsmodus betrieben wird.
Die FR 281 797 3 A1 beschreibt ein Verfahren zum Erfassen der Position von Objekten zur Unterstützung beim Einparken eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verfahren unter Verwendung eines Netzes von Ultraschall-Sensoren am Kraftfahrzeug durchgeführt wird. Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Auswählen eines
Arbeitsfrequenzbereiches einer Umfeldsensoreinrichtung mit folgenden
Verfahrensschritten: Erfassen eines Frequenzspektrums über einen Frequenzbereich mittels einer Empfängereinrichtung und Bereitstellen von Betriebsdaten zu der
Umfeldsensoreinrichtung; Ermitteln einer Menge von möglichen Arbeitsfrequenzbereichen innerhalb des Frequenzbereichs anhand des erfassten Frequenzspektrums und anhand der bereitgestellten Betriebsdaten durch eine Rechnereinrichtung; und Auswählen des Arbeitsfrequenzbereiches der Umfeldsensoreinrichtung durch die Rechnereinrichtung aus der ermittelten Menge der möglichen Arbeitsfrequenzbereiche anhand eines
vorgegebenen Kriteriums. Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine Umfeldsensoreinrichtung mit: einer
Empfängereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, ein Frequenzspektrum über einen Frequenzbereich zu erfassen; einer Speichereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, Betriebsdaten zu der Umfeldsensoreinrichtung bereitzustellen; und einer
Rechnereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, eine Menge von möglichen
Arbeitsfrequenzbereichen innerhalb des Frequenzbereichs anhand des erfassten
Frequenzspektrums und anhand der bereitgestellten Betriebsdaten zu ermitteln und den Arbeitsfrequenzbereich der Umfeldsensoreinrichtung aus der ermittelten Menge der möglichen Arbeitsfrequenzbereiche anhand eines vorgegebenen Kriteriums auszuwählen. Vorteile der Erfindung
Der Kern der Erfindung ist eine adaptive Anpassung der Frequenz des von der
Umfeldsensoreinrichtung ausgesendeten Schallimpulses an das Frequenzspektrums des Umgebungsschalls mit Hilfe breitbandiger Sender- oder Empfangseinheiten oder mit Hilfe mehrerer schmalbandiger Sender- oder Empfängereinheiten unterschiedlicher
Arbeitsfrequenz. Dies ermöglicht der erfindungsgemäßen adaptiven, breitbandigen Umfeldsensoreinrichtung flexibel auf externe Störschallquellen zu reagieren und
Interferenzen mit ähnlichen oder gleichartigen Systemen in der Umgebung zu vermeiden. Dadurch ist eine Funktion der Umfeldsensoreinrichtung auch unter unterschiedlichen Störeinflüssen gewährleistet.
Die Erfindung soll die Umfeldsensierung von laufzeitbasierten aktiven dreidimensionalen Entfernungsensoren mit Schall bei einer Störschallsituation verbessern. Zu diesem Zweck wird ein adaptives System in Form einer Umfeldsensoreinrichtung bereitgestellt, die zuerst passiv mit einem breitbandigen Empfänger oder mit mehreren schmalbandigen Empfängereinheiten unterschiedlicher Arbeitsfrequenz das Frequenzspektrum des Umgebungsschalls aufnimmt, den Frequenzbereich oder das Frequenzband mit dem niedrigsten Umgebungsschall aufgrund einer geeigneten Strategie mittels des
Empfängers oder mittels der mehreren schmalbandigen Empfängereinheiten identifiziert und den Schallpuls zur aktiven Entfernungsmessung mit Hilfe des breitbandigen Senders oder der mehreren schmalbandigen Sendereinheiten unterschiedlicher Arbeitsfrequenz in dem identifizierten Frequenzband aussendet.
Vorteilhaft können dadurch externe Schallquellen das System nicht stören, sofern die externen Schallquellen nicht das gesamte, für die Umfeldsensoreinrichtung relevante Frequenzspektrum belegen. Diese externen Störschallquellen können bei
Fahrerassistenzsysteme durch Abrollen eines Kraftfahrzeugreifen auf dem Straßenbelag entstehen oder bei Transportroboter durch bestimmte elektrische Komponenten in Gebäuden, wie etwa ein Vorschaltgerät einer Leuchtstoffröhre.
Ähnliche oder gar gleichartige Systeme auf unterschiedlichen, sich begegnenden Fahrzeugen/Robotern stören sich nicht gegenseitig, sofern die Identifizierungsstrategie dies bei ihrer Frequenzauswahl berücksichtigt.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den
Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das
Frequenzspektrum als ein Amplitudenspektrum erfasst wird. Dies erlaubt eine einfache Datenverarbeitung bei der Umfeldsensierung.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Bandbreite des Arbeitsfrequenzbereiches an die bereitgestellten Betriebsdaten zu der
Umfeldsensoreinrichtung angepasst wird. Dadurch kann die Bandbreite des
Arbeitsfrequenzbereiches vorteilhaft an die Kenndaten der Sendeeinrichtung oder der Empfängereinrichtung angepasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass als das vorgegebene Kriterium für das Auswählen des Arbeitsfrequenzbereiches der Umfeldsensoreinrichtung eine beliebige Auswahl verwendet wird. Dies vermeidet vorteilhaft eine Überlagerung zweier identischer oder zweier ähnlicher Umfeldsensoreinrichtungen beim Einparken auf einem belebtem Parkplatz oder eine Überlagerung, wenn sich zwei Transportroboter mit jeweils einer Umfeldsensoreinrichtung an einer Kreuzung begegnen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass als das vorgegebene Kriterium für das Auswählen des Arbeitsfrequenzbereiches der Umfeldsensoreinrichtung ein Abgleichen eines Frequenzspektrums einer schallaussenden Störquelle mit der ermittelten Menge der möglichen Arbeitsfrequenzbereiche von der Rechnereinrichtung verwendet wird. Dadurch kann vorteilhaft die Ausfallsicherheit der
Umfeldsensoreinrichtung erhöht werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass als das vorgegebene Kriterium für das Auswählen des Arbeitsfrequenzbereiches der Umfeldsensoreinrichtung ein Abgleichen von zu erwartenden Störungen einer schallaussende Störquelle mit der ermittelten Menge der möglichen Arbeitsfrequenzbereiche von der Rechnereinrichtung verwendet wird. Dadurch kann die Umfeldsensoreinrichtung an die Situation des
Umgebungsschalls mit Hilfe breitbandiger Sender- und Empfängereinrichtung angepasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass durch das Auswählen des Arbeitsfrequenzbereiches ein bisher verwendeter Arbeitsfrequenzbereich der Umfeldsensoreinrichtung geändert wird. Dadurch kann die Umfeldsensoreinrichtung flexibel auf externe Störschallquellen reagieren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren von einem Assistenzsystem für ein Kraftfahrzeug oder für ein Flurförderfahrzeug oder für ein autonom fahrendes Kraftfahrzeug, von einem Flurförderfahrzeug oder von einem Roboter oder einem System zur Unterstützung sehbehinderter Menschen durchgeführt wird.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig
miteinander kombinieren.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im
Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Frequenz-Zeit-Diagramms zur
Erläuterung der Erfindung; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Umfeldsensoreinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Auswählen eines Arbeitsfrequenzbereiches einer
Umfeldsensoreinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung.
In den Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Frequenz-Zeit-Diagramms zur Erläuterung der Erfindung. Auf der X-Achse ist die Zeit t dargestellt, die Y-Achse gibt die Frequenz in Hz wieder. Ein Frequenzbereich FB umfasst vier Arbeitsfrequenzbereiche A, B, C, D.
Das in der Figur 1 gezeigte Frequenz-Zeit-Diagramm stellt beispielsweise eine Situation mit zwei Robotern dar, die mit derselben Umfeldsensoreinrichtung zur aktiven, schallbasierten Umfelderfassung ausgerüstet sind, sowie mehreren zeitlich begrenzten Störschallquellen. Diese Situation kann beispielsweise beim Aufeinandertreffen zweier mit einer
Umfeldsensoreinrichtung 100 ausgestatteter Transportroboter an einer Kreuzung mit schallabstrahlenden technischen Geräten wie etwa einem Transformator oder einem Vorschaltgerat einer Leuchtstoffröhre auftreten. Ein möglicher zeitlicher Ablauf bezüglich der Belegung der Arbeitsfrequenzbereiche A, B, C, D innerhalb des Frequenzbereiches FB ist in dem in der Figur 1 gezeigten Frequenz-Zeit-Diagramm dargestellt.
Dabei wurden zur Vereinfachung die Arbeitsfrequenzbereiche A, B, C, D als diskrete Frequenzbänder eines Frequenzbereiches FB dargestellt. Eine erste schallausendende Störquelle SG1 sendet beginnend zum Zeitpunkt tO und endend zum Zeitpunkt t1 Störschall innerhalb der beiden Arbeitsfrequenzbereiche B und C aus.
Eine zweite schallausendende Störquelle SG2 sendet beginnend zum Zeitpunkt t1 und endend zum Zeitpunkt t2 Störschall innerhalb der beiden Arbeitsfrequenzbereiche C und D aus.
Ein erster Roboter beginnt zum Zeitpunkt tO mit der passiven Messung des
Umgebungsschalls in dem Bereich SB1 , detektiert eine Störung innerhalb der
Frequenzbänder B sowie C und entscheidet sich für eine aktive Messung den
Arbeitsfrequenzbereich A in dem Bereich AB1 zu benutzen.
Ein zweiter Roboter beginnt beispielsweise später mit der passiven Messung in dem Bereich SB2. Der zweite Roboter erkennt zusätzlich eine Belegung des Frequenzbandes A durch den ersten Roboter und entscheidet sich daher für die Arbeitsfrequenzbereich B innerhalb des Bereiches AB2.
Als die Störquelle SG1 versiegt, entscheidet sich der erste Roboter beispielsweise aufgrund einer auf einem Zufallsalgorithmus basierenden Auswahlstrategie für den Arbeitsfrequenzbereich B. Der zweite Roboter wird zwar bei der dritten aktiven Messung in Arbeitsfrequenzbereich D durch die neu entstehende externe Störquelle SG2 zwar gestört, erkennt dies aber bei der nächsten passiven Messung und entscheidet sich für den nun frei gewordenen Arbeitsfrequenzbereich A.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Umfeldsensoreinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Eine Umfeldsensoreinrichtung 100 umfasst eine Speichereinrichtung 10, eine
Empfängereinrichtung 20, eine Sendereinrichtung 30 und eine Rechnereinrichtung 40. Die Empfängereinrichtung 20 ist dazu ausgelegt, ein Frequenzspektrum über einen Frequenzbereich FB zu erfassen und in Form von elektrischen Signalen zu der
Rechnereinrichtung 40 zu übermitteln. Die Sendereinrichtung 30 ist beispielsweise dazu ausgelegt, elektrische Signale der Rechnereinrichtung 40 in Schall umzuwandeln und auszusenden.
Die Speichereinrichtung 10 ist dazu ausgelegt, Betriebsdaten zu der
Umfeldsensoreinrichtung 100 bereitzustellen. Die Betriebsdaten zu der
Umfeldsensoreinrichtung 100 umfassen beispielsweise Daten zu den möglichen
Arbeitsfrequenzbereichen A, B, C, D, zu den Kenndaten der Empfängereinrichtung 20 und der Sendereinrichtung 30 oder zu weiteren Komponenten der Umfeldsensoreinrichtung 100. Die Rechnereinrichtung 40 ist dazu ausgelegt, eine Menge von möglichen
Arbeitsfrequenzbereichen A, B, C, D innerhalb des Frequenzbereichs FB anhand des erfassten Frequenzspektrums und anhand der bereitgestellten Betriebsdaten zu ermitteln und den Arbeitsfrequenzbereich A, B, C, D der Umfeldsensoreinrichtung 100 aus der ermittelten Menge der möglichen Arbeitsfrequenzbereiche A, B, C, D anhand eines vorgegebenen Kriteriums auszuwählen.
Die Empfängereinrichtung 20, die Speichereinrichtung 10 und die Rechnereinrichtung 40 sind beispielsweise als netzwerkmäßig verbundene Rechnereinheiten ausgeführt. Die Rechnereinrichtung 40 und die Speichereinrichtung 10 ist sind beispielsweise als eine Prozessoreinheit oder als eine sonstige elektronische Datenverarbeitungseinheit ausgebildet.
Eine Anzeigeneinrichtung 50 der Umfeldsensoreinrichtung 100 ist beispielsweise mit der Rechnereinrichtung 40 gekoppelt und ist zum Anzeigen der Funktion der
Umfeldsensoreinrichtung vorgesehen.
Die Anzeigeneinrichtung 50 kann als eine Flüssigkristallanzeige oder als ein
Flüssigkristallbildschirm ausgebildet sein, dessen Funktion darauf beruht, dass
Flüssigkristalle die Polarisationsrichtung von Licht beeinflussen, wenn ein bestimmtes Maß an elektrischer Spannung angelegt wird. Die Empfängereinrichtung 20 ist beispielsweise als ein Mikrofon oder als ein sonstiger Schallwandler ausgebildet, der Luftschall als Schallwechseldruckschwingungen in entsprechende elektrische Spannungsänderungen als Mikrofonsignal umwandelt. Die Sendereinrichtung 30 ist beispielsweise als ein elektrodynamischer Lautsprecher mit zentralem Antrieb oder als ein elektrostatischer Lautsprecher oder als ein ferroelektrischer Lautsprecher oder als ein elektromagnetischer Lautsprecher oder als ein sonstiger Lautsprecher ausgebildet. Die Rechnereinrichtung 40 ist beispielsweise als ein MikroController, auch μΟοηί/οΙΙβΓ, ausgebildet, welcher neben einem Prozessor auch Einheiten für Peripheriefunktionen auf einem Chip vereint.
Die Umfeldsensoreinrichtung 100 kann über eine von der Rechnereinrichtung 40 gemessene Laufzeit des Schallpulses die Entfernung eines Reflexionspunktes P1 an einem Objekt O bestimmen.
Optional kann durch die Umfeldsensoreinrichtung 100 die Ortsbestimmung des
Reflexionspunktes P1 des Objektes O über eine Methode basierend auf einer
Frequenzverschiebung oder auf einer Trilateration oder auf einer Phasenverschiebung vorgenommen werden, wobei mittels mehrere räumlich distanzierter
Empfängereinrichtungen 20 und/oder mehrere räumlich distanzierter Sendereinrichtungen 30 die Richtung und die vollständigen Raum-Koordinaten des Reflexionspunktes P1 bestimmt werden oder mittels einer Phasenverschiebung des Signals zwischen mehreren räumlich distanzierten Empfängern 20 die Richtung und die vollständige
Raumkoordinaten von P1 bestimmt werden. Die maximale Laufzeit eines Schallpulses in der Szene wird als Burstlaufzeit der Umfeldsensoreinrichtung 100 bezeichnet und bestimmt die maximale Reichweite für eine Objektdetektion der Umfeldsensoreinrichtung 100.
Die Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Auswählen eines Arbeitsfrequenzbereiches einer Umfeldsensoreinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Als ein erster Verfahrensschritt erfolgt ein Erfassen S1 eines Frequenzspektrums über einen Frequenzbereich FB mittels einer Empfängereinrichtung 20 und ein Bereitstellen von Betriebsdaten zu der Umfeldsensoreinrichtung 100. Als ein zweiter Verfahrensschritt erfolgt ein Ermitteln S2 einer Menge von möglichen Arbeitsfrequenzbereichen A, B, C, D innerhalb des Frequenzbereichs FB anhand des erfassten Frequenzspektrums und anhand der bereitgestellten Betriebsdaten durch eine Rechnereinrichtung 40.
Als ein dritter Verfahrensschritt erfolgt ein Auswählen S3 des Arbeitsfrequenzbereiches A; B; C; D der Umfeldsensoreinrichtung 100 durch die Rechnereinrichtung 40 aus der ermittelten Menge der möglichen Arbeitsfrequenzbereiche A, B, C, D anhand eines vorgegebenen Kriteriums.
Die einzelnen Verfahrensschritte des Verfahrens zum Auswählen eines
Arbeitsfrequenzbereiches einer Umfeldsensoreinrichtung können dabei in beliebiger Weise, etwa iterativ oder rekursiv, wiederholt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Auswählen eines Arbeitsfrequenzbereiches (A; B; C; D) einer
Umfeldsensoreinrichtung (100) mit folgenden Verfahrensschritten:
Erfassen (S1 ) eines Frequenzspektrums über einen Frequenzbereich (FB) mittels einer Empfängereinrichtung (20) und Bereitstellen von Betriebsdaten zu der Umfeldsensoreinrichtung (100);
Ermitteln (S2) einer Menge von möglichen Arbeitsfrequenzbereichen (A, B, C, D) innerhalb des Frequenzbereichs (FB) anhand des erfassten
Frequenzspektrums und anhand der bereitgestellten Betriebsdaten durch eine Rechnereinrichtung (40); und
Auswählen (S3) des Arbeitsfrequenzbereiches (A; B; C; D) der
Umfeldsensoreinrichtung (100) durch die Rechnereinrichtung (40) aus der ermittelten Menge der möglichen Arbeitsfrequenzbereiche (A, B, C, D) anhand eines vorgegebenen Kriteriums.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Frequenzspektrum als ein
Amplitudenspektrum erfasst wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei eine Bandbreite des
Arbeitsfrequenzbereiches (A; B; C; D) an die bereitgestellten Betriebsdaten zu der Umfeldsensoreinrichtung (100) angepasst wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als das vorgegebene Kriterium für das Auswählen (S3) des Arbeitsfrequenzbereiches (A; B; C; D) der Umfeldsensoreinrichtung (100) eine beliebige Auswahl verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als das vorgegebene Kriterium für das Auswählen (S3) des Arbeitsfrequenzbereiches (A; B; C; D) der Umfeldsensoreinrichtung (100) ein Abgleichen eines Frequenzspektrums einer schallaussenden Störquelle (SG1 , SG2) mit der ermittelten Menge der möglichen Arbeitsfrequenzbereiche (A, B, C, D) von der Rechnereinrichtung (40) verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als das vorgegebene Kriterium für das Auswählen (S3) des Arbeitsfrequenzbereiches (A; B; C; D) der Umfeldsensoreinrichtung (100) ein Abgleichen von zu erwartenden Störungen einer schallaussende Störquelle (SG1 , SG2) mit der ermittelten Menge der möglichen Arbeitsfrequenzbereiche (A, B, C, D) von der Rechnereinrichtung (40) verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch das Auswählen (S3) des Arbeitsfrequenzbereiches (A; B; C; D) ein bisher verwendeter
Arbeitsfrequenzbereich (A; B; C; D) der Umfeldsensoreinrichtung (100) geändert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren von einem Assistenzsystem für ein Kraftfahrzeug oder für ein Flurförderfahrzeug oder für ein autonom fahrendes Kraftfahrzeug, von einem Flurförderfahrzeug oder von einem Roboter oder einem System zur Unterstützung sehbehinderter Menschen
durchgeführt wird.
9. Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 8.
10. Umfeldsensoreinrichtung (100) mit:
einer Empfängereinrichtung (20), welche dazu ausgelegt ist, ein
Frequenzspektrum über einen Frequenzbereich (FB) zu erfassen; einer Speichereinrichtung (10), welche dazu ausgelegt ist, Betriebsdaten zu der Umfeldsensoreinrichtung (100) bereitzustellen; und
einer Rechnereinrichtung (40), welche dazu ausgelegt ist, eine Menge von möglichen Arbeitsfrequenzbereichen (A, B, C, D) innerhalb des
Frequenzbereichs (FB) anhand des erfassten Frequenzspektrums und anhand der bereitgestellten Betriebsdaten zu ermitteln und den Arbeitsfrequenzbereich (A; B; C; D) der Umfeldsensoreinrichtung (100) aus der ermittelten Menge der möglichen Arbeitsfrequenzbereiche (A, B, C, D) anhand eines vorgegebenen Kriteriums auszuwählen.
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