借助于超声波测量数据确定降雨强度的方法和控制设备技术

本发明专利技术涉及一种用于测量降雨的方法，其中该方法具有读取步骤、识别步骤和确定步骤。在读取步骤中，读取至少一个超声波传感器（106）的数据分组（104）。在数据分组（104）中映射了在测量时间窗（206）内由所述超声波传感器（106）检测到的激励（202）。将所述激励（202）映射为时间值（216）和强度值（218）。所述时间值（216）表示激励（202）的检测时刻。所述强度值（118）表示激励（202）的振幅。在识别步骤中，将激励（202）识别为水滴事件（108）。在这种情况下，如果激励（202）的时间值（216）和/或强度值（218）满足水滴事件（108）的至少一个特征，则将所述激励（202）识别为通过击打的水滴（110）的脉冲引起的水滴事件（108）。在确定步骤中，使用每单位时间识别出的水滴事件（108）的数量来确定降雨强度。

The method and control equipment of determining rainfall intensity by means of ultrasonic measurement data

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】借助于超声波测量数据确定降雨强度的方法和控制设备
本专利技术涉及一种用于测量特别是在车辆上的降雨的方法以及一种用于测量降雨的控制设备。
技术介绍
通过车辆的雨水传感器可以识别雨水。所述雨水传感器基于所述车辆的挡风玻璃的不同润湿来识别雨水的强度。通过所述雨水传感器可以影响雨刮器间隔。但是，在这种情况下不能确定实际的雨量。对雨量的测量可以通过体积测量设备进行。这些测量设备通常与地点有关并且是气象测量网络的一部分。
技术实现思路
在这种背景下，利用这里提出的方案提出了根据独立权利要求的一种用于测量降雨的方法和一种用于测量降雨的控制设备，以及最后一种相应的计算机程序产品。这里提出的方案的有利扩展和改进从说明书中得到并且在从属权利要求中予以描述。本专利技术的优点本专利技术的实施方式可以有利地使得能够利用超声波传感器系统、特别是车辆的超声波传感器来量化降雨。通过与所述车辆的位置确定系统组合，可以确定在哪里下了多少雨水。该信息可以用于预测洪水事件和用于预测街道状态。提出了一种用于测量降雨的方法，其中所述方法具有以下步骤：读取至少一个超声波传感器的数据分组，其中，在数据分组中映射了在测量时间窗内由所述超声波传感器检测到的激励，其中将所述激励映射为时间值，其中所述时间值表示激励的检测时刻；将激励识别为水滴事件，其中如果激励的时间值满足水滴事件的至少一个特征，则将所述激励识别为通过击打的水滴的脉冲引起的水滴事件；以及使用每单位时间识别出的水滴事件的数量来确定降雨强度。<br>本专利技术的实施方式的构思尤其可以视为基于以下描述的思想和知识。可以将超声波传感器用作车辆的环境传感器。但是，所述超声波传感器也可以位置固定地布置为降雨传感器。在发送时，通过电激励将所述超声波传感器的表面置于振荡中。将所述振荡作为超声波发射到周围的空气中。在发送后，所述超声波传感器准备好在测量时间窗期间接收。可以例如通过压电晶体将所述电激励转换为所述振荡。所述超声波在物体处反射并作为回波射回。当所述回波到达表面时，在接收时再次将所述表面激励到振荡。将所述振荡映射在电信号中。可以例如通过所述压电晶体将所述振荡映射在电信号中。可以根据发射所述超声波与接收到所述回波之间的飞越时间来确定至所述物体的距离。如果所述回波在所述测量时间窗到期后到达，则所述物体位于所述超声波传感器的检测范围之外。在水滴撞击所述超声波传感器的表面时，所述水滴的脉冲传输到所述表面。所述脉冲同样将所述表面激励到振荡。特别是将所述表面激励到在所述表面的固有频率附近振荡。所述超声波传感器还记录所述振荡并将所述振荡映射在电信号中。由于在水滴事件的情况下将所述超声波传感器激励到以固有频率或近似以所述固有频率振荡，因此所述表面以大振幅振荡。因此，在所述电信号中通过强烈的信号脉冲映射出由水滴引起的所述激励。通过该强烈的脉冲可以识别出所述水滴事件。如果在所述数据分组之前和/或之后的数据分组内未映射具有类似时间值的激励，则可以识别出水滴事件。每个水滴都是唯一的并且与其他水滴略有不同。因此，每个水滴事件都与其他水滴事件不同并且仅出现一次。如果在多个测量时间段期间识别出具有相似时间值的激励，则该激励大概率表示来自实际物体的回波，并且因此不被评估为水滴事件。如果在至少两个超声波传感器的映射相同测量时间窗的不同数据分组中未映射具有相同时间值的激励，则可以识别出水滴事件。不同的超声波传感器可以在相同测量时间窗内的不同时刻映射水滴事件。也可以在测量时间窗内在一个超声波传感器上记录多个水滴事件。如果在不同超声波传感器上的两次激励的时间值相同，则信号源可能是到这些超声波传感器中的电磁输入耦合，例如通过闪光灯。如果在两个超声波传感器的不同数据分组中两次激励的两个时间值相差以下持续时间，所述持续时间对应于声波信号在这些超声波传感器之间的飞越时间，则不能识别出水滴事件。特别地，如果这些时间值相差小于或等于这些超声波传感器之间的飞越时间的持续时间，则不能识别出水滴事件。两个超声波传感器可以在相同测量时间窗内接收相同声波信号。在此，所述声波首先到达第一超声波传感器，然后到达第二超声波传感器。可以忽略由所述声波信号引起的激励。此外，可以在读取步骤中读取所述激励的强度值。所述强度值可以表示所述激励的振幅。如果所述强度值满足水滴事件的至少一个特征，则可以识别出水滴事件。在回波的情况下，从强度或振幅可推断出其实际上是来自物体的回波的概率。基于水滴事件的强度值，可以确定水滴大小并由此更精确地计算出降雨量。此外，可以在读取步骤中读取所述激励的频率值。所述频率值可以表示所述激励的频率。如果所述频率值满足水滴事件的至少一个特征，则可以识别出水滴事件。这些传感器通过在发送过程内以特征性方式改变所述频率来对超声波信号进行编码。雨滴通常不产生这些频率变化曲线。由此可以将通过雨滴引起的激励与通过回波引起的激励区分开。例如，所述超声波传感器还可以发射频率斜坡或频率扫描。于是，通过水滴引起的激励可以以与基于发射频率所预期的频率不同的频率进行。从而同样可以识别出所述水滴事件。此外，可以使用引起所述水滴事件的水滴的撞击速度来确定降雨强度。所述撞击速度与所述水滴的脉冲有关。如果已知所述撞击速度，则可以推断出水滴质量。如果水滴的数量相同，则在水滴较大的情况下比在水滴较小的情况下降落更多的降雨量。可以使用具有所述超声波传感器的车辆的车速和/或所述超声波传感器上的风速来确定所述撞击速度。可以通过车速和风速的矢量相加来确定所述撞击速度。在此可以忽略横向于所述车辆的运动方向的速度分量，因为已知空气中水滴的下降速度。此外，可以使用所述数据分组中映射的所述激励的后振荡时间值来确定水滴事件。后振荡时间值表征所述超声波传感器在所述激励之后的振荡持续时间。水滴事件随着所述超声波传感器的系统特定的阻尼而衰减，因为水滴的脉冲是一次性的激励。通过水滴引起的激励比通过接收到的回波引起的激励更快地衰减，因为所述回波可以包括多个连续的超声波脉冲。如果在所述超声波传感器前面的喷射区域中识别出物体，则不能评估水滴事件。由其他车辆或自己的车辆猛拉起的水滴也将所述超声波传感器激励到振荡。这些激励会使得对所述降雨强度的确定失真，并且可以忽略。来自其他车辆的溅水和泼水将被评估为过高的降雨强度。该方法可以具有提供步骤，在该提供步骤中为上级信息网络提供表示降雨强度的降雨信息和属于所述降雨信息的位置信息。例如，可以提供所述降雨信息用于气象服务。由此可以收集和处理来自许多车辆的降雨信息。从而几乎可以覆盖区域地检测降雨强度。由此可以改善气象事件的预报。所述方法可以例如以软件或硬件或以软件和硬件的混合形式例如在控制设备中实现。此外，这里提出的方案还实现了一种用于测量降雨的控制设备，其中所述控制设备被构造为在相应装置中执行、操控或实现这里提出的方法的变体的步骤。所述控制设备可以是电设备，其具有用于处理信号或数据的至少一个计算单元、用于存储信号或数据的至少一个存储单元以及用于读取或输出嵌入到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于测量降雨的方法，其中所述方法具有以下步骤：/n读取至少一个超声波传感器（106）的数据分组（104），其中，在数据分组（104）中映射了在测量时间窗（206）内由所述超声波传感器（106）检测到的激励（202），其中将所述激励（202）映射为时间值（216），其中所述时间值（216）表示激励（202）的检测时刻；/n将激励（202）识别为水滴事件（108），其中如果激励（202）的时间值（216）满足水滴事件（108）的至少一个特征，则将所述激励（202）识别为通过击打的水滴（110）的脉冲引起的水滴事件（108）；以及/n使用每单位时间识别出的水滴事件（108）的数量来确定降雨强度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171109 DE 102017219906.71.用于测量降雨的方法，其中所述方法具有以下步骤：
读取至少一个超声波传感器（106）的数据分组（104），其中，在数据分组（104）中映射了在测量时间窗（206）内由所述超声波传感器（106）检测到的激励（202），其中将所述激励（202）映射为时间值（216），其中所述时间值（216）表示激励（202）的检测时刻；
将激励（202）识别为水滴事件（108），其中如果激励（202）的时间值（216）满足水滴事件（108）的至少一个特征，则将所述激励（202）识别为通过击打的水滴（110）的脉冲引起的水滴事件（108）；以及
使用每单位时间识别出的水滴事件（108）的数量来确定降雨强度。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果在所述数据分组（104）之前和/或之后的数据分组（104）内未映射具有类似时间值（216）的激励（202），则在识别步骤中识别出水滴事件（108）。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果在至少两个超声波传感器（106）的映射相同测量时间窗（206）的不同数据分组（104）中未映射具有相同时间值（216）的激励（202），则在识别步骤中识别出水滴事件（108）。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果在两个超声波传感器（106）的不同数据分组（104）中两次激励（202）的两个时间值（216）相差以下持续时间，所述持续时间对应于声波信号在所述超声波传感器（106）之间的飞越时间，则在识别步骤中没有识别出水滴事件（108）。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在读取步骤中还读取强度值（218），其中所述强度值（218）表示所述激励（202）的振幅，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：T克尼希，M舒曼，S魏森迈尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE