汽车超声测量系统的啁啾信号的信号成形技术方案

一种汽车超声测量系统的啁啾信号的信号成形。本发明专利技术涉及用于操作超声传感器的方法，其包括将超声脉冲串作为一系列具有脉冲长度T1和脉冲间隔T2的超声脉冲进行发射。所述脉冲长度T1和所述脉冲间隔T2的总和表示脉冲周期长度T＝T1+T2。所述超声脉冲串在第一时间t1开始，并在第二时间t2结束。瞬时脉冲频率f

【技术实现步骤摘要】
汽车超声测量系统的啁啾信号的信号成形


[0001]本专利技术涉及用于利用啁啾信号操作超声传感器的方法。

技术介绍

[0002]DE 10 2017 104 145 A1公开了已知一种用于通过膜片的改变的激励来操作机动车辆的超声传感器装置的方法以及相关的超声传感器装置、驾驶员辅助系统和机动车辆。DE 10 2017 104 145 A1的技术启示涉及一种用于操作机动车辆的超声传感器装置的方法，其中，激励第一超声传感器中的膜片以发射第一超声信号，并激励第二超声传感器中的膜片以发射第二超声信号，其中，第一超声传感器中的膜片和第二超声传感器中的膜片具有相同的谐振频率f，并且其中，利用比谐振频率f低预定频率差Δf的第一频率f1激励第一超声传感器中的膜片，并且利用比谐振频率f高预定频率差Δf的第二频率f2激励第二超声传感器中的膜片。此外，DE 10 2017 104 145 A1还公开了如下思想：根据被传送到第一超声传感器和第二超声传感器的控制信号而改变频率差Δf。DE 10 2017 104 145 A1同样公开了如下思想：来自第一超声传感器的第一超声信号的第一编码和/或来自第二超声传感器的第二超声信号的第二编码是通过频移键控、通过作为啁啾的相移键控和/或通过数字调制方法提供的。
[0003]DE 10 2017 123 049 B3、DE 10 2017 123 050 B3、DE 10 2017 123 052 B3和DE 10 2017 123 051 B3也公开了啁啾信号的使用。在这些文献中，将术语“正啁啾(chirp
‑
up)”解释为超声传输信号从较低的超声传输频率到较高的超声传输频率的严格单调的频率变化，并且将“负啁啾(chirp
‑
down)”理解为超声传输信号从较高的超声传输频率到较低的超声传输频率的严格单调的频率变化。
[0004]所有这些文献的共同之处在于它们没有检查或公开啁啾信号的最佳编码。
[0005]如文献DE 10 2017 123 049 B3、DE 10 2017 123 050 B3、DE 10 2017 123 052 B3和DE 10 2017 123 051 B3所阐释，正啁啾和负啁啾虽然表现出正交信号形状，但仅适用于非常大的带宽
‑
时间乘积。为了改善正交性，啁啾信号也可以在不同的中心频率下操作，然而，这显著增加了带宽需求。
[0006]根据DE 10 2017 104 145 A1的技术启示，正啁啾信号和负啁啾信号虽然表现出正交信号形状，但仅适用于非常大的带宽
‑
时间乘积的情况。特别地，由于超声换能器的窄带宽，带宽只能选择为非常小的(通常为7KHz，例如58Hz+/
‑
3.5kHz)。因此，DE 10 2017 104 145 A1的专利技术人在他们的专利申请中提出将两个超声发射器的啁啾信号的中心频率拉开，并从而减少频谱重叠。
[0007]在此描述的技术启示的公开的目的为在未将中心频率过远地分开的情况下，使超出现有技术的频谱重叠最小化，以使必要带宽最小化。
[0008]实际测试表明，DE 10 2017 104 145 A1的方法为无效的。因此为了发挥作用，两个超声发射器的两个超声信号(即，两个啁啾信号)的频谱实际上必须不重叠，这会导致信号变形和振幅减小，因为必要的中心频率的分开要求两个超声传感器以远低于超声传感器
的谐振频率的频率进行操作，从而导致了很大的阻尼。这在图5中示出。
[0009]JP 2011
‑
038 948 A公开了非线性啁啾的使用。根据JP 2011
‑
038 948 A的技术启示，用于产生超声脉冲串的方法包括将超声脉冲串作为一系列超声脉冲来发射，其中，超声脉冲串的瞬时脉冲频率在脉冲串的开始和结束时是不同的，并且其中，瞬时脉冲频率的时间性变化在超声脉冲串的两个不同时间是不同的。
[0010]DE 2017 122 477 A1公开了超声脉冲串的瞬时脉冲频率在传输期间的连续线性变化。在DE 2017 122 477 A1的技术启示中，该变化用于能够从回波的接收频率推断出在传输阶段期间是否已经反射了多个回波中的至少一个或这是否是超越
[0011]关于术语“超声脉冲串(Ultraschall
‑
Burst)”，在此示例性地参考DE 10 2018 106 251 A1的第[0013]段中的解释。
[0012]在此，超声脉冲串被理解为由声波引起的气压的连续性波动。在此，超声脉冲串包括多个超声脉冲。超声脉冲的特征在于由声波引起的气压升高以及随后由声波引起的气压降低。
[0013]将具有超声脉冲序列频率的一系列这种超声脉冲在下文中称为超声脉冲串。在此，将由声波引起的气压上升与由声波引起的气压下降之间的时间间隔理解为脉冲长度T1。在此，将由声波引起的气压下降与由声波引起的气压上升之间的时间间隔理解为脉冲间隔T2。然后，时间性脉冲周期长度T＝T1+T2是脉冲长度T1和脉冲间隔T2的时间性总和。在此，瞬时脉冲频f
m,NL
＝1/T对应于脉冲周期长度T的倒数。

技术实现思路

[0014]因此，本专利技术的目的是提供一种解决方案，其不具有现有技术的上述缺点并具有其它优点。但是优点不限于此。
[0015]该目的通过本专利技术的保护主题来实现。
附图说明
[0016]图1示出了具有恒定的频率变化速度的超声发射器的超声传输信号(即，线性啁啾信号)的示意性简化频谱以及具有非恒定的频率变化速度的超声发射器的超声传输信号(即，非线性啁啾信号)的频谱。
[0017]图2示出了线性正啁啾脉冲的频谱(上升的非线性啁啾)和线性负啁啾脉冲的频谱(下降的非线性啁啾)。
[0018]图3示出了非线性正啁啾脉冲的频谱(上升的非线性啁啾)和非线性负啁啾脉冲的频谱(下降的非线性啁啾)。
[0019]图4示出了线性啁啾信号和非线性啁啾信号随时间的各自示例性频率曲线。
[0020]图5示出了实际上必须不重叠的两个超声发射器的两个超声信号(即，两个啁啾信号)的频谱。
[0021]图6示出了非线性正啁啾信号和非线性负啁啾信号的频率随时间的对应曲线。
[0022]在图7示出了对应于图6的示例性非线性负啁啾的超声脉冲串的瞬时脉冲频率f
m,NL
的时间曲线。
具体实施方式
[0023]首先，如DE 10 2017 123 049 B3、DE 10 2017 123 050 B3、DE 10 2017 123 052 B3和DE 10 2017 123 051 B3所公开的，最简单、最明显的啁啾形状是线性啁啾，其中，每单位时间的频率变化(即，频率变化速度)是恒定的。
[0024]现在，在确立本专利技术期间，已经认识到以非恒定的频率变化速度现在，在确立本专利技术期间，已经认识到以非恒定的频率变化速度代替恒定的频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于操作超声传感器的方法，其包括：将总超声脉冲串进行传输，作为部分超声脉冲串的传输在时间上的直接排序，其中，所述部分超声脉冲串中的至少一个部分超声脉冲串的传输对应于包括将部分超声脉冲串作为一系列具有脉冲长度T1和脉冲间隔T2的超声脉冲进行传输的方法，其中，所述脉冲长度T1和所述脉冲间隔T2的总和等于脉冲周期长度T＝T1+T2，并且其中，所述部分超声脉冲串在第一时间t1开始，并在第二时间t2结束，并且其中，瞬时脉冲频率f
m,NL
＝1/T对应于所述脉冲周期长度T的倒数，并且其中，在所述第一时间t1的所述脉冲周期长度T以及因此的所述瞬时脉冲频率f
m,NL
＝1/T不同于在所述第二时间t2的所述脉冲周期长度T以及因此的所述瞬时脉冲频率f
m,NL
＝1/T，并且其中，在所述第一时间t1和所述第二时间t2之间的至少第三时间t3的所述瞬时脉冲频率的变化不同于在所述第一时间t1和所述第二时间t2之间的至少第四时间t4的所述瞬时脉冲频率的变化2.一种用于操作超声传感器的方法，其包括：将总超声脉冲串进行传输，作为部分超声脉冲串的传输在时间上的直接排序，其中，所述部分超声脉冲串中的至少一个部分超声脉冲串的传输包括将部分超声脉冲串作为一系列具有脉冲长度T1和脉冲间隔T2的超声脉冲进行传输，其中，所述脉冲长度T1和所述脉冲间隔T2的总和等于脉冲周期长度T＝T1+T2，并且其中，所述部分超声脉冲串在第一时间t1开始，并在第二时间t2结束，并且其中，所述部分超声脉冲串在时间上具有超声脉冲串长度Δt
s
＝t2‑
t1，并且其中，在所述部分超声脉冲串期间的时间t，瞬时脉冲频率f
m,NL
＝|1/T|对应于所述瞬时脉冲周期长度T的倒数，其中，t1≤t≤t2，并且其中，将在所述第一时间t1的所述瞬时脉冲频率f
m,NL
＝|1/T|称为第一瞬时脉冲频率f
u
，并且其中，将在所述第二时间t2的所述瞬时脉冲频率f
m,NL
＝|1/T|称为第二瞬时脉冲频率f
l
，并且其中，所述第一瞬时脉冲频率f
u
不同于所述第二瞬时脉冲频率fl，并且其中，所述部分超声脉冲串具有中间瞬时脉冲频率f
c
＝|f
u
‑
f
l
|/2，并且其中，将所述瞬时脉冲频率f
m,NL
＝|1/T|在所述第一时间t1和所述第二时间t2之间的总变化称为总频率变化Δf
s
，并且其中，第一边界频率f
cu
是与所述第一瞬时脉冲频率f
u
的频率间隔为与所述第二瞬时脉冲频率f
l
的频率间隔的一半的频率，并且其中，第二边界频率f
cl
是与所述第二瞬时脉冲频率f
l
的频率间隔为与所述第一瞬时脉冲频率f
u
的频率间隔的一半的频率，并且其中，在第一边界时间t
cu
的所述瞬时脉冲频率f
m,NL
等于所述第一边界频率f
cu
，并且其中，在第二边界时间t
cl
的所述瞬时脉冲频率f
m,NL
等于所述第二边界频率f
cl
，并且其中，所述第一边界时间t
cu
在所述第一时间t1之后，并且其中，所述第二边界时间t
cl
在所述第一边界时间t
cu
之后，并且
其中，所述第二时间t2在所述第二边界时间t
cl
之后，并且其中，在从所述第一时间t1开始并在所述第一边界时间t
cu
结束的第一时段Δt
u
期间，所述瞬时脉冲频率f
m,NL
在所述第一瞬时脉冲频率f
u
和所述第一边界频率f
cu
之间的第一频率范围Δf
u
内处于所述第一瞬时脉冲频率f
u
和所述第一边界频率f
cu
之间，并且其中，在从所述第一边界时间t
cu
开始并在所述第二边界时间t
cl
结束的中间时段Δt
c
期间，所述瞬时脉冲频率f
m,NL
在所述第一边界频率f
cu
和所述第二边界频率f
cl
之间的中间频率范围Δf
c
内处于所述第一边界频率f
cu
和所述第二边界频率f
cl
之间，并且其中，在从所述第二边界时间t
cl
开始并在所述第二时间t2结束的第二时段Δt
l
期间，所述瞬时脉冲频率f
m,NL
在所述第二边界频率f
cl
和所述第二瞬时脉冲频率f1之间的第二频率范围Δf
l
内处于所述第二边界频率f
cl
和所述第二瞬时脉冲频率f1之间，并且其中，所述中间时段Δt
c
的长度大于所述第一时段Δt
u
的长度与所述第二时段Δt
l
的长度之和，或者其中，所述中间时段Δt
c
的长度等于所述所述第一时段Δt
u
的长度与所述第二时段Δt
l
的长度之和。3.一种用于操作超声传感器的方法，其包括以下步骤：将超声脉冲串作为一系列具有脉冲长度T1和脉冲间隔T2的超声脉冲进行传输，其中，所述脉冲长度T1和所述脉冲间隔T2的总和表示脉冲周期长度T＝T1+T2，并且其中，所述超声脉冲串在第一时间t1开始，并在第二时间t2结束，并且其中，利用以下方程...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃格伯特，
申请(专利权)人：艾尔默斯半导体欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：