用于使用超声传感器来确定对象的类别的方法和设备技术

提供了一种用于使用超声传感器系统来确定对象的类别的方法，其中该方法包括：驱动超声传感器系统以发射超声波；在超声传感器系统处接收由对象反射的超声波；确定与在超声传感器系统处接收到的超声波的幅度相对应的包络的形状；以及基于包络的所确定形状来确定对象的类别。的类别。的类别。

【技术实现步骤摘要】
用于使用超声传感器来确定对象的类别的方法和设备


[0001]本专利技术涉及用于使用超声传感器来确定对象的类别的方法、被配置成实行该方法的控制系统、以及包括指令的计算机程序以及计算机可读数据载体，该指令在由计算机执行时使得该计算机实行该方法。

技术介绍

[0002]本专利技术因此属于超声传感器系统领域。这种超声传感器系统通常包括被配置成发射超声波和接收超声波的超声换能器。因此，超声换能器可以具有发射器的功能和/或还具有接收器的功能，即超声换能器可以是收发器。
[0003]超声换能器典型地包括杯形壳体，该杯形壳体具有底壁和基本上圆柱形的侧壁，它们一起在壳体内形成中空的空间（hollow void）。振荡生成器附接到壳体的底壁的内侧，并且被配置成激励底壁的振荡，因此，底壁充当振荡膜。该杯形壳体典型地被制造为由铝制成的单个件。振荡生成器可以通过附接结构附接到底壁，以影响超声换能器的振荡行为。此外，已知超声换能器具有经更改的底壁，以调整超声换能器的振荡行为。这种超声换能器例如在文献DE 10 2015 015 900 B3、DE 10 2015 015 901 B3和DE 10 2015 015 903 B3中被描述。
[0004]超声换能器通常用于与停车辅助系统和距离控制相关的汽车应用以及其他驾驶员辅助应用。
[0005]这些应用典型地基于发射超声波的一个或多个超声换能器，所述超声波至少部分地被可能布置在相应超声换能器的检测区域中的对象所反射，并且典型地被同一个超声换能器和/或安装在载具处的另一个超声换能器所接收。
[0006]可以基于飞行时间并且可选地还基于接收到的超声波的幅度来提取关于超声换能器的视场中的对象的存在和可选距离的信息。飞行时间可以被定义为从使用超声换能器发送/发射超声波直到使用同一个超声换能器接收到由对象反射的超声波的持续时间/时间跨度。
[0007]更具体地，使用超声换能器来感测对象典型地包括三个阶段：驱动阶段，在此期间超声换能器发射超声波；驱动阶段之后的阻尼（damping）阶段，在此期间超声换能器振铃（ring down）；以及阻尼阶段之后的回波/接收阶段，在此期间换能器充当接收器。
[0008]典型地，超声换能器包括杯形壳体，该杯形壳体具有底壁和基本上圆柱形的侧壁，它们一起在壳体内形成中空的空间。振荡生成器附接到壳体的底壁的内侧，并且被配置成激励底壁的振荡，因此，底壁充当振荡膜。
[0009]在驱动阶段期间，振荡生成器激励换能器的底壁，使得超声波被发射，其中阻尼阶段被定义为如下时间跨度，在该时间跨度期间，振荡生成器不（再）激励壁的底部，但是壁的底部仍然在振荡，由此仍然发射超声波。在接收或回波阶段期间，超声换能器的壁的底部被超声换能器视场中的对象反射的超声波所激励。由所反射的超声波引起的激励可以被测量/感测。知道发送超声波的时间和接收到所反射的超声波的时间、以及超声波的速度使得
有可能确定反射超声波的对象至超声换能器的距离。
[0010]此外，近年来，对于如下超声传感器系统存在日益增长的需求：所述超声传感器系统不仅被配置成检测其视场中的对象的存在/不存在以及对象至超声换能器的距离，而且还允许确定对象的类别。
[0011]对象的类别也可以被称为对象的种类。对象的类别可以是例如杆、墙和/或路缘石（curbstone）。
[0012]基于对象的类别，可以有可能决定检测到的对象是否被认为是障碍物。因此，可以避免不必要的停车警告，例如在亚洲常见的包括处于轮胎高度的路缘石的停车框（parking box）的情况下。
[0013]用于使用超声传感器来检测对象的高度并且此后基于所确定的高度将对象进行分类的方法是从现有技术中已知的。
[0014]例如，DE102016113736A1涉及一种用于检测载具的环境中的对象的方法，其中利用超声传感器来传送超声信号，接收由对象反射的超声信号的第一回波，并且确定第一回波的幅度。将第一回波的幅度与至少一个预定阈值进行比较，并且基于该幅度与该至少一个阈值的比较来确定对象的高度。如果第一回波的幅度大于该至少一个阈值，则对象被分类为高的，并且如果第一回波的幅度小于该至少一个阈值，则对象被分类为低的。确定用于对象高度分类的置信度值，如果对象的高度被分类为低或高的，则置信度值被设置为高的，否则，置信度值被设置为低的。
[0015]该现有技术的缺点之一是：为了将对象进行分类，对象的实际高度是例如基于接收到的超声波的幅度来确定的，这通常是不准确的，即不够精确。

技术实现思路

[0016]本专利技术基于提供一种用于使用超声传感器（例如超声换能器）来确定对象的类别的方法的目的，其中该方法与现有技术相比被改进。
[0017]该目的除了其他以外还通过根据权利要求1的用于使用超声传感器来确定对象的类别的方法、根据权利要求14的被配置成实行该方法的控制系统、以及根据权利要求15的计算机程序和/或计算机可读数据载体被解决。优选实施例是从属权利要求的部分。
[0018]更具体地，该目的通过一种用于使用超声传感器系统来确定对象的类别的方法被解决。
[0019]该方法包括：驱动超声传感器系统以发射超声波，以及在超声传感器系统处接收由对象反射的超声波。
[0020]该方法的特征在于：确定与在超声传感器处接收到的超声波的幅度相对应的包络的形状，以及基于包络的所确定形状来确定对象的类别。
[0021]更具体地，提供了一种用于基于超声系统的输出将对象进行分类的方法。该超声系统可以包括一个或多个超声传感器。超声传感器可以被配置成发送/发射超声波和/或接收/感测超声波。
[0022]也就是说，该超声系统被配置成充当用于超声波的收发器。因此，该超声传感器系统的至少一个超声传感器可以包括压电元件。通过以交流电压/电流来驱动压电元件，可以使用逆压电效应（inverse piezoelectric effect）来产生和发射超声波。
[0023]如果待分类的对象位于该超声传感器系统的视场中，即不近也不太远，则这些所发射的超声波将被对象反射，并且将返回到该超声传感器系统。返回的并因此接收到的超声波可以使用压电元件来检测。更具体地，所反射和接收到的超声波可以使压电元件的压电材料弯曲，由此创建具有改变/振荡的幅度的电压，即，具有随时间改变/振荡的幅度的电压。
[0024]该电压可以被输入到包络检测器中，该包络检测器可以是集成电路和/或电子控制单元的一部分。包络检测器可以被配置成基于电压的振荡幅度来检测和确定包络。包络（曲线）描述了电压的振荡幅度的过程（course）。这里，包络可以是上部包络。包络检测器/解调器可以使用二极管作为针对输入信号的整流器来实现，该输入信号在这里是由该超声传感器系统输出的电压。这允许（高频）接收到的信号的仅一个极性通过，使得仅保留（高频）振荡的上半部。整流器可以接着是低通滤波器，以去除（高频）载波信号，使得得到包络。
[0025]根据该方法，确定形状，即包络随时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于使用超声传感器系统（1）来确定对象（6）的类别的方法，其中所述方法包括：
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驱动所述超声传感器系统（1）以发射超声波（51），以及
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在所述超声传感器系统（1）处接收由所述对象（6）反射的超声波（61），其特征在于，所述方法包括：
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确定与在所述超声传感器系统（1）处接收到的超声波（61）的幅度相对应的包络（7、8）的形状，以及
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基于所述包络（7、8）的所确定形状来确定所述对象（6）的类别。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述包络（7、8）的形状包括在发射超声波（51）之后确定所述包络（7、8）中包括的尖峰（71、72、81、82）的数量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述包络（7、8）的形状包括：将所述包络（7、8）从模拟信号转换成至少一个数字信号（241、242、243），以及基于所述至少一个数字信号（241、242、243）来确定尖峰（71、72、81、82）的数量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述包络（7、8）从模拟信号转换成所述至少一个数字信号（241、242、243）包括：
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确定所述包络（7、8）的最大值，以及
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使用小于所述包络（7、8）的所确定的最大值的预定义阈值（441、442、443）来转换所述包络（7、8）以生成所述至少一个数字信号（241、242、243）。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述包络（7、8）从模拟信号转换成所述至少一个数字信号（241、242、243）包括：
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使用第一模拟和/或数字增益来确定所述包络（7、8）的最大值，以及
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使用预定义阈值（441、442、443）并使用超过第一模拟和/或数字增益的第二模拟和/或数字增益来转换所述包络（7、8），所述预定义阈值可选地基本上等于所述包络（7、8）的所确定的最大值或者小于所述包络（7、8）的所确定的最大值。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，将所述包络（7、8）从模拟信号转换成所述至少一个数字信号（241、242、243）包括：
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当所述包络（7、8）超过所述阈值（441、442、443）时将所述至少一个数字信号（241、242、243）设置为1，并且当所述包络（7、8）在所述阈值（441...

【专利技术属性】
技术研发人员：施雅蘐，
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：