【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于检测处于车辆的环境中的至少一个对象的超声波传感器系统，该超声波传感器系统具有至少一个超声波传感器。
技术介绍
1、在用于车辆的泊车辅助系统的领域中，用于检测车辆周围环境的超声波传感器系统获得广泛应用。根据现有技术的超声波传感器系统典型地根据脉冲回波原理(puls-echo-prinzip)工作。电信号激发作为薄膜上的转换器的超声波传感器振动，所述震动作为声被发射。声在空气中传播直到其到达周围环境中的对象。对象的表面反射声，在此，其成为在超声波传感器的方向上的反向散射。如果反向散射的声到达超声波传感器的膜片上，则其使该膜片振动，并且在压电元件上产生电信号，该电信号能够被超声波传感器系统分析处理。在此，可以测量声从发射直到返回的传播时间。借助已知的声传播速度能够由此又求取从超声波传感器到进行反向散射的对象的距离。至此所描述的传感器系统也称为单传感器。这是因为该传感器系统仅包含电子声学转换元件。
2、现有技术的这种超声波传感器系统存在的问题是，测量结果没有任何方向信息，因此无法精确定位目标。
3、根据现有技术，所谓的阵列传感器系统也是众所周知。在阵列传感器系统中，该超声波传感器系统包括多个电子声学转换器元件(典型地2至100个)，这些电子声学转换器元件可以时间同步地、即特别是也是相位同步地发射或接收声。为此，转换器元件布置在超声波传感器系统的不同的几何位置处。通过随之的空间采样，阵列传感器系统能够除了传播时间分析处理(如在单传感器系统的情况下那样)外还求取入射的声的接收方向。借助该附加的方
4、阵列传感器系统更高的性能能力随之产生显著更高的在传感器硬件上的开销。在此要考虑，不仅要求更大数量的转换元件，而且还相应地提高下游的电子设备的复杂性。
5、对应的已知系统的上述问题应通过本专利技术来解决。
技术实现思路
1、本专利技术涉及一种用于检测处于车辆的环境中的至少一个对象的超声波传感器系统，该超声波传感器系统具有至少一个超声波传感器。
2、在本专利技术的一个方面在于，该超声波传感器系统设置为用于在第一时间点借助该超声波传感器发射第一超声波信号，并且借助该超声波传感器接收所属的第一超声波回波信号，并且在跟随在该第一时间点之后的第二时间点借助该超声波传感器发射第二超声波信号，并且借助该超声波传感器接收所属的第二超声波回波信号，其中，该超声波传感器系统设置为用于使超声波传感器从在该第一时间点的第一位置运动到在该第二时间点的与该第一位置不同的第二位置，并且其中，该超声波传感器系统设置为用于根据第一超声波回波信号、该第二超声波回波信号、该第一位置和第二位置来确定该对象相对于该超声波传感器的距离和方向。
3、在此有利的是，将单传感器系统的该设计方案的简单性和低成本与阵列传感器系统的提高的性能能力集于一体，以获得车辆周围进行声反向散射的对象的三维地点信息。由此，与来自现有技术的单系统解决方案相比，能够实现更高的地点分辨率和对象区分能力。该能力又是对于处于泊车状况和机动动作状况中的车辆的近范围中的基于超声波的环境感测测任务特别重要的。然而，提出的解决方案在此不会如在阵列传感器系统的情况下那样提高硬件成本和系统成本。
4、车辆例如可以是载客车(pkw)、载货车(lkw)，或者特别地也可以是机动两轮车。
5、可以将真正的车辆几何形状之部的一切理解为该车辆的环境，例如车辆前方、后方或旁边的泊车空间。
6、超声波传感器特别是可以具有超声波发送接收器，该超声波发送接收器用于发射超声波信号或接收超声波回波信号。
7、超声波传感器系统此外可以具有处理单元以用于信号处理和再分配(weiterverteilung)，该处理单元例如可以构型为微控制器并且具有相应的计算装置和存储装置。该处理单元相应地也可以用于确定对象相对于该超声波传感器的距离和方向。
8、超声波传感器的位置在此可以理解为对应的超声波传感器在超声波传感器单元内或在车辆上和相应地相对于对象的在地点方面的布置。
9、在此，根据本专利技术，借助超声波传感器在至少两个不同的位置处进行超声波测量是必要的。然而也可考虑在分别不同的传感器位置处的多个测量。在此，不仅沿线的而且沿坐标轴的传感器位置可以实现。特别是力求规律地或不规律地在二维的或三维的空间中分布的传感器位置。
10、假设在所执行的多个超声波测量的总测量时间内车辆的环境仅不显著地改变，则针对下游信号处理可以这样将各个测量合并：如同在多个传感器位置处进行并行的测量(类似于阵列传感器)。
11、超声波传感器的运动在此理解为超声波传感器相对于对象的移动或者说位置改变。
12、本专利技术的一种构型设置，第一超声波信号和第二超声波信号在幅度和/或频率方面不同。
13、在此有利的是，由此能够获得用于信号分析处理的附加的信息，由此能够更准确地进行与目标的距离和方向的确定。
14、本专利技术的一种构型设置，该超声波传感器系统设置为用于根据第一超声波信号的和/或第二超声波信号的频率来确定第一位置与第二位置之间的距离。
15、在此有利的是，仅产生须如实际所需的那样大的超声波传感器运动。由此能够快速和简单地实现超声波传感器的位置变化。
16、距离在此理解为对应的传感器位置之间最短连接的长度。
17、本专利技术的另一构型设置，所述距离小于第一超声波信号的和/或第二超声波信号的波长的一半。
18、在此有利的是，能够将运动选择得非常小，其又使得能够实现快速和简单的位置变化。
19、如今，用于车辆的环境感测的超声波系统典型地使用具有约为48khz频率的超声波信号。所配属的空气声波长在此约为7mm。因此在每个运动步长中，要求超声波传感器的位置改变为3.5mm或更少。特别是，超声波传感器的各个测量位置之间的距离应在0.05与3.5mm之间，尤其优选0.2与3.5mm之间，由此实现一种微运动。术语“微运动”应相对于波长和相对于其他常见的车辆运动来理解。微运动典型地比其他常见的车辆运动显著更小。典型的微运动处于毫米或亚毫米的范围中。
20、然而，大于的3.5mm距离原则上也是可能的。该距离虽然违反阵列信号处理的理论，但仍然允许相应地执行信号分析处理。背景是所谓的“稀疏占用”阵列布置，在这种阵列布置的情况下，并非所有在理论上所要求的元件位置都被占用。在此，相应的信号处理技术从现有技术已知。
21、根据本专利技术的一种构型设置，该超声波传感器系统设置为用于从第一时间点起使超声波传感器保留在第一位置中，直到接收到第一超声波回波信号。
22、在此有利的是，超声波传感器在对应的测量过程期间不进行运动，并且相应地保持在其位置处，由此能够简化随后的信号分析处理。
23、特别是，超声波传感器还可以从第二时间点本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于检测处于车辆(100)的环境中的至少一个对象(110)的超声波传感器系统(10)，所述超声波传感器系统具有至少一个超声波传感器(20)，其中，所述超声波传感器系统(100)设置为用于借助所述超声波传感器(20)在第一时间点(T1)发射第一超声波信号(21)并借助所述超声波传感器(20)接收所属的第一超声波回波信号(25)，借助所述超声波传感器(20)在跟随在所述第一时间点(T1)之后的第二时间点(T2)发射第二超声波信号(22)并借助所述超声波传感器(20)接收所属的第二超声波回波信号(26)，其中，所述超声波传感器系统(10)设置为用于，使所述超声波传感器(20)从在所述第一时间点(T1)的第一位置(P1)运动到在所述第二时间点(T2)的与所述第一位置(P1)不同的第二位置(P2)，其中，所述超声波传感器系统(10)设置为用于，根据所述第一超声波回波信号(25)、所述第二超声波回波信号(26)、所述第一位置(P1)和所述第二位置(P2)来确定所述对象(110)相对于所述超声波传感器(20)的距离和方向。
2.根据权利要求1所述的超声波传感器系统(10)，
3.根据前述权利要求中任一项所述的超声波传感器系统(10)，其特征在于，所述超声波传感器系统(10)设置为用于，根据所述第一超声波信号(21)的和/或所述第二超声波信号(22)的频率确定所述第一位置(P1)与所述第二位置(P2)之间的距离(d)。
4.根据权利要求3所述的超声波传感器系统(10)，其特征在于，所述距离(d)小于所述第一超声波信号(21)的和/或所述第二超声波信号(22)的波长的一半。
5.根据前述权利要求中任一项所述的超声波传感器系统(10)，其特征在于，所述超声波传感器系统(10)设置为用于将所述超声波传感器(20)保留在所述第一位置(P1)，直到接收到所述第一超声波回波信号(25)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的超声波传感器系统(10)，其特征在于，所述超声波传感器系统(10)设置为用于在所述第一时间点(T1)开始使所述超声波传感器(20)从所述第一位置(P1)运动到所述第二位置(P2)，其中，所述超声波传感器系统(10)设置为用于，附加地根据所述超声波传感器(20)的位置变化进程来确定所述对象(110)相对于所述超声波传感器(20)的距离和方向。
7.根据前述权利要求中任一项所述的超声波传感器系统(10)，其特征在于，所述超声波传感器系统(10)设置为用于借助所述超声波传感器(20)在不同于所述第一时间点(T1)和所述第二时间点(T2)的第三时间点(T3)发射第三超声波信号(23)并借助所述超声波传感器(20)接收所属的第三超声波回波信号(27)，其中，所述超声波传感器系统(20)设置为用于，在所述第三时间点(T3)使所述超声波传感器(20)运动到不同于所述第一位置(P1)和所述第二位置(P2)的第三位置(P3)，其中，所述超声波传感器系统(20)设置为用于，附加地根据所述第三超声波回波信号(27)和所述第三位置(P3)来确定所述对象(110)相对于所述超声波传感器(20)的距离和方向。
8.根据前述权利要求中任一项所述的超声波传感器系统(10)，其特征在于，所述超声波传感器系统(10)具有用于所述超声波传感器(20)的位置改变的运动元件(40)，其中，所述超声波传感器系统(10)设置为用于，借助所述运动元件(40)使所述超声波传感器(20)从所述第一位置(P1)运动到所述第二位置(P2)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的超声波传感器系统(10)，其特征在于，所述超声波系统(10)设置为用于，如此产生和输出用于操控所述车辆(100)的至少一个车辆部件(105)的信号(31)，使得借助相应地操控所述至少一个车辆部件(105)使所述超声波传感器(20)能够从所述第一位置(P1)运动到所述第二位置(P2)。
10.一种车辆(100)，所述车辆具有根据前述权利要求中任一项所述的超声波传感器系统(10)。
...【技术特征摘要】
1.一种用于检测处于车辆(100)的环境中的至少一个对象(110)的超声波传感器系统(10)，所述超声波传感器系统具有至少一个超声波传感器(20)，其中，所述超声波传感器系统(100)设置为用于借助所述超声波传感器(20)在第一时间点(t1)发射第一超声波信号(21)并借助所述超声波传感器(20)接收所属的第一超声波回波信号(25)，借助所述超声波传感器(20)在跟随在所述第一时间点(t1)之后的第二时间点(t2)发射第二超声波信号(22)并借助所述超声波传感器(20)接收所属的第二超声波回波信号(26)，其中，所述超声波传感器系统(10)设置为用于，使所述超声波传感器(20)从在所述第一时间点(t1)的第一位置(p1)运动到在所述第二时间点(t2)的与所述第一位置(p1)不同的第二位置(p2)，其中，所述超声波传感器系统(10)设置为用于，根据所述第一超声波回波信号(25)、所述第二超声波回波信号(26)、所述第一位置(p1)和所述第二位置(p2)来确定所述对象(110)相对于所述超声波传感器(20)的距离和方向。
2.根据权利要求1所述的超声波传感器系统(10)，其特征在于，所述第一超声波信号(21)和所述第二超声波信号(25)在幅度和/或频率方面彼此不同。
3.根据前述权利要求中任一项所述的超声波传感器系统(10)，其特征在于，所述超声波传感器系统(10)设置为用于，根据所述第一超声波信号(21)的和/或所述第二超声波信号(22)的频率确定所述第一位置(p1)与所述第二位置(p2)之间的距离(d)。
4.根据权利要求3所述的超声波传感器系统(10)，其特征在于，所述距离(d)小于所述第一超声波信号(21)的和/或所述第二超声波信号(22)的波长的一半。
5.根据前述权利要求中任一项所述的超声波传感器系统(10)，其特征在于，所述超声波传感器系统(10)设置为用于将所述超声波传感器(20)保留在所述第一位置(p1)，直到接收到所述第一超声波回波信号(25)。
6.根据权利要求1至4中任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·绍曼，A·格拉赫，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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