用於藉助超聲檢測車輛的車輛周圍環境的方法和用於實施所述方法的裝置製造方法

2023-05-29 10:05:21 1

用於藉助超聲檢測車輛的車輛周圍環境的方法和用於實施所述方法的裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於藉助超聲檢測車輛的車輛周圍環境的方法，其中藉助發射脈衝來激勵超聲傳感器以發射超聲脈衝，藉助所述超聲傳感器由所發射的、在所述車輛周圍環境中的對象上反射的並且由所述超聲傳感器接收的超聲脈衝來產生至少一個測量信號，以及在信號分析處理之前藉助放大器放大所述測量信號，其中如此低地選擇發射脈衝的脈衝能量，使得縮短所述放大器的過載時間和/或所述超聲傳感器的轉換器的暫態振蕩時間。
【專利說明】用於藉助超聲檢測車輛的車輛周圍環境的方法和用於實施所述方法的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於藉助超聲檢測車輛的車輛周圍環境的方法以及一種用於實施根據本發明的方法的裝置。本發明還涉及一種具有根據本發明的裝置的車輛輔助系統。
【背景技術】[0002]用於觀察車輛在超聲區域中的周圍環境的當今傳感器將一些超聲傳感器的轉換器不僅用於發射而且用於接收。
[0003]在圖1中示出由【背景技術】已知的超聲測量系統10的框圖。在該系統10中，藉助超聲傳感器40的轉換器30發射由信號發生器20產生的發射信號。通過相同的轉換器30接收回波。因為所述回波非常小，所以必須放大所述回波。在當今的系統中使用具有非常高的且固定的增益V的放大器50。將經放大的測量信號U繼續傳輸給信號分析處理單元60。
[0004]在圖2中根據用於對象探測的超聲脈衝的傳輸時間τ示例性地示出放大器輸出端上的測量信號U的信號振幅的變化曲線。在時間區間OS τ ST1中發射發射信號期間，放大器50由於非常高的發射振幅是過載的。其輸出端上的信號振幅在此取最大可由放大器產生的值仏?。在關斷髮射信號之後，必須減小在轉換器30中存儲的振蕩能量。在此，轉換器產生大的輸出信號。不利的是，在具有高的、固定的增益的當今傳感器中，在為了進一步處理將輸出信號傳導至信號分析處理單元60之前放大所述大的輸出信號，而不顧其大小。這在實際中導致放大器50的過載，從而在放大器輸出端上在轉換器的暫態振蕩時間?\〈 τ ( Tn中信號振幅也大於當今通常所使用的分析處理閾值Us並且在最長的時間TfI^T0中甚至等於上面的放大器極限U.。
[0005]到目前為止，在很大程度上接受並且容忍以下不利效應:通過這種方式不能在距離測量範圍O≤d≤dN (其中dN=0.5XcXTn)中實現對象探測。當今通常的值為=T1=0.3毫秒、Tn=L 2毫秒並且丁爐丨.13毫秒。在此，在聲速c大約為331米/秒的情況下得到大約20釐米的距離測量範圍dN，在所述距離測量範圍中不能實現對象探測。與此相反，未來的系統期望dN〈15釐米的近測量範圍。
[0006]由文獻DE102008054789A1已知一種用於放大適合於車輛周圍環境檢測的回波信號的方法，其中以取決於回波信號的傳輸時間的增益因數來放大所述回波信號。此外，由相同的文獻已知，在現代系統中也如何能夠藉助取決於傳輸時間的增益來減小分析處理開銷。
[0007]由文獻DE102009002870A1已知一種藉助通過脈衝持續時間和脈衝強度限定的脈衝能量的變化的超聲對象檢測。此外由【背景技術】已知，如何能夠藉助遠近調製來改變發射脈衝持續時間！\。

【發明內容】
[0008]根據本發明提供一種用於藉助超聲檢測車輛的車輛周圍環境的方法，其中藉助發射脈衝激勵超聲傳感器以發射超聲脈衝，藉助超聲傳感器由所發射的、在車輛周圍環境中的對象上反射的且由超聲傳感器接收的超聲脈衝產生至少一個測量信號，以及在信號分析處理之前藉助放大器放大所述測量信號。在此，如此低地選擇發射脈衝的脈衝能量，使得在超聲脈衝的傳輸時間期間縮短放大器的過載時間和/或縮短超聲傳感器的轉換器的暫態振蕩時間。
[0009]根據本發明提供一種用於實施根據本發明的方法的裝置。根據本發明的裝置包括超聲傳感器，所述超聲傳感器構造用於發射超聲脈衝並且由在車輛周圍環境中的對象上反射的且由超聲傳感器接收的超聲脈衝來產生測量信號。所述裝置還包括用於放大測量信號的放大器、用於分析處理所放大的測量信號的信號分析處理單元以及信號發生器，所述信號發生器構造用於產生發射脈衝、藉助所產生的發射脈衝激勵超聲傳感器以發射超聲脈衝以及如此低地調節發射脈衝的脈衝能量，使得在超聲脈衝的傳輸時間期間出現放大器的縮短的過載時間和/或出現超聲傳感器的轉換器的縮短的暫態振蕩時間。
[0010]通過發射脈衝的能量的根據本發明的下降實現過載時間和/或暫態振蕩時間的以上說明的通常值直至0.35毫秒的減小、尤其減小0.25毫秒至0.35毫秒、進一步尤其減小0.3暈秒。因此實現了值ΤΝ〈1.2暈秒且Τ?<1.13暈秒、尤其Tn=0.85暈秒至Tn=0.95暈秒且Τ?=0.78毫秒至Τ?=0.88毫秒、進一步尤其Tn ^ 0.9毫秒且Τ?=0.83毫秒。
[0011]從屬權利要求示出本發明的優選擴展方案。
[0012]藉助根據本發明的方法以簡單的方式實現放大器的明顯縮短的過載時間和/或超聲傳感器的轉換器的明顯縮短的暫態振蕩時間，由此實現明顯在15釐米以下的距離測量範圍，在所述距離測量範圍中不能實現對象探測。
[0013]特別地，藉助發射持續時間的減小和/或發射脈衝的振幅的減小來調節發射脈衝的脈衝能量，所述發射持續時間優選減小0.15毫秒至0.25毫秒、進一步優選減小0.2毫秒，由此優選實現值T1=0.05毫秒至T1=0.15毫秒並且進一步優選實現值T1=0.1毫秒。由此能夠以簡單的方式產生具有低的脈衝能量的發射信號。
[0014]優選地，增益在超聲脈衝的傳輸時間期間如此增大、尤其連續地增大,使得在超聲脈衝的傳輸時間期間進一步縮短放大器的過載時間和/或進一步縮短超聲傳感器的轉換器的暫態振蕩時間。在此，根據本發明實現暫態振蕩時間1和/或過載時間Τ?最多進一步縮短0.5毫秒，由此在這種優選的實施方式中實現值Tn≤0.7毫秒且Κ0.63令秒、尤其Tn =0.4毫秒且丁「產0.33毫秒。
[0015]在根據本發明的方法中，使用具有短的發射持續時間的且優選減小的信號振幅的發射脈衝，和/或在信號處理之前以回波傳輸時間改變測量信號的增益，其中增益尤其由於轉換器的停振在開始時非常小並且緩慢地增大。特別地，在發射超聲脈衝期間並且進一步優選在之後不久，增益的值也可以小於1。
[0016]由此，能夠以簡單的方式實現放大器的過載時間的減小和/或超聲傳感器的轉換器的暫態振蕩時間的減小，由此能夠實現距離測量範圍的進一步減小，在所述距離測量範圍中不能實現對象探測。
[0017]在本發明的一種特別有利的實施方式中，藉助僅僅非常小的開銷通過在至少兩個不同的、固定的增益值之間的切換實現增益的增大，尤其在存在所放大的、低於暫態振蕩閾值的測量信號時。
[0018]特別地，根據本發明以簡單的方式通過在不同的、固定的增益值之間的切換實現增益的增大。
[0019]特別地，在根據本發明的方法中，在一個接收增益下低於暫態振蕩閾值(分析處理閾值)之後切換到與該接收增益不同的且適合於繼續分析處理(信號分析處理)的增益上。
[0020]此外，根據本發明提供一種具有根據本發明的裝置的車輛輔助系統。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]以下參考附圖詳細描述本發明的實施例。附圖示出:
[0022]圖1:根據【背景技術】的超聲測量系統的框圖，
[0023]圖2:根據【背景技術】的根據用於對象探測的超聲脈衝的傳輸時間的由圖1中的超聲測量系統產生的且放大的測量信號的信號振幅的變化曲線，
[0024]圖3:根據本發明的第一實施方式的超聲測量系統的框圖，
[0025]圖4:根據用於對象探測的超聲脈衝的傳輸時間的由根據本發明的第一實施方式的超聲測量系統產生的且放大的測量信號的信號振幅的變化曲線。
【具體實施方式】
[0026]在圖3中示出根據本`發明的第一實施方式的超聲測量系統11的框圖。在超聲測量系統11中，藉助超聲傳感器40的轉換器30發射由信號發生器21產生的發射信號。通過傳感器40的相同的轉換器30來接收回波。因為所述回波非常小，所以必須放大所述回波。藉助放大器51放大測量信號Ul並且將所述測量信號繼續傳輸給信號分析處理單元60。增益控制裝置52藉助取決於時間的增益V( τ )改變放大器51的增益。
[0027]在圖4中根據用於對象探測的超聲脈衝的傳輸時間τ示出由根據本發明的第一實施方式的超聲測量系統11在放大器輸出端上產生的測量信號Ul的信號振幅的變化曲線。在時間區間OS τ ST1中發射發射信號期間，放大器輸出端上的測量信號振幅取最大可由放大器51產生的值仏?。在關斷髮射信號之後，必須減小在轉換器30中存儲的振蕩能量。根據本發明，藉助取決於時間的增益V(T)放大測量信號U1。增益控制裝置52從發射信號產生裝置21得到發射停止的信息以及(可選擇地)發射開始的或者發射持續時間的信息以及(可選擇地)發射信號強度的信息，並且以可調節的或者可切換的增益V( τ )如此改變放大器51的增益，使得得到縮短的暫態振蕩時間Tn2以及縮短的過載時間T[l2。根據以下分析處理技術的構型，尤其在發射聲脈衝期間以及之後不久，增益的值也小於I。本領域技術人員也將具有小於I的值的增益稱作信號衰減。
[0028]出於比較目的，在圖4中也示出由【背景技術】已知的測量信號U的取決於時間的變化曲線，其具有暫態振蕩時間Tn和過載時間Τ?的相應值。在此可以看到，相對於由【背景技術】已知的過載時間Ttj和暫態振蕩時間Tn的值，藉助根據本發明的方法和根據本發明的裝置實現了過載時間Τ?2與暫態振蕩時間Tn2的明顯縮短的值。
[0029]除以上文字公開內容以外，在此明確地參閱圖1至4中的圖形示圖。
【權利要求】
1.一種用於藉助超聲檢測車輛的車輛周圍環境的方法，其中，藉助發射脈衝來激勵超聲傳感器(40)以發射超聲脈衝，藉助所述超聲傳感器(40)由所發射的、在所述車輛周圍環境中的對象上反射的並且由所述超聲傳感器接收的超聲脈衝來產生至少一個測量信號(U)，以及在信號分析處理之前藉助放大器(50)放大所述測量信號(U)，其特徵在於，如此低地選擇所述發射脈衝的脈衝能量，使得實現所述放大器(50，51)的縮短的過載時間(Tm)和/或所述超聲傳感器(40)的轉換器(30)的縮短的暫態振蕩時間(TN2)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，藉助發射持續時間和/或所述發射脈衝的振幅的減小來調節所述發射脈衝的脈衝能量。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述增益(V( τ ))在所述超聲脈衝的傳輸時間(τ )期間如此增大，使得實現所述放大器(51)的進一步縮短的過載時間(Τ?2)和/或所述超聲傳感器(40)的轉換器(30)的進一步縮短的暫態振蕩時間(ΤΝ2)。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，通過在兩個不同選擇的、固定的增益值之間的切換實現所述增益(V( τ ))的增大。
5.根據以上權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在以一個接收增益放大的測量信號(Ul)低於暫態振蕩閾值(Us)之後，調節到與所述接收增益不同的並且適合於進一步信號分析處理的增益上。
6.一種用於實施根據權利要求1至4中任一項所述的方法的裝置(10)，其特徵在於超聲傳感器(40)、用於放大所述測量信號(Ul)的放大器、信號分析處理單元(60)以及信號發生器(21)，所述超聲傳感器構造用於發射超聲脈衝並且由在車輛周圍環境中的對象上反射的並且由所述超聲傳感器(40)接收的超聲脈衝來產生測量信號(U1)，所述信號分析處理單元構造用於分析處理所放大的測量信號(U1)，所述信號發生器構造用於產生發射脈衝、藉助所產生的發射脈衝來激勵所述超聲傳感器(40)以發射所述超聲脈衝以及如此低地調節所述發射脈衝的脈衝能量，使得出現所述放大器(50，51)的縮短的過載時間(Tm)和/或出現所述超聲傳感器(40) 的轉換器(30)的縮短的暫態振蕩時間(Tm)。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述信號發生器(20)構造用於藉助所述發射持續時間和/或所述發射脈衝的振幅的減小來調節所述發射脈衝的脈衝能量。
8.根據權利要求6或7中任一項所述的裝置(10)，其特徵在於用於改變所述放大器(51)的增益(V( τ ))的放大器控制裝置(52)，所述放大器控制裝置構造用於在所述超聲脈衝的傳輸時間(τ )期間產生所述測量信號的增益(V( τ ))的如此增大，使得出現進一步縮短的過載時間(Tto)和/或所述超聲傳感器(40)的轉換器(30)的進一步縮短的暫態振蕩時間(TN2)。
9.根據權利要求8所述的裝置(10)，其特徵在於，所述放大器控制裝置(52)構造用於尤其在存在所放大的、低於暫態振蕩閾值(Us)的測量信號(Ul)時通過在至少兩個不同的、固定的增益值之間的切換來產生所述增益(ν( τ ))的增大。
10.一種車輛輔助系統，其具有根據權利要求5至8中任一項所述的裝置(10)。
【文檔編號】G01S15/93GK103827689SQ201280046426
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年8月6日 優先權日:2011年9月23日
【發明者】M·卡爾 申請人:羅伯特·博世有限公司