用于借助超聲檢測車輛的車輛周圍環(huán)境的方法和用于實(shí)施所述方法的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于借助超聲檢測車輛的車輛周圍環(huán)境的方法，其中借助發(fā)射脈沖來激勵超聲傳感器以發(fā)射超聲脈沖，借助所述超聲傳感器由所發(fā)射的、在所述車輛周圍環(huán)境中的對象上反射的并且由所述超聲傳感器接收的超聲脈沖來產(chǎn)生至少一個測量信號，以及在信號分析處理之前借助放大器放大所述測量信號，其中如此低地選擇發(fā)射脈沖的脈沖能量，使得縮短所述放大器的過載時(shí)間和/或所述超聲傳感器的轉(zhuǎn)換器的暫態(tài)振蕩時(shí)間。
【專利說明】用于借助超聲檢測車輛的車輛周圍環(huán)境的方法和用于實(shí)施所述方法的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于借助超聲檢測車輛的車輛周圍環(huán)境的方法以及一種用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置。本發(fā)明還涉及一種具有根據(jù)本發(fā)明的裝置的車輛輔助系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】[0002]用于觀察車輛在超聲區(qū)域中的周圍環(huán)境的當(dāng)今傳感器將一些超聲傳感器的轉(zhuǎn)換器不僅用于發(fā)射而且用于接收。
[0003]在圖1中示出由【背景技術(shù)】已知的超聲測量系統(tǒng)10的框圖。在該系統(tǒng)10中，借助超聲傳感器40的轉(zhuǎn)換器30發(fā)射由信號發(fā)生器20產(chǎn)生的發(fā)射信號。通過相同的轉(zhuǎn)換器30接收回波。因?yàn)樗龌夭ǚ浅Ｐ?，所以必須放大所述回波。在?dāng)今的系統(tǒng)中使用具有非常高的且固定的增益V的放大器50。將經(jīng)放大的測量信號U繼續(xù)傳輸給信號分析處理單元60。
[0004]在圖2中根據(jù)用于對象探測的超聲脈沖的傳輸時(shí)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(shí)間區(qū)間OS τ ST1中發(fā)射發(fā)射信號期間，放大器50由于非常高的發(fā)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(chǎn)生的值仏?。在關(guān)斷發(fā)射信號之后，必須減小在轉(zhuǎn)換器30中存儲的振蕩能量。在此，轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生大的輸出信號。不利的是，在具有高的、固定的增益的當(dāng)今傳感器中，在為了進(jìn)一步處理將輸出信號傳導(dǎo)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(shí)際中導(dǎo)致放大器50的過載，從而在放大器輸出端上在轉(zhuǎn)換器的暫態(tài)振蕩時(shí)間?\〈 τ ( Tn中信號振幅也大于當(dāng)今通常所使用的分析處理閾值Us并且在最長的時(shí)間TfI^T0中甚至等于上面的放大器極限U.。
[0005]到目前為止，在很大程度上接受并且容忍以下不利效應(yīng):通過這種方式不能在距離測量范圍O≤d≤dN (其中dN=0.5XcXTn)中實(shí)現(xiàn)對象探測。當(dāng)今通常的值為=T1=0.3毫秒、Tn=L 2毫秒并且丁爐丨.13毫秒。在此，在聲速c大約為331米/秒的情況下得到大約20厘米的距離測量范圍dN，在所述距離測量范圍中不能實(shí)現(xiàn)對象探測。與此相反，未來的系統(tǒng)期望dN〈15厘米的近測量范圍。
[0006]由文獻(xiàn)DE102008054789A1已知一種用于放大適合于車輛周圍環(huán)境檢測的回波信號的方法，其中以取決于回波信號的傳輸時(shí)間的增益因數(shù)來放大所述回波信號。此外，由相同的文獻(xiàn)已知，在現(xiàn)代系統(tǒng)中也如何能夠借助取決于傳輸時(shí)間的增益來減小分析處理開銷。
[0007]由文獻(xiàn)DE102009002870A1已知一種借助通過脈沖持續(xù)時(shí)間和脈沖強(qiáng)度限定的脈沖能量的變化的超聲對象檢測。此外由【背景技術(shù)】已知，如何能夠借助遠(yuǎn)近調(diào)制來改變發(fā)射脈沖持續(xù)時(shí)間！\。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]根據(jù)本發(fā)明提供一種用于借助超聲檢測車輛的車輛周圍環(huán)境的方法，其中借助發(fā)射脈沖激勵超聲傳感器以發(fā)射超聲脈沖，借助超聲傳感器由所發(fā)射的、在車輛周圍環(huán)境中的對象上反射的且由超聲傳感器接收的超聲脈沖產(chǎn)生至少一個測量信號，以及在信號分析處理之前借助放大器放大所述測量信號。在此，如此低地選擇發(fā)射脈沖的脈沖能量，使得在超聲脈沖的傳輸時(shí)間期間縮短放大器的過載時(shí)間和/或縮短超聲傳感器的轉(zhuǎn)換器的暫態(tài)振蕩時(shí)間。
[0009]根據(jù)本發(fā)明提供一種用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置。根據(jù)本發(fā)明的裝置包括超聲傳感器，所述超聲傳感器構(gòu)造用于發(fā)射超聲脈沖并且由在車輛周圍環(huán)境中的對象上反射的且由超聲傳感器接收的超聲脈沖來產(chǎn)生測量信號。所述裝置還包括用于放大測量信號的放大器、用于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(fā)生器，所述信號發(fā)生器構(gòu)造用于產(chǎn)生發(fā)射脈沖、借助所產(chǎn)生的發(fā)射脈沖激勵超聲傳感器以發(fā)射超聲脈沖以及如此低地調(diào)節(jié)發(fā)射脈沖的脈沖能量，使得在超聲脈沖的傳輸時(shí)間期間出現(xiàn)放大器的縮短的過載時(shí)間和/或出現(xiàn)超聲傳感器的轉(zhuǎn)換器的縮短的暫態(tài)振蕩時(shí)間。
[0010]通過發(fā)射脈沖的能量的根據(jù)本發(fā)明的下降實(shí)現(xiàn)過載時(shí)間和/或暫態(tài)振蕩時(shí)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(jìn)一步尤其減小0.3暈秒。因此實(shí)現(xiàn)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(jìn)一步尤其Tn ^ 0.9毫秒且Τ?=0.83毫秒。
[0011]從屬權(quán)利要求示出本發(fā)明的優(yōu)選擴(kuò)展方案。
[0012]借助根據(jù)本發(fā)明的方法以簡單的方式實(shí)現(xiàn)放大器的明顯縮短的過載時(shí)間和/或超聲傳感器的轉(zhuǎn)換器的明顯縮短的暫態(tài)振蕩時(shí)間，由此實(shí)現(xiàn)明顯在15厘米以下的距離測量范圍，在所述距離測量范圍中不能實(shí)現(xiàn)對象探測。
[0013]特別地，借助發(fā)射持續(xù)時(shí)間的減小和/或發(fā)射脈沖的振幅的減小來調(diào)節(jié)發(fā)射脈沖的脈沖能量，所述發(fā)射持續(xù)時(shí)間優(yōu)選減小0.15毫秒至0.25毫秒、進(jìn)一步優(yōu)選減小0.2毫秒，由此優(yōu)選實(shí)現(xiàn)值T1=0.05毫秒至T1=0.15毫秒并且進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)現(xiàn)值T1=0.1毫秒。由此能夠以簡單的方式產(chǎn)生具有低的脈沖能量的發(fā)射信號。
[0014]優(yōu)選地，增益在超聲脈沖的傳輸時(shí)間期間如此增大、尤其連續(xù)地增大,使得在超聲脈沖的傳輸時(shí)間期間進(jìn)一步縮短放大器的過載時(shí)間和/或進(jìn)一步縮短超聲傳感器的轉(zhuǎn)換器的暫態(tài)振蕩時(shí)間。在此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)暫態(tài)振蕩時(shí)間1和/或過載時(shí)間Τ?最多進(jìn)一步縮短0.5毫秒，由此在這種優(yōu)選的實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)值Tn≤0.7毫秒且Κ0.63令秒、尤其Tn =0.4毫秒且丁「產(chǎn)0.33毫秒。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，使用具有短的發(fā)射持續(xù)時(shí)間的且優(yōu)選減小的信號振幅的發(fā)射脈沖，和/或在信號處理之前以回波傳輸時(shí)間改變測量信號的增益，其中增益尤其由于轉(zhuǎn)換器的停振在開始時(shí)非常小并且緩慢地增大。特別地，在發(fā)射超聲脈沖期間并且進(jìn)一步優(yōu)選在之后不久，增益的值也可以小于1。
[0016]由此，能夠以簡單的方式實(shí)現(xiàn)放大器的過載時(shí)間的減小和/或超聲傳感器的轉(zhuǎn)換器的暫態(tài)振蕩時(shí)間的減小，由此能夠?qū)崿F(xiàn)距離測量范圍的進(jìn)一步減小，在所述距離測量范圍中不能實(shí)現(xiàn)對象探測。
[0017]在本發(fā)明的一種特別有利的實(shí)施方式中，借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(shí)現(xiàn)增益的增大，尤其在存在所放大的、低于暫態(tài)振蕩閾值的測量信號時(shí)。
[0018]特別地，根據(jù)本發(fā)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(shí)現(xiàn)增益的增大。
[0019]特別地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在一個接收增益下低于暫態(tài)振蕩閾值(分析處理閾值)之后切換到與該接收增益不同的且適合于繼續(xù)分析處理(信號分析處理)的增益上。
[0020]此外，根據(jù)本發(fā)明提供一種具有根據(jù)本發(fā)明的裝置的車輛輔助系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]以下參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。附圖示出:
[0022]圖1:根據(jù)【背景技術(shù)】的超聲測量系統(tǒng)的框圖，
[0023]圖2:根據(jù)【背景技術(shù)】的根據(jù)用于對象探測的超聲脈沖的傳輸時(shí)間的由圖1中的超聲測量系統(tǒng)產(chǎn)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(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的超聲測量系統(tǒng)的框圖，
[0025]圖4:根據(jù)用于對象探測的超聲脈沖的傳輸時(shí)間的由根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的超聲測量系統(tǒng)產(chǎn)生的且放大的測量信號的信號振幅的變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在圖3中示出根據(jù)本`發(fā)明的第一實(shí)施方式的超聲測量系統(tǒng)11的框圖。在超聲測量系統(tǒng)11中，借助超聲傳感器40的轉(zhuǎn)換器30發(fā)射由信號發(fā)生器21產(chǎn)生的發(fā)射信號。通過傳感器40的相同的轉(zhuǎn)換器30來接收回波。因?yàn)樗龌夭ǚ浅Ｐ?，所以必須放大所述回波。借助放大?1放大測量信號Ul并且將所述測量信號繼續(xù)傳輸給信號分析處理單元60。增益控制裝置52借助取決于時(shí)間的增益V( τ )改變放大器51的增益。
[0027]在圖4中根據(jù)用于對象探測的超聲脈沖的傳輸時(shí)間τ示出由根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的超聲測量系統(tǒng)11在放大器輸出端上產(chǎn)生的測量信號Ul的信號振幅的變化曲線。在時(shí)間區(qū)間OS τ ST1中發(fā)射發(fā)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(chǎn)生的值仏?。在關(guān)斷發(fā)射信號之后，必須減小在轉(zhuǎn)換器30中存儲的振蕩能量。根據(jù)本發(fā)明，借助取決于時(shí)間的增益V(T)放大測量信號U1。增益控制裝置52從發(fā)射信號產(chǎn)生裝置21得到發(fā)射停止的信息以及(可選擇地)發(fā)射開始的或者發(fā)射持續(xù)時(shí)間的信息以及(可選擇地)發(fā)射信號強(qiáng)度的信息，并且以可調(diào)節(jié)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(tài)振蕩時(shí)間Tn2以及縮短的過載時(shí)間T[l2。根據(jù)以下分析處理技術(shù)的構(gòu)型，尤其在發(fā)射聲脈沖期間以及之后不久，增益的值也小于I。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將具有小于I的值的增益稱作信號衰減。
[0028]出于比較目的，在圖4中也示出由【背景技術(shù)】已知的測量信號U的取決于時(shí)間的變化曲線，其具有暫態(tài)振蕩時(shí)間Tn和過載時(shí)間Τ?的相應(yīng)值。在此可以看到，相對于由【背景技術(shù)】已知的過載時(shí)間Ttj和暫態(tài)振蕩時(shí)間Tn的值，借助根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置實(shí)現(xiàn)了過載時(shí)間Τ?2與暫態(tài)振蕩時(shí)間Tn2的明顯縮短的值。
[0029]除以上文字公開內(nèi)容以外，在此明確地參閱圖1至4中的圖形示圖。
【權(quán)利要求】
1.一種用于借助超聲檢測車輛的車輛周圍環(huán)境的方法，其中，借助發(fā)射脈沖來激勵超聲傳感器(40)以發(fā)射超聲脈沖，借助所述超聲傳感器(40)由所發(fā)射的、在所述車輛周圍環(huán)境中的對象上反射的并且由所述超聲傳感器接收的超聲脈沖來產(chǎn)生至少一個測量信號(U)，以及在信號分析處理之前借助放大器(50)放大所述測量信號(U)，其特征在于，如此低地選擇所述發(fā)射脈沖的脈沖能量，使得實(shí)現(xiàn)所述放大器(50，51)的縮短的過載時(shí)間(Tm)和/或所述超聲傳感器(40)的轉(zhuǎn)換器(30)的縮短的暫態(tài)振蕩時(shí)間(TN2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助發(fā)射持續(xù)時(shí)間和/或所述發(fā)射脈沖的振幅的減小來調(diào)節(jié)所述發(fā)射脈沖的脈沖能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述增益(V( τ ))在所述超聲脈沖的傳輸時(shí)間(τ )期間如此增大，使得實(shí)現(xiàn)所述放大器(51)的進(jìn)一步縮短的過載時(shí)間(Τ?2)和/或所述超聲傳感器(40)的轉(zhuǎn)換器(30)的進(jìn)一步縮短的暫態(tài)振蕩時(shí)間(ΤΝ2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，通過在兩個不同選擇的、固定的增益值之間的切換實(shí)現(xiàn)所述增益(V( τ ))的增大。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在以一個接收增益放大的測量信號(Ul)低于暫態(tài)振蕩閾值(Us)之后，調(diào)節(jié)到與所述接收增益不同的并且適合于進(jìn)一步信號分析處理的增益上。
6.一種用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法的裝置(10)，其特征在于超聲傳感器(40)、用于放大所述測量信號(Ul)的放大器、信號分析處理單元(60)以及信號發(fā)生器(21)，所述超聲傳感器構(gòu)造用于發(fā)射超聲脈沖并且由在車輛周圍環(huán)境中的對象上反射的并且由所述超聲傳感器(40)接收的超聲脈沖來產(chǎn)生測量信號(U1)，所述信號分析處理單元構(gòu)造用于分析處理所放大的測量信號(U1)，所述信號發(fā)生器構(gòu)造用于產(chǎn)生發(fā)射脈沖、借助所產(chǎn)生的發(fā)射脈沖來激勵所述超聲傳感器(40)以發(fā)射所述超聲脈沖以及如此低地調(diào)節(jié)所述發(fā)射脈沖的脈沖能量，使得出現(xiàn)所述放大器(50，51)的縮短的過載時(shí)間(Tm)和/或出現(xiàn)所述超聲傳感器(40) 的轉(zhuǎn)換器(30)的縮短的暫態(tài)振蕩時(shí)間(Tm)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述信號發(fā)生器(20)構(gòu)造用于借助所述發(fā)射持續(xù)時(shí)間和/或所述發(fā)射脈沖的振幅的減小來調(diào)節(jié)所述發(fā)射脈沖的脈沖能量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7中任一項(xiàng)所述的裝置(10)，其特征在于用于改變所述放大器(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(gòu)造用于在所述超聲脈沖的傳輸時(shí)間(τ )期間產(chǎn)生所述測量信號的增益(V( τ ))的如此增大，使得出現(xiàn)進(jìn)一步縮短的過載時(shí)間(Tto)和/或所述超聲傳感器(40)的轉(zhuǎn)換器(30)的進(jìn)一步縮短的暫態(tài)振蕩時(shí)間(TN2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置(10)，其特征在于，所述放大器控制裝置(52)構(gòu)造用于尤其在存在所放大的、低于暫態(tài)振蕩閾值(Us)的測量信號(Ul)時(shí)通過在至少兩個不同的、固定的增益值之間的切換來產(chǎn)生所述增益(ν( τ ))的增大。
10.一種車輛輔助系統(tǒng)，其具有根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)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(yōu)先權(quán)日:2011年9月23日
【發(fā)明者】M·卡爾 申請人:羅伯特·博世有限公司