借助由车辆上安装的超声波传感器所接收的超声波信号评估对象高度的方法和设备

文档序号:310861 发布日期:2021-11-26 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 借助由车辆上安装的超声波传感器所接收的超声波信号评估对象高度的方法和设备 (Method and device for estimating the height of an object by means of ultrasonic signals received by an ultrasonic sensor mounted on a vehicle ) 是由 C·马蒂斯 J·施密特 T·赖曼 M·舒曼 于 2020-04-09 设计创作,主要内容包括:提出一种借助由车辆上所布置的超声波传感器(12)检测到的超声波信号评估车辆周围环境中的对象(30)的对象高度(H)的方法。在一个测量周期内,检测作为对象的棱边反射或直行回波的第一超声波信号(13)。由此计算用于对应的内角反射的期望窗口。将在该期望窗口内所检测到的第二超声波信号(14)识别属于第一超声波信号的内角反射,并将第一超声波信号与第二超声波信号合并为一个信号组。随后为每个超声波信号确定显著性。通过比较该显著性,将信号组配属给第一回波组或第二回波组。随着确定数量的测量周期推移确定配属给第一回波组和第二回波组的比率,并根据第一比率和第二比率对对象高度(H)进行评估。(A method for estimating an object height (H) of an object (30) in the surroundings of a vehicle by means of ultrasonic signals detected by an ultrasonic sensor (12) arranged on the vehicle is proposed. During a measuring cycle, a first ultrasonic signal (13) is detected as an edge reflection or a straight echo of the object. From which the desired window for the corresponding internal angle reflection is calculated. The second ultrasonic signal (14) detected within the desired window is identified as belonging to an inner angle reflection of the first ultrasonic signal and the second ultrasonic signal are combined into one signal group. Significance is then determined for each ultrasonic signal. By comparing the significance, the signal group is assigned to the first echo group or the second echo group. The ratio assigned to the first echo group and the second echo group is determined over a defined number of measurement cycles, and the height (H) of the object is evaluated on the basis of the first ratio and the second ratio.)

借助由车辆上安装的超声波传感器所接收的超声波信号评估 对象高度的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于在多个彼此相继的测量周期期间,借助由车辆上所安装的超声波传感器所接收到的超声波信号评估对象高度的一种方法和一种相应的设备。

背景技术

由现有技术已知用于车辆的驾驶员辅助系统,其分别提供基于超声波的驾驶员辅助功能。这种驾驶员辅助系统例如包括如下驾驶员辅助功能:该功能例如提供泊入或泊出辅助,该辅助确保车辆的自主泊入或泊出,其中,在相应车辆的纵向和横向引导上进行自动干预。

由于上述驾驶员辅助功能的安全性方面不断提高,非常重要的是,对对由于车辆超声波传感器所检测到的对象进行如下评估,该对象具有怎样的高度以及该对象是否能够由车辆安全轧过。

在对象在垂直于道路平面的方向上具有延伸尺度的情况下,尤其是对象是壁状的情况下,通常基于一个所发出的超声波信号接收到多个回波信号。例如,原则上可以通过传播时间差来估计对象高度。然而,恰好在对象为壁状的情况下出现以下问题,由于这种对象的反射特性,从壁的上棱边反射回超声波传感器的超声波信号可能比从所谓的内角(Kehle),即对象与地面的接触区域反射回到超声波传感器的超声波信号弱得多。

由文献DE 10 2012 211 293A1已知一种用于运行具有至少一个超声波传感器的车辆的周围环境检测系统的方法。在此,超声波传感器发出经频率调制的超声波信号。超声波传感器和/或一个或多个另外的超声波传感器还所发出的超声波信号的超声波信号。在这种方法中设置,对超声波信号进行滤波,使得地面超声波信号部分被抑制。在此,根据所接收到的超声波信号确定振幅信息和相位信息。此外,还确定与时间属于的地面杂波曲线曲线。还求取了与振幅信息、相位信息并且优选也与地面杂波曲线属于的信号评估函数。由同一文献中还已知相应的周围环境检测系统。

由DE 10 2015 209 939A1已知一种用于评估超声波信号的显著性的方法,其中,借助安装在车辆上的超声波传感器在测量周期期间接收超声波信号。在此,根据至少一个参数评估各个所接收到的超声波信号的显著性,所述至少一个参数包括包含在接收信号中的信息。该接收信号由超声波传感器从由该超声波传感器在测量周期期间所接收到的超声波信号产生。所接收到的超声波信号的显著性说明该超声波信号来自所发出的超声波信号在至少一个对象处的发出的概率。

发明内容

提出一种用于评估在车辆的周围环境中的对象高度的方法,其中,借助由布置在车辆上的超声波传感器所检测到的超声波信号进行该评估。

在一个测量周期内,检测作为对象的棱边反射或直行回波的第一超声波信号。由此计算用于对应的内角反射(Kehlenreflex)的期望窗口。将在该期望窗口内所检测到的第二超声波信号识别为与第一超声波信号对应的内角反射,并将第一超声波信号与第二超声波信号合并为信号组。现在针对每个超声波信号确定显著性。通过比较显著性,将信号组配属给第一回波组或第二回波组。在确定数量的测量周期上确定配属于第一回波组和配属于第二回波组的比率,并根据第一比率和第二比率评估对象高度。

根据本发明的方法具有以下步骤:

在一个测量周期内进行:

a.检测作为对象的棱边反射或直行回波的第一超声波信号;

b.计算用于对应的内角反射的期望窗口;

c.检测第二超声波信号;

d.如果在期望窗口内检测到第二超声波信号,则将第二超声波信号辨识为对应于第一超声波信号的内角反射,并将第一超声波信号与第二超声波信号合并为一个信号组;

e.确定第一超声波信号的第一显著性,并确定第二超声波信号的第二显著性,其中,每个所检测到的超声波信号的显著性说明所检测到的超声波信号是所发出的超声波信号在至少一个对象处的反射的概率;

f.将该信号组配属给车辆周围环境中的对象;

g.比较第一显著性与第二显著性,并根据该比较将信号组配属给第一回波组或第二回波组;

在进行了确定数量的测量周期之后:

在确定数量的测量周期上确定信号组配属于第一回波组的第一比率;

在确定数量的测量周期上确定信号组配属于第二回波组的第二比率;确定在一定数量的测量周期期间将信号组配属给第二回波组的第二比率;

根据第一比率和第二比率对对象高度进行评估

首先从如下事实出发:将所检测到的超声波信号反射回的对象是壁状对象。壁状意味着,该对象具有垂直于道路平面的延伸部,此外还(例如与立柱相反地)在纵长方向上具有一定的延伸尺度。壁状对象的示例是墙(Mauer)、房屋墙或高路边石。

因此,在测量周期内首先检测到第一超声波信号。如果进行反射的对象具有小于传感器安装高度的高度,则该超声波信号是棱边反射。如果对象具有大于传感器安装高度的高度,该超声波信号代表直行回波,即从对象表面在直接路径上抛出的回波。在这两种情况下涉及在时间上的第一检测回波信号,因为引起该信号的声波在两种情况下都走过相对于传感器的最短路径。接下来,计算用于对象的对应的内角反射的期望窗口。该期望窗口是测量周期内的一个限定的时间区间,在该时间区间内,在假设先前所检测到的第一超声波信号是棱边反射或者是所谓的直行回波的情况下,预计有内角反射,即从对象立于地面上的那个空间区域中发出的回波信号。在此,期望窗口的边界可以根据超声波传感器的几何给定情况(例如安装高度)并且假设该对象是壁状对象来计算出。如果现在检测到位于先前为内角反射计算出的期望窗口内的第二超声波信号,则第二超声波信号被辨识为与第一超声波信号对应的内角反射,并将第一超声波信号与第二超声波信号合并为信号组。

此外确定第一超声波信号的第一显著性和第二超声波信号的第二显著性,其中,每个所检测到的超声波信号的显著性说明该超声波信号来自所发出的超声波信号在至少一个对象处的反射的概率。

将信号组配属给车辆周围环境中的对象,例如借助三边定位法来配属。此外,将第一显著性和第二显著性进行比较。根据该比较,将信号组配属给第一回波组或第二回波组。在此,第一回波组可以这样限定,使得第一显著性和第二显著性之间的比值和/或差表明具有对象大于确定高度阈值的高度。第二回波组可以这样限定,使得第一显著性和第二显著性之间的比值和/或差表明具有对象小于确定高度阈值的高度。

上述步骤a.至g.针对多个测量周期实施。在确定数量x个测量周期上,确定信号组配属于第一回波组的第一比率和信号组配属于第二回波组的第二比率。例如,可以在数量为x=16的测量周期上确定第一和第二比率。尤其,在最近的x个测量周期上连续地(滑动地)确定第一比率和第二比率。根据第一比率和第二比率,现在对对象高度进行评估,尤其是如下评估:该对象是否能够由车辆安全轧过。

因此,在考虑所检测到的超声波信号的显著性比值或显著性差的情况下有针对性地使用低墙壁的所检测到的第一超声波信号(棱边反射或直接回波)和所检测到的第二超声波信号(内角)之间的几何关系。

优选地,基于第一超声波信号的传播时间、超声波传感器在车辆上的安装高度(在道路平面上方测量)和/或最小对象高度计算内角反射的期望窗口,其中,最小对象高度尤其与车辆类型相关地确定并且尤其说明对象的可轧过性的上极限值。例如,最小对象高度对于典型的乘用车可能是30厘米。超声波传感器的安装高度例如可以是45厘米。在此,第一超声波信号的传播时间代表超声波传感器与对象的距离,尤其实是最短距离。

在本发明的一个可能的实施方式中,这样设计期望窗口,使得期望窗口的下极限根据确定的最小对象高度计算出,而期望窗口的上极限在假设“存在具有大于或等于传感器安装高度的高度的对象的情况下计算出。由于可能出现的测量误差,这两个参量应带有公差地计算出。如果对象具有小于传感器安装高度的高度,则回波处在期望窗口内。

由现有技术中,尤其由DE 10 2015 209 939A1中,已知给超声波信号配属显著性的多种不同的可能性,该显著性说明超声波信号是所发出的超声波信号在至少一个对象处的反射的概率。

优选,第一超声波信号的显著性和/或第二超声波信号的显著性根据至少一个参数确定,所述至少一个参数包括包含在接收信号中的信息,尤其是振幅和/或相关系数。在此,接收信号由超声波传感器从由该超声波传感器在测量周期期间所接收到的超声波信号中产生。

尤其通过如下方式确定显著性:

将从超声波传感器延伸至超声波传感器最大作用距离的空间区域划分为多个连续且彼此相继的部分区域,并根据相应的超声波信号出现于其中的那个部分区域的定位,从预限定的参数组中选择至少一个为了对每个所接收到的超声波信号的显著性进行评估而要使用的参数。

特别优选借助具有多个离散的显著性级别的显著性标度评估每个所接收到的超声波信号的显著性,其中,通过如下方式对所述第一超声波信号的显著性和/或所述第二超声波信号的显著性进行确定:给所述超声波信号配属确定的显著性级别。

在此尤其设置有包括第一显著性级别“低”、第二显著性级别“中”、第三显著性级别“高”和第四显著性级别“很高”的四个显著性级别,其中,显著性级别“低”相应于超声波信号来自所发出的超声波信号在至少一个对象处的反射的低概率,其中,显著性级别“中”相应于超声波信号来自所发出的超声波信号在至少一个对象处的反射的中等大小的概率,其中,显著性级别“高”相应于超声波信号来自所发出的超声波信号在至少一个对象处的反射的高概率,其中,显著性级别“很高”相应于超声波信号来自所发出的超声波信号在至少一个对象处的反射的很高的概率。

显著性级别例如可以相应于以下概率:

低:30%至50%

中:51%至70%

高:71%至90%

很高:91%至100%。

用于确定和评估所检测到的超声波信号的显著性的另外的可能性和实施例可以由DE 10 2015 209 939 Al得出。

在本发明的一种优选实施方式中,如果第一显著性与第二显著性之间的差别小,尤其如果所述两个超声波信号具有同一显著性级别,或者如果第一超声波信号具有很高的显著性,尤其具有显著性级别“很高”,则将包括第一超声波信号和第二超声波信号的信号组配属给第一回波组。将信号组配属给第一回波组说明对象相对较高。

进一步优选,如果第一超声波信号具有低显著性,尤其具有显著性级别“低”,并且第二超声波信号具有与第一超声波信号相比较高的显著性,尤其具有显著性级别“高”或“很高”中的任一显著性级别,则将包括第一超声波信号和第二超声波信号的信号组配属给第二回波组。

在本发明的一种优选实施方式中,通过如下方式对对象高度进行评估:比较信号组配属于第一回波组的确定的第一比率与第一阈值。附加或替代地,比较信号组配属于第二回波组的确定的第二比率与第二阈值。此外,附加或替代地可以比较第一比率与第二比率的总和与第三阈值。在此优选,第三阈值优选大于第一阈值并大于第二阈值。由此考虑以下状况:即使在所有测量都涉及同一对象的常见情况下,针对两个回波组都测量到大于零的比率,这是由于,回波振幅、从而显著性可以视观察角度而定地变化。通过改变个别信号组的回波组,现在相应的其他回波组缺少这些信号组并且可能达不到超过阈值所必需的比率。出于这个原因,也优选考虑所述两个比率的总和,其中,相应的第三阈值被选择得比第一和第二阈值高,以避免产生错误的评估结果(虚警)。

尤其,强烈结构化的壁状对象,例如墙,也可以提供两个以上的回波信号。有利地,在这种情况下将超过一个的第二超声波信号与第一超声波信号合并为信号组,其中,至少该组的在时间上最后所检测到的第二超声波信号应位于期望窗口内。在将这种信号组配属给这些回波组中的一个回波组时,可以对该信号组中所包含的所有超声波信号的显著性进行评估和比较。

如果对象被评估为高于所确定的例如为30厘米的最小对象高度的对象,则可以触发警告。

根据第一比率和第二比率对对象高度进行的评估优选仅在车辆运动时进行。替代地,在车辆的静止状态下进行测量时可以在评估时为第一阈值和/或第二阈值和/或第三阈值采用更高的评估阈值。由此可以防止对对象高度的有错误的评估。

根据本发明的第二方面,提出一种用于车辆的超声波传感器系统,包括至少一个超声波传感器,该超声波传感器构造为用于发出超声波信号和检测所发出的超声波信号的在对象处所反射的超声波信号,并包括计算单元,该计算单元构造为用于执行如上面所说明的那样构造的用于借助由超声波传感器所检测到的超声波信号评估对象高度的方法。

根据本发明的第三方面,提出一种计算机程序,包括用于在该计算机程序在计算机上执行时执行根据本发明方法的程序代码。

本发明可以对不可轧过的地面固定对象,例如小的挡土墙(Stützmauer)或壁,尤其是具有低于传感器安装高度的高度的对象,进行稳健分类,并且由此可靠地帮助避免对车辆的损伤。

附图说明

参照附图,详细说明本发明的实施方式。

图1示出与相对于超声波传感器的间距根据地示出的在一个测量周期期间出现的超声波信号接收信号和接收信号中所包含的相位信息的变化曲线;

图2示意性地示出超声波传感器在车辆上的布置在接近壁状对象时的示例;

图3示出不同的测量周期的第一和第二超声波信号;

图4以流程图的形式示出根据本发明的一个实施例的方法。

具体实施方式

在下面对本发明的实施例的描述中,用相同的附图标记来标注相同的元件,其中,必要时省去了对这些元件的重复描述。附图仅示意性地示出本发明的内容。

根据本发明的第一实施方式,结合图1来描述要对在测量周期期间借助安装在车辆上的超声波传感器所接收到的每个超声波信号的显著性进行的评估。在此,每个所接收到的超声波信号的显著性说明该超声波信号来自借助超声波传感器在该测量周期开始时所发出的超声波信号在至少一个对象处的反射的概率。该至少一个对象位于车辆的周围环境中。每个所接收到的、来自所发出的超声波信号在至少一个对象处的反射的超声波信号在下文中也被称为对象回波信号。

图1包括曲线图10,该曲线图示出在测量周期期间出现的超声波传感器接收信号ES的信号强度与超声波传感器的间距相关的变化曲线。在此,与超声波传感器的间距的间距值范围从最小间距值零延伸至最大间距值dmax。在此,最大间距值dmax与超声波传感器的最大作用距离的值dmax相一致。接收信号ES由超声波传感器从由该超声波传感器在该测量周期期间所接收到的超声波信号产生。借助接收信号ES确定接收信号的与距超声波传感器的间距相关的振幅A。

图1还包括曲线图20,该曲线图示出包含在接收信号ES中的相位信息R与距超声波传感器的间距相关的变化曲线。为了产生关联信号,将接收信号ES与优化滤波器的滤波函数相关联。在此,相位信息R与相关系数R相一致,该相关系数借助关联信号与距超声波传感器的间距相关地确定。相关系数R说明每个所接收到的超声波信号和发出的超声波信号之间的相位关联并且具有处在0与1之间的值。换句话说,相关系数R是每个所接收到的超声波信号和优化滤波器的滤波函数之间的相似性的量度。

在图1中,用S标注说明无单位值的第一轴,所述无单位值可以具有接收信号ES的借助预限定的归一化参量经归一化的信号强度。在图1中,用RW标注说明相位信息值的第二轴,所述相位信息值可以具有相位信息R。在图1中,用d标出说明以厘米给出的间距值的第三轴,这些间距值可以具有与超声波传感器的间距。

在图1中,还绘入超声波传感器的最小作用距离值dmin和超声波传感器最大作用距离值dmax。

根据第一实施方式,从超声波传感器延伸直到超声波传感器的最大作用距离的空间区域被划分为第一部分区域T1、第二部分区域T2和第三部分区域T3。三个部分区域T1、T2、T3分别是连续的并且紧接着彼此。在此,第一部分区域T1直接与超声波传感器邻接。此外,第三部分区域T3延伸直到超声波传感器的最大作用距离。

根据第一实施方式,使用具有三个参数A、R、A/BP的预限定的参数组。在此,预限定的参数组的第一参数A与接收信号ES的与距超声波传感器的间距相关的振幅A相一致。预限定的参数组的第二参数R也与与距超声波传感器的间距相关的相位信息R一致。此外,预限定的参数组的第三参数A/BP与第一参数A和接收信号ES的地面杂波水平BP之间的商一致。地面杂波水平BP在测量周期期间不改变并根据接收信号ES的出现在该接收信号ES的预限定区段中的信号强度或振幅来确定。预限定区段产生于对这种超声波信号的接收:所述超声波信号来自所发出的超声波信号在车辆所处的地面上的反射。

根据第一实施方式,对于空间区域的三个部分区域T1、T2、T3中的每个部分区域T1、T2、T3,选择预限定的参数组中的至少一个参数A、R、A/BP,用以评估在该空间区域的相应部分区域T1、T2、T3中产生的每个所接收到的超声波信号的显著性。根据第一实施方式,还将预限定的参数组的为相应部分区域选择出的每个参数A、R、A/BP的适用于该空间区域的三个部分区域中的一个部分区域T1、T2、T3的参数值范围细分为第一、第二、第三和第四部分区域。这针对三个部分区域中的每个部分区域T1、T2、T3进行。每个参数值范围的四个部分区域分别是连续的并且紧接着彼此。此外,每个参数值范围的参数值借助具有第一、第二、第三和第四参数值级别的同一参数值标度被评估。在此,第一参数值级别配属给每个参数值范围的第一部分区域的参数值。由此,每个参数值范围的第一部分区域的参数值分别被分级为“低”。此外,第二参数值级别配属给每个参数值范围的第二部分区域的参数值。由此,每个参数值范围的第二部分区域的参数值分别被分级为“中”。第三参数值级别配属给每个参数值范围的第三部分区域的参数值。由此,每个参数值范围的第三部分区域的参数值分别被分级为“高”。此外,第四参数值级别配属给每个参数值范围的第四部分区域的参数值。由此,每个参数值范围的第四部分区域的参数值分别被分级为“很高”。

根据本发明的第一实施方式,每个所接收到的超声波信号的显著性还借助具有第一、第二、第三和第四显著性级别的显著性标度被评估。在此,第一显著性级别的显著性被分级为“低”。在此,第二显著性级别的显著性被分级为“中”。第三显著性级别的显著性被分级为“高”。此外,第四显著性级别的显著性被分级为“很高”。

根据第一实施方式,选择第一参数A和/或第二参数R用以评估每个所接收到的在空间区域的第一部分区域T1中出现的超声波信号的显著性。在下文中,每个所接收到的在空间区域的第一部分区域T1中出现的超声波信号分别也被称为第一超声波信号。在此,如果在接收每个第一超声波信号时第一参数A的或第二参数R的参数值被分级为“很高”,则该第一超声波信号的显著性被分级为“很高”。此外,如果在接收每个第一超声波信号时,第一参数A的和第二参数R的参数值被分级为“高”,则该第一超声波信号的显著性被分级为“高”。此外,如果在接收每个第一超声波信号时第一参数A的参数值被分级为“中”并且第二参数R的参数值被分级为“高”、“中”或“低”,则该第一超声波信号被分级为“中”。此外,如果在接收每个第一超声波信号时第一参数A的参数值被分级为“低”并且第二参数R的参数值被分级为“高”、“中”或“低”,则该第一超声波信号的显著性被分级为“低”。

根据第一实施方式,选择第二参数R和/或第三参数A/BP用以评估所接收到的每个在空间区域的第二部分区域T2中出现的超声波信号的显著性。在下文中,每个所接收到的在空间区域的第二部分区域T2中出现的超声波信号分别也被称为第二超声波信号。在此,如果在接收每个第二超声波信号时第二参数R的或第三参数A/BP的参数值被分级为“很高”,则每个第二超声波信号的显著性被分级为“很高”。此外,如果在接收每个第二超声波信号时,第二参数R的参数值被分级为“高”或“中”并且第三参数A/BP的参数值被分级为“高”,则该第二超声波信号的显著性被分级为“高”。另外,如果接收每个第二超声波信号时第二参数R的参数值被分级为“中”并且第三参数A/BP的参数值被分级为“中”或“低”,则该第二超声波信号的显著性被分级为“中”。此外,如果在接收每个第二超声波信号时第二参数R的参数值被分级为“低”并且第三参数A/BP的参数值被分级为“高”或“中”或“低”,则该第二超声波信号的显著性被分级为“低”。

根据第一实施方式,选择第二参数R用于评估每个所接收到的在空间区域的第三部分区域T3中出现的超声波信号的显著性。在下文中,每个所接收到的在空间区域的第三部分区域T3中出现的超声波信号分别也被称为第三超声波信号。在此,如果在接收每个第三超声波信号时第二参数R的参数值被分级为“很高”,则该第三超声波信号的显著性被分级为“很高”。此外,如果在接收每个第三超声波信号时第二参数R的参数值被分级为“高”,则该第三超声波信号的显著性被分级为“高”。如果在接收每个第三超声波信号时第二参数R的参数值被分级为“中”,则该第三超声波信号的显著性被分级为“中”。此外,如果在接收每个第三超声波信号时第二参数R的参数值被分级为“低”,则该第三超声波信号的显著性被分级为“低”。

图1中附加地也示出第一阈值SW1的变化曲线和第二阈值SW2的变化曲线。在此,在接收到每个对象回波信号时,第一阈值SW1被接收信号ES超过。在接收到每个对象回波信号时,第二阈值SW2也被相位信息R超过。由图1中能看出,在测量周期期间接收到第一对象回波信号,该第一对象回波信号在空间区域的第二部分区域T2中出现。由图1中也能看出,第一对象回波信号的出现地点距超声波传感器一间距,该间距具有约为100厘米的第一间距值d1。由图1能进一步看出,由接收信号ES的振幅A在第一间距值dl的情况下呈现的第一振幅值超过第一阈值SW1并且明显大于地面杂波水平BP。在此,由第三参数A/BP在第一间距值dl的情况下呈现的参数值被作为第一振幅值与地面杂波水平BP之间的商来计算并被分级为“高”。由图1能进一步看出,由第二参数R的振幅AR在第一间距值dl的情况下呈现的第一相位信息值超过了第二阈值SW2并且大于0.9。第一相位信息值被分级为“高”。这意味着,根据第一实施方式,第一对象回波信号的显著性被分级为“高”。

图2a)中示意性地示出超声波传感器12。超声波传感器12布置在车道平面17上方的安装高度h中,例如在车辆的尾部处(未示出)。在车辆的周围环境中有壁状的对象30,例如低墙。该对象在该示例具有大于传感器12的安装高度h的高度H。

在测量周期开始时,超声波传感器12发出超声波信号。超声波信号在对象30处被反射并且反射的超声波信号被超声波传感器12感测到。在时间上首先感测到的超声波信号相应于对象30的表面上的与超声波传感器12直接对置的点32的反射。点32相对于超声波传感器12具有最短距离d2。由此,从该点发出的、经反射的超声波信号具有最短的传播时间。这种超声波信号也被称为直行信号或直接回波。

所谓的内角反射应理解为从内角区域33、即对象30的壁状结构直立在地面上并形成基本上矩形造型的反射区域的那个区域所发出的超声波信号。内角反射比直接回波在时间上更晚地被接收到,因为超声波传感器12和内角区域33之间的距离d1大于超声波传感器12和与超声波传感器12直接对置的点32之间的距离d2

超声波传感器12的安装高度h是已知的。此外,最小对象高度S是已知的,从该最小对象高度起对象不再被评估为是可轧过。出于几何学考虑,可以从直行回波的检测时间点出发计算出用于检测内角反射的预期窗口。如果在该预期窗口内实际上接收到第二超声波信号,则该第二超声波信号可以与第一超声波信号合并为信号组。

图2b)中示意性地示出超声波传感器12。超声波传感器12也布置在车道平面17上方的安装高度h中,例如在车辆的后部(未示出)。在车辆的周围环境中有壁状的对象30‘,例如低墙。该对象在该示例中具有小于传感器12的安装高度但大于高度阈值s的高度H‘,该高度阈值说明这样的对象高度:在超过该对象高度时对象不再被评估为是可轧过的。

在测量周期开始时,超声波传感器12发出超声波信号。超声波信号在对象30处被反射,经反射的超声波信号被超声波传感器12检测到。在时间上首先所检测到的超声波信号相应于对象30'的上棱边34的反射。在这里,点34相对于超声波传感器12具有最短距离d2,即使该点不像根据图2a)的示例中那样与超声波传感器12直接对置。由此,从该点34出发的经反射的超声波信号具有所检测到的经反射的超声波信号的最短传播时间。这种超声波信号也被称为棱边反射。

同样在这里也可以出于几何学考虑并且从棱边反射15的检测时间点出发计算出用于对在来自间距d1处的内角区域33的内角反射进行检测的预期窗口。如果在该期望窗口内实际上接收到第二超声波信号,则该第二超声波信号可以与第一超声波信号合并为信号组。

图3示意性地示出在五个彼此相继的测量周期21、22、23、24和25中所检测到的第一超声波信号13和第二超声波信号14。在此,在x轴上绘制时间并且在y轴上绘制根据对应的回波传播时间计算出的距离d。在测量周期21、22、23、24和25中的每个测量周期期间都接收到第一超声波信号13和第二超声波信号14。与超声波信号13,14相应的距离针对彼此相继的测量周期减少,这意味着,进行检测的超声波传感器12在测量期间已向进行反射的对象30移动。此外,针对每个测量周期21、22、23、24和25示出从所检测到的第一超声波信号13计算出的期望窗口41、42、43、44和45。期望窗口41、42、43、44和45各自的距离下极限40‘根据最小对象高度s计算出并且各期望窗口的距离上极限40"根据具有大于传感器安装高度h的高度H的对象假设计算出。这两个极限值优选基于可能出现的测量误差计算出,该测量误差对于上距离边界40"具有公差tolmax或对下距离边界40’具有公差tolmin

在车辆中,实际的传感器安装高度h根据车辆的装载状态而变化。如果车辆是空的(“未装载”),则可能得到比在装载状态中(“已装载”)更高的传感器安装高度hunloaded,在装载状态中得到较小的传感器安装高度hloaded。典型地,传感器安装高度h根据车辆类型变化约5至10厘米。在计算上距离边界和下限40‘和40"时可以考虑该效应,例如通过如下方式:使用两种高度,对上距离边界40"使用hunloaded以得到较大的值,对下距离边界40'使用hloaded以得到较小的值。

因此,上距离边界40"的计算例如可以借助以下公式来进行:

上距离边界=d1,max-d2,ref+tolmax

下距离边界40‘的计算例如可以借助以下公式来进行:

下距离边界=d1,min-d2,ref-tolmin

其中,D2,ref分别相应于直接回波距离,即相对于与超声波传感器12直接对置的点32的间距。

在测量周期21、22、23、24和25中的每个测量周期期间,在各个测量窗口41、42、43、44和45内检测到第二超声波信号14。因此,对于每个测量周期21、22、23、24和25可以根据所检测到的超声波信号13和14形成信号组。通过确定超声波信号13和14中的每个超声波信号的显著性,如参考图1所示出的那样,并且接下来比较这些显著性,可以将每个信号组配属给第一或第二回波组。现在可以分别计算出第一回波组和第二回波组在该测量周期上的比率。这些比率可以与所确定的第一和第二阈值进行比较,以便评估对象30的高度。附加地,也可以将第一比率和第二比率的总和与第三阈值比较。例如,在本发明的一个可能的实施方式中,(用于第一回波组的第一比率的)第一阈值s1确定为s1=40%。(用于第二回波组的第二比率的)第二阈值s2在本示例中也被确定为s2=40%。第一比率和第二比率的总和的第三阈值s3被确定为s3=60%。

如果现在测量得到第一比率为35%并且第二比率为30%,则尽管第一阈值s1和第二阈值s2没有被超过,然而65%的比率总和超过了第三阈值s3,使得将对象30的高度被评估为不能轧过。

图4中以流程图的形式示出根据本发明的一个实施例的方法。

在步骤90,测量周期开始。在此,例如从布置在车辆上的超声波传感器发出超声波信号到车辆的周围环境中。

在步骤100中,检测第一超声波信号,作为棱边反射或作为高对象的直行回波。

在步骤200中,基于所检测到的第一超声波信号计算出用于对应属的内角反射的期望窗口。

在步骤300中,检擦第二超声波信号。

在步骤400中检查,第二超声波信号是否是在预期窗口内检测到的。如果是,则将第二超声波信号辨识为与第一超声波信号对应对应的内角反射,并且将第一超声波信号与第二超声波信号组合为信号组。如果否,则输出该结果。

在步骤500中,确定第一超声波信号的第一显著性并确定第二超声波信号的第二显著性,其中,每个所检测到的超声波信号的显著性说明所检测到的超声波信号是所发出的超声波信号在至少一个对象处的反射的概率。

在步骤600,该信号组配属给车辆周围环境中的对象。

在步骤700中,比较第一显著性与第二显著性。根据比较的结果,信号组配属给第一回波组或第二回波组。将配属结果输出。然后开始新的测量周期。

在多个测量周期上检测所识别的信号组的配属结果。

在步骤800中,分别针对最后16个测量周期确定识别的信号组配属于第一回波组的第一比率和识别的信号组配属于第二回波组的第二比率。在此,所有测量周期被计数,即使那些例如在其中在期望窗口内没有检测到第二超声波信号或无法确定超声波信号的有效显著性的测量周期也被计数。

在步骤900中,将信号组配属于第一回波组的第一比率与第一阈值s1比较并将信号组配属于第二回波组的第二比率与第二阈值s2比较。此外,将第一比率和第二比率的总和与第三阈值s3比较,其中,该第三阈值尤其大于两个阈值s1和s2

在步骤1000中,基于比较结果评估对象的高度。尤其,如果阈值s1、s2或s3中的至少一个阈值被超过,则对象可以被评估为不可轧过。

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