WO2025082757A1 - Method for adjusting a vertical principal axis of sound emission and sound reception - Google Patents
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Definitions
- the sensor's inclination angle to be adjusted as precisely as possible, since the directional sound radiation (and also the directional reception) determines the sensor's sensitivity. This means that the higher the echo amplitudes in the ground, the higher the threshold value and the lower the sensor's sensitivity.
- the digital beamforming system When replacing the mechanical funnels with a digital beamforming system, the digital beamforming system must be adjusted to the same tolerance to meet the state of the art. However, this is technically very complex and therefore not feasible with reasonable effort for the following reasons: a) the set phase and amplitude differences, transmitted and received, must be able to be set with a high resolution for each sensor in the production plant; b) the set phase and amplitude differences, transmitted and received, must be able to be set with a high resolution for each sensor in the production plant.
- the ultrasonic sensor array comprises at least two transducer elements spatially separated from one another in the vertical and/or horizontal direction, which are controlled in a phase-shifted manner by a control unit electrically connected to the transducer elements in order to tilt a main axis of the emitted sound echoes relative to a surface normal of the ultrasonic sensor array. Furthermore, a method for controlling at least one ultrasonic sensor array for receiving reflected sound echoes from a detection zone, a control device, a data processing program, and a machine-readable storage medium are disclosed. Disclosure of the invention
- a method for dynamically adjusting a main elevation axis of a sound emission and/or a sound reception comprising at least method steps in a production facility and in a vehicle operation.
- the method proposed by the invention for dynamically adjusting the elevation principal axis of a sound emission and/or reception allows highly accurate methods for measuring, identifying, and tracking phase and amplitude drift caused by aging and temperature to be avoided. Furthermore, dynamic adjustment of the inclination angle can ensure a nearly constant sensor sensitivity and thus a constant detection range, as well as compensate for potential alignment errors.
- the method (100) has at least the following steps: i. Compensation of component-related phase and amplitude differences, ii. Storing one or more compensation values in a sensor, wherein the one or more compensation values comprise the one or more initial values for the vehicle operation, iii. Detecting one or more ground echo amplitudes in a range of a clutter maximum per sensor for a measuring cycle and calculating a ground reflection value per sensor, iv. Correcting one or more ground echo amplitudes, v. Statistically detecting a ground reflection value, vi. Determining a difference between a detected ground reflection value and a ground reflection target value, vii. Determining a sensor-specific inclination angle correction, viii. Storing an inclination angle correction at a specific
- a ground reflection value (also called ground reflection coefficient or ground reflection factor) can be calculated, for example, from the sum of all amplitude heights of reflected sound waves divided by a number of measured amplitudes (i.e., an average of the amplitude heights).
- an evaluation of the ground amplitudes using methods such as histograms, averaging, or integral calculation of the ground echo amplitudes can be used to calculate a ground reflection value.
- step iv corrects the ground echo amplitudes by extracting the echoes that do not originate from the drivable subsurface from a detection or by correcting the ground reflection value determined in step ii.
- the echoes can be detected, for example, based on measured elevation angles to the echoes and, if necessary, other features such as amplitude and correlation value.
- Elevation principal axis refers to a vertical axis or direction in which the sensor can be moved or aligned up or down.
- step v. performs a statistical recording of the ground reflection values.
- the ground reflection values determined in step iv. are recorded over several measurement cycles. This occurs immediately before a sensor-specific tilt angle correction about the principal elevation axis.
- the duration of a measurement cycle can, for example, be approximately 160 milliseconds (ms).
- step vi the method according to the invention determines a difference between the sensor-specific ground reflection value determined in steps iii to v and the target ground reflection value.
- the target ground reflection value is determined, for example, in advance during a development phase. The determination can be made, for example, through an analysis of multiple substrates, measured or simulated. This target ground reflection value is referred to as the target sensitivity of the sensor.
- a sensor-specific tilt angle correction of an ultrasonic sensor is a method in which measurements and associated data are used to correct the digitally adjustable tilt angle so that the sensor's sensitivity remains as constant as possible and disturbances, for example due to increased ground clutter or misalignment, do not influence the measurement results.
- An inclination angle is an angle by which a sensor is inclined with respect to the elevation axis or another reference plane.
- the setting of the sensor-specific tilt angle correction by the method proposed according to the invention in step vii. is carried out on the basis of the difference determined in step vi between the determined sensor-specific ground reflection value and the ground reflection target value specified for the sensor in question.
- a limit can also be set for positive and negative corrections.
- a correction is performed in a control loop after each cycle.
- the inclination angle correction is performed for both sound emission and sound reception; alternatively, the inclination angle correction can be performed either for sound emission or for sound reception.
- the tilt angle correction at a specific temperature is stored by storing sensor-specific correction values.
- a sensor-specific correction value comprises a value of the determined tilt angle by which a sensor-specific tilt angle correction is performed.
- the stored sensor-specific correction value is then loaded as the new initial value for step iii when the system is restarted.
- the sensor-specific correction values from step viii. are preferably stored temperature-dependently during operation and loaded as the new initial value for step iii. when the system is restarted.
- a compensation of component-related phase and amplitude differences is carried out in step i. with a target tolerance in the range of 4° to 10°, preferably 5° to 8°, particularly preferably 6°.
- the method according to the invention for compensating component-related phase and amplitude differences is understood to be a method in which deviations or differences in the phase or amplitude of a signal are corrected or compensated in order to achieve or maintain a desired signal quality.
- a target tolerance for phase and amplitude differences in a sensor can be defined, ensuring that the compensated phase and amplitude differences remain within this tolerance limits. This can be achieved, for example, by calibrating the sensor.
- a measurement of the phase and amplitude differences of an array element is carried out before final assembly and an adjustment of a main elevation axis is checked.
- the clutter maximum is given by an installation height of the sensor.
- a ground reflection value (also called ground reflection coefficient or ground reflection factor) can be calculated, for example, from the sum of all amplitude heights of reflected sound waves divided by a number of measured amplitudes (i.e., an average of the amplitude heights).
- the ground reflection coefficient is preferably determined from the amplitudes at the sensor's installation height in the range between 0.5 m and 2.5 m.
- a correction of the ground amplitudes is performed in step iv., so that echoes originating from impassable ground are disregarded during detection, or the ground reflection values determined in step ii. are corrected. These echoes are detected based on the measured elevation angles to the echoes and, if necessary, based on other features such as amplitude and correlation value.
- This step iv. is preferably performed in conjunction with step iii.
- the detection and correction of a ground echo amplitude takes place in one method step.
- one or more ground echo amplitudes are recorded over several, preferably at least 30, measuring cycles.
- compensation can be carried out by checking the plausibility of the ground reflection values with one or more neighboring sensors using statistics.
- a table of an adjustable phase difference via a ground reflection increase is stored in an electronic control unit or a sensor.
- a sensor-specific inclination angle correction is determined, wherein the inclination angle is adjusted.
- an initial value is read out from the determination of a sensor-specific inclination angle correction when a system for determining one or more ground echo amplitudes is restarted.
- a number of measuring cycles can be varied.
- steps i. to ii. are carried out in a production facility per sensor and steps iii. to xii. are carried out in vehicle operation per sensor.
- the inventive method for dynamically adjusting the elevation principal axis of a sound emission allows for advantageous adaptation of the sensor to changing environments and conditions. For example, by dynamically adjusting the inclination angle of a vehicle-mounted sensor, inclination information can be precisely recorded in real time, regardless of the ground conditions.
- a method according to the invention can provide consistent sensor sensitivity while dynamically adapting the sensor. This, for example, maintains the accuracy of measured values.
- a method according to the invention can reduce false alarms, for example when parking a vehicle.
- a sensor can, for example, distinguish real inclination changes from temporary disturbances or vibrations.
- a method according to the invention can achieve a constant field of view of the sensor (FOS) as well as a compensation of potential misalignment errors during dynamic sensor adjustment.
- FOS field of view of the sensor
- the method according to the invention eliminates the need for complex and cost-intensive high-precision calibration of 1-2° target tolerance in the factory. Furthermore, temperature and aging effects can be compensated by the method according to the invention.
- Figure 1 is a schematic representation of a method for dynamically adjusting a main elevation axis of a sound radiation
- Figure 2 is a schematic representation of a detection of several ground echo amplitudes in the area of a clutter maximum
- Figure 3 shows a schematic representation of the determination of a sensor-specific tilt angle correction.
- Figure 1 shows a method 100, wherein the method 100 is illustrated in the form of a flow chart.
- Two areas can be seen in the method 100, wherein a first area represents an area in a production facility 120 and a second area represents an area in a vehicle operation 122. Both the area in the production facility 120 and the area in a vehicle operation 122 are assigned method steps.
- the steps of detecting 106 one or more ground echo amplitudes 206, calculating 106.1 a ground reflection value per sensor 304, correcting 108 one or more ground echo amplitudes 206, statistically detecting 110 a ground reflection value, determining 111 a difference between a detected ground reflection value 108 and a target ground reflection value, determining 112 a sensor-specific tilt angle correction 310, storing 114 a sensor-specific tilt angle correction 310, checking 114.1 a correction, setting 116 a tilt angle 312, and verifying 118 a tilt angle 312 are carried out within vehicle operation 122.
- the ground reflection values can be recorded with lower statistics, for example only three to five measuring cycles instead of 30 measuring cycles, by checking the plausibility of the ground reflection values with the neighboring sensors 304, and compensation can be carried out earlier with the steps of statistical recording 110 to verification 118.
- a correction 108 of one or more ground echo amplitudes 206 can already be summarized in the steps of detecting 106 one or more ground echo amplitudes 206 and calculating 106.1 a ground reflection value per sensor 304.
- prior art methods 100 such as histogram, mean, or integral calculation of the ground echo amplitudes 206, can be used to detect 106 the ground echo amplitudes 206. From this, a characteristic ground reflection value can be determined for each sensor 304 and each measurement cycle.
- the illustration according to Figure 2 uses a diagram 200 to show a procedure for detecting 106 ground echo amplitudes 206.
- ground echo amplitudes 206 are shown in a distance-amplitude diagram, the distance 204 being given in meters and the intensity of the amplitudes 202 being plotted on the Y-axis, a rectangular bar being shown within the diagram as a clutter maximum 212, in which a clutter maximum 212 represents a minimum distance 208 from the clutter maximum 212 and a maximum distance 210 from the clutter maximum 212.
- a ground reflection value can be calculated from the detected 106 ground echo amplitudes 206 by averaging the ground echo amplitudes 206 (as shown in the following formula 1).
- a procedure 300, a determination 112 of the sensor-specific inclination angle correction 310 is carried out, wherein an upper diagram shows a time before a sensor-specific correction 300.1 and a lower diagram after a sensor-specific correction 300.2.
- the two diagrams in Figure 3 each show a vehicle 302 and a sensor 304 attached to a vehicle 302. Each diagram shows a detection range 306 of the respective sensor 304 as well as the principal elevation axis 308.
- the principal elevation axis 308 of the sensor 304 runs horizontally.
- the principal elevation axis 308 of the sensor 304 is inclined upwards by an inclination angle 312 due to a sensor-specific inclination angle correction 310.
- the adjustment of the inclination angle 312 is carried out, for example, via a determined difference 111. Furthermore, the adjustment of the inclination angle 312 can be carried out, for example, via the phase position between the vertically arranged sensor elements.
- the invention is not limited to the embodiments described here and the aspects highlighted therein. Rather, numerous modifications are possible within the scope of the claims, which are within the scope of expert practice.
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Abstract
Description
Beschreibung Description
Titel title
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen Einstellung einer Elevationshauptachse. Eine dynamische Einstellung umfasst eine Einstellung eines Neigungswinkels eines Sensors anhand einer oder mehrerer gemessener Bodenreflexionen und umfasst Verfahrensschritte in einer Fertigungseinrichtung und in einem Fahrzeugbetrieb. The invention relates to a method for dynamically adjusting a principal elevation axis. Dynamic adjustment involves adjusting the inclination angle of a sensor based on one or more measured ground reflections and includes method steps in a manufacturing facility and in a vehicle operation.
Stand der Technik State of the art
Ultraschall-Array-Sensoren nach dem Stand der Technik ermöglichen den Ersatz der mechanischen Schallfeldformung durch digitale Strahlsteuerung. State-of-the-art ultrasonic array sensors enable the replacement of mechanical sound field shaping with digital beam steering.
Dazu ist es erforderlich, den Neigungswinkel der Sensoren möglichst genau einzustellen, da die gerichtete Schallabstrahlung (und auch der gerichtete Empfang) die Empfindlichkeit des Sensors bestimmt. Das heißt, je höher die Echoamplituden im Boden sind, desto höher ist der Schwellwert und desto geringer ist die Empfindlichkeit des Sensors. This requires the sensor's inclination angle to be adjusted as precisely as possible, since the directional sound radiation (and also the directional reception) determines the sensor's sensitivity. This means that the higher the echo amplitudes in the ground, the higher the threshold value and the lower the sensor's sensitivity.
Mechanische Trichter bei klassischen Ultraschall-Array-Sensoren erlauben aufgrund ihrer geringen Fertigungstoleranzen eine Einstellung des Neigungswinkels mit einer Toleranz von < 1 °, wodurch eine definierte und möglichst konstante Empfindlichkeit der Sensoren für einen vorgegebenen Untergrund gewährleistet wird. Due to their low manufacturing tolerances, mechanical funnels in classic ultrasonic array sensors allow the angle of inclination to be adjusted with a tolerance of < 1 °, which ensures a defined and as constant as possible sensitivity of the sensors for a given substrate.
Bei einem Ersatz der mechanischen Trichter durch eine digitale Strahlformung ist eine Einstellung der digitalen Strahlformung mit der gleichen Toleranz erforderlich, um dem Stand der Technik gerecht zu werden. Dies ist jedoch technisch sehr aufwendig und daher aus den folgenden Gründen nicht mit vertretbarem Aufwand realisierbar: a) die eingestellten Phasen- und Amplitudendifferenzen, gesendet und empfangen, müssen mit einer hohen Auflösung für jeden Sensor in der Fertigungsanlage eingestellt werden können; b) die eingestellten Phasen- und Amplitudendifferenzen, gesendet und empfangen, müssen mit einer hohen Auflösung für jeden Sensor in der Fertigungsanlage eingestellt werden. When replacing the mechanical funnels with a digital beamforming system, the digital beamforming system must be adjusted to the same tolerance to meet the state of the art. However, this is technically very complex and therefore not feasible with reasonable effort for the following reasons: a) the set phase and amplitude differences, transmitted and received, must be able to be set with a high resolution for each sensor in the production plant; b) the set phase and amplitude differences, transmitted and received, must be able to be set with a high resolution for each sensor in the production plant.
Ein weiteres Defizit klassischer Ultraschall-Array-basierter Sensorsysteme ist die Abhängigkeit der Sensorempfindlichkeit vom Untergrund. So führen stark reflektierende Untergründe, wie beispielsweise Kies oder Schotter, aufgrund der höheren adaptiven Schwelle zu einer verringerten Empfindlichkeit und damit zu einer Verkleinerung des Sichtfeldes. Bei solchen Untergründen ist es zielführend, den Neigungswinkel dynamisch zu erhöhen, um die Bodenreflexionen zu minimieren. Umgekehrt verhält es sich bei reflexionsarmen Untergründen. Another shortcoming of traditional ultrasonic array-based sensor systems is the dependence of sensor sensitivity on the surface. Highly reflective surfaces, such as gravel or crushed stone, result in reduced sensitivity due to the higher adaptive threshold, thus reducing the field of view. For such surfaces, it is effective to dynamically increase the tilt angle to minimize ground reflections. The opposite is true for low-reflection surfaces.
Werden die Sensoren durch Montagefehler oder Unfälle verstellt, können Neigungswinkel weit außerhalb des zulässigen Toleranzbereiches auftreten. Bei klassischen USS-Sensoren nach dem Stand der Technik können diese nicht kompensiert werden, so dass Einflüsse auf die Sensorempfindlichkeit und das Sichtfeld kompensationslos bleiben. If the sensors are misaligned due to installation errors or accidents, tilt angles can occur that are well outside the permissible tolerance range. With conventional state-of-the-art USS sensors, these cannot be compensated for, so influences on sensor sensitivity and field of view remain uncompensated.
DE 10 2021 211 597 A1 betrifft ein Verfahren zum Ansteuern mindestens eines Ultraschallsensorarrays zum Aussenden von Ultraschallechos in einen Detektionsbereich, bei dem das Ultraschallsensorarray mindestens zwei in vertikaler und/oder horizontaler Richtung voneinander räumlich getrennte Wandlerelemente aufweist, die mittels eines mit den Wandlerelementen elektrisch verbundenen Steuergeräts phasenverschoben angesteuert werden, um eine Hauptachse der ausgesendeten Schallechos gegenüber einer Flächennormalen des Ultraschallsensorarrays zu verkippen. Weiterhin sind ein Verfahren zur Ansteuerung mindestens eines Ultraschallsensorarrays zum Empfang von reflektierten Schallechos aus einem Detektionsbereich, eine Steuereinrichtung, ein Datenverarbeitungsprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium veröffentlicht. Offenbarung der Erfindung DE 10 2021 211 597 A1 relates to a method for controlling at least one ultrasonic sensor array for emitting ultrasonic echoes into a detection zone. The ultrasonic sensor array comprises at least two transducer elements spatially separated from one another in the vertical and/or horizontal direction, which are controlled in a phase-shifted manner by a control unit electrically connected to the transducer elements in order to tilt a main axis of the emitted sound echoes relative to a surface normal of the ultrasonic sensor array. Furthermore, a method for controlling at least one ultrasonic sensor array for receiving reflected sound echoes from a detection zone, a control device, a data processing program, and a machine-readable storage medium are disclosed. Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur dynamischen Einstellung einer Elevationshauptachse einer Schallabstrahlung und/oder eines Schallempfangs vorgeschlagen, wobei eine automatische Einstellung eines Neigungswinkels eines Sensors anhand einer oder mehrerer gemessener Bodenreflexionen erfolgt, umfassend zumindest Verfahrensschritte in einer Fertigungseinrichtung und in einem Fahrzeugbetrieb. According to the invention, a method for dynamically adjusting a main elevation axis of a sound emission and/or a sound reception is proposed, wherein an automatic adjustment of an inclination angle of a sensor is carried out on the basis of one or more measured ground reflections, comprising at least method steps in a production facility and in a vehicle operation.
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren zur dynamischen Einstellung einer Elevationshauptachse einer Schallabstrahlung und/oder eines Schallempfangs können hochgenaue Verfahren zur Messung, Identifikation und Nachführung der alterungs- und temperaturbedingten Phasen- und Amplitudendrift vermieden werden. Darüber hinaus kann eine dynamische Einstellung des Neigungswinkels eine annähernd konstante Empfindlichkeit des Sensors und damit einen konstanten Detektionsbereich gewährleisten sowie potentielle Ausrichtungsfehler kompensieren. The method proposed by the invention for dynamically adjusting the elevation principal axis of a sound emission and/or reception allows highly accurate methods for measuring, identifying, and tracking phase and amplitude drift caused by aging and temperature to be avoided. Furthermore, dynamic adjustment of the inclination angle can ensure a nearly constant sensor sensitivity and thus a constant detection range, as well as compensate for potential alignment errors.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens umfassend zumindest Verfahrensschritte in einer Fertigungseinrichtung und in einem Fahrzeugbetrieb, weist das Verfahren (100) zumindest folgende Schritte auf: i. Kompensation bauteilbedingter Phasen- und Amplitudendifferenzen, ii. Speichern eines oder mehrerer Kompensationswerte in einem Sensor, wobei der eine oder die mehreren Kompensationswerte den einen oder die mehrere Anfangswerte für den Fahrzeugbetrieb umfassen, iii. Erfassen einer oder mehrerer Bodenechoamplituden in einem Bereich eines Cluttermaximums pro Sensor für einen Messzyklus und Berechnen eines Bodenreflexionswertes pro Sensor, iv. Korrektur einer oder mehrerer Bodenechoamplituden, v. Statistische Erfassung eines Bodenreflexionswertes, vi. Ermittlung einer Differenz zwischen einem erfassten Bodenreflexionswert und einem Bodenreflexionszielwert, vii. Bestimmen einer sensorspezifischen Neigungswinkelkorrektur, viii. Speichern einer Neigungswinkelkorrektur bei einer bestimmtenIn an advantageous development of the method proposed according to the invention, comprising at least method steps in a production facility and in a vehicle operation, the method (100) has at least the following steps: i. Compensation of component-related phase and amplitude differences, ii. Storing one or more compensation values in a sensor, wherein the one or more compensation values comprise the one or more initial values for the vehicle operation, iii. Detecting one or more ground echo amplitudes in a range of a clutter maximum per sensor for a measuring cycle and calculating a ground reflection value per sensor, iv. Correcting one or more ground echo amplitudes, v. Statistically detecting a ground reflection value, vi. Determining a difference between a detected ground reflection value and a ground reflection target value, vii. Determining a sensor-specific inclination angle correction, viii. Storing an inclination angle correction at a specific
Temperatur und Überprüfen einer Korrektur und ix. Regelung und Verifizierung eines Neigungswinkels. Temperature and checking a correction and ix. Control and verification of an inclination angle.
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren in Schritt iii. kann ein Bodenreflexionswert (auch Bodenreflexionskoeffizient oder Bodenreflexionsfaktor genannt) beispielsweise aus einer Summe aller Amplitudenhöhen reflektierter Schallwellen durch eine Anzahl der gemessenen Amplituden (also ein Mittelwert der Amplitudenhöhen) errechnet werden. Alternativ kann eine Auswertung der Bodenamplituden nach Methoden wie Histogramm, Mittelwertbildung oder Integralbildung der Bodenechoamplituden zur Berechnung eines Bodenreflexionswertes herangezogen werden. Using the method proposed by the invention in step iii, a ground reflection value (also called ground reflection coefficient or ground reflection factor) can be calculated, for example, from the sum of all amplitude heights of reflected sound waves divided by a number of measured amplitudes (i.e., an average of the amplitude heights). Alternatively, an evaluation of the ground amplitudes using methods such as histograms, averaging, or integral calculation of the ground echo amplitudes can be used to calculate a ground reflection value.
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren in Schritt iv. wird eine Korrektur der Bodenechoamplituden vorgenommen, indem die nicht vom befahrbaren Untergrund stammenden Echos aus einer Detektion extrahiert werden oder der in Schritt ii. ermittelte Bodenreflexionswert korrigiert wird. Die Detektion der Echos kann beispielsweise anhand von gemessenen Elevationswinkeln zu den Echos und gegebenenfalls weiteren Merkmalen wie Amplitude und Korrelationswert erfolgen. The method proposed by the invention in step iv corrects the ground echo amplitudes by extracting the echoes that do not originate from the drivable subsurface from a detection or by correcting the ground reflection value determined in step ii. The echoes can be detected, for example, based on measured elevation angles to the echoes and, if necessary, other features such as amplitude and correlation value.
Elevationshauptachse bezeichnet eine Vertikalachse oder -richtung, in der der Sensor nach oben oder unten bewegt oder ausgerichtet werden kann. Elevation principal axis refers to a vertical axis or direction in which the sensor can be moved or aligned up or down.
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren in Schritt v. erfolgt eine statistische Erfassung der Bodenreflexionswerte. Dabei werden die in Schritt iv. ermittelten Bodenreflexionswerte über mehrere Messzyklen erfasst. Dies erfolgt unmittelbar vor einer sensorspezifischen Neigungswinkelkorrektur um die Elevationshauptachse. Die Dauer eines Messzyklus kann beispielsweise annähernd 160 Milli-Sekunden (ms) betragen. The method proposed by the invention in step v. performs a statistical recording of the ground reflection values. The ground reflection values determined in step iv. are recorded over several measurement cycles. This occurs immediately before a sensor-specific tilt angle correction about the principal elevation axis. The duration of a measurement cycle can, for example, be approximately 160 milliseconds (ms).
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird in Schritt vi. eine Differenz zwischen dem in den Schritten iii. bis v. ermittelten sensorspezifischen Bodenreflexionswert und dem Bodenreflexionszielwert ermittelt. Der Bodenreflexionszielwert wird beispielsweise im Vorfeld in einer Entwicklungsphase ermittelt. Die Bestimmung kann beispielsweise durch eine Analyse über mehrere Untergründe, gemessen oder simuliert, erfolgen. Dieser Bodenreflexionszielwert wird als Zielsensitivität des Sensors bezeichnet. Eine sensorspezifische Neigungswinkelkorrektur eines Ultraschallsensors ist ein Verfahren, bei dem durch Messungen und zugehörige Daten eine Korrektur des digital einstellbaren Neigungswinkels dahingehend erfolgt, dass eine Empfindlichkeit des Sensors möglichst konstant bleibt und Störungen, beispielsweise durch erhöhten Bodenclutter oder Dejustage, keinen Einfluss auf die Messergebnisse haben. Ein Neigungswinkel ist ein Winkel, um den ein Sensor in Bezug auf die Elevationsachse oder eine andere Bezugsebene geneigt ist. Die Einstellung der sensorspezifischen Neigungswinkelkorrektur durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren in Schritt vii. erfolgt auf der Grundlage der in Schritt vi ermittelten Differenz zwischen dem ermittelten sensorspezifischen Bodenreflexionswert und dem für den betreffenden Sensor festgelegten Bodenreflexionszielwert. In step vi, the method according to the invention determines a difference between the sensor-specific ground reflection value determined in steps iii to v and the target ground reflection value. The target ground reflection value is determined, for example, in advance during a development phase. The determination can be made, for example, through an analysis of multiple substrates, measured or simulated. This target ground reflection value is referred to as the target sensitivity of the sensor. A sensor-specific tilt angle correction of an ultrasonic sensor is a method in which measurements and associated data are used to correct the digitally adjustable tilt angle so that the sensor's sensitivity remains as constant as possible and disturbances, for example due to increased ground clutter or misalignment, do not influence the measurement results. An inclination angle is an angle by which a sensor is inclined with respect to the elevation axis or another reference plane. The setting of the sensor-specific tilt angle correction by the method proposed according to the invention in step vii. is carried out on the basis of the difference determined in step vi between the determined sensor-specific ground reflection value and the ground reflection target value specified for the sensor in question.
Darüber hinaus bietet es sich an, beispielsweise die Neigungswinkelkorrektur zu begrenzen, da eine große Neigungswinkelkorrektur von beispielsweise mehr als 15 % zu einem signifikanten Verlust der Echoamplituden bei Objekten mit Reflexionspunkten auf Sensorhöhe oder darüber führt. Um physikalisch unplausible Korrekturen zu vermeiden, kann ferner eine Begrenzung für positive und negative Korrekturen vorgenommen sein. Furthermore, it is advisable to limit the tilt angle correction, for example, since a large tilt angle correction of, for example, more than 15% leads to a significant loss of echo amplitudes for objects with reflection points at or above sensor height. To avoid physically implausible corrections, a limit can also be set for positive and negative corrections.
Im Rahmen von Schritt viii. des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Korrektur in einer Regelschleife nach jedem Zyklus. Vorzugsweise erfolgt die Neigungswinkelkorrektur sowohl für die Schallabstrahlung als auch für den Schallempfang, alternativ kann die Korrektur des Neigungswinkels entweder für Schallabstrahlung oder für Schallempfang erfolgen. Within the scope of step viii of the method according to the invention, a correction is performed in a control loop after each cycle. Preferably, the inclination angle correction is performed for both sound emission and sound reception; alternatively, the inclination angle correction can be performed either for sound emission or for sound reception.
Die Speicherung der Neigungswinkelkorrektur bei einer bestimmten Temperatur erfolgt durch Speicherung von sensorspezifischen Korrekturwerten. Ein sensorspezifischer Korrekturwert umfasst einen Wert des ermittelten Neigungswinkels, um den eine sensorspezifische Neigungswinkelkorrektur vorgenommen wird. Der gespeicherte sensorspezifische Korrekturwert wird dann beim Neustart des Systems als neuer Initialwert für Schritt iii geladen. The tilt angle correction at a specific temperature is stored by storing sensor-specific correction values. A sensor-specific correction value comprises a value of the determined tilt angle by which a sensor-specific tilt angle correction is performed. The stored sensor-specific correction value is then loaded as the new initial value for step iii when the system is restarted.
Eine Eigenschaft der Schallabstrahlung und des Schallempfangs können durch Temperatur und Alterung beeinflusst werden. Das bedeutet, dass der Initialwert aus Schritt ii., der am Ende des Bandes gespeichert wird, unter bestimmten Umständen zu einer signifikanten Verschlechterung der Detektion führen kann, bis die Korrektur aus Schritt vii. eintritt. Daher erscheint es zielführend, diesen Initialwert möglichst über die Betriebszeit zu ersetzen. Dazu werden vorzugsweise die sensorspezifischen Korrekturwerte aus Schritt viii. während des Betriebes temperaturabhängig gespeichert und bei einem Neustart des Systems als neuer Initialwert für Schritt iii. geladen. Sound radiation and reception properties can be affected by temperature and aging. This means that the initial value from step ii., which is stored at the end of the tape, can, under certain circumstances, lead to a significant deterioration in detection. until the correction from step vii. takes effect. Therefore, it seems expedient to replace this initial value over the operating time, if possible. To this end, the sensor-specific correction values from step viii. are preferably stored temperature-dependently during operation and loaded as the new initial value for step iii. when the system is restarted.
Die Einflüsse, die mit dem Alter und der Temperatur Zusammenhängen, können als kontinuierliche Drift aufgefasst werden. Zeit- oder temperaturbedingte Schwankungen der Korrektionswerte sind daher physikalisch nicht plausibel. Damit ist es möglich, die in Schritt vii. ermittelten Neigungswinkelkorrekturen auf ihre Plausibilität hin zu überprüfen und Ausreißer in den Korrekturwerten herauszufiltern. Dazu können übliche Verfahren des Standes der Technik, wie zum Beispiel Kalman-Filter, verwendet werden. Dabei können beispielsweise extreme Ausreißer durch wiederholt auftretende Extremwerte in den Neigungswinkelkorrekturen erfasst und detektiert werden. The influences related to age and temperature can be interpreted as continuous drift. Time- or temperature-related fluctuations in the correction values are therefore physically implausible. This makes it possible to check the plausibility of the tilt angle corrections determined in step vii. and to filter out outliers in the correction values. State-of-the-art methods, such as Kalman filters, can be used for this purpose. Extreme outliers, for example, can be detected by repeatedly occurring extreme values in the tilt angle corrections.
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren erfolgt in Schritt viii. eine Regelung und Verifizierung eines Neigungswinkels, wobei nach einem Durchlaufen der Schritte iii. bis viii. eine Korrektur des Neigungswinkels in Form einer Regelschleife durch ein erneutes Durchlaufen der Schritte iii. bis viii. verifiziert und bei einer Abweichung nachgeregelt wird. By means of the method proposed according to the invention, a control and verification of an angle of inclination takes place in step viii., wherein after running through steps iii. to viii., a correction of the angle of inclination is verified in the form of a control loop by running through steps iii. to viii. again and is readjusted in the event of a deviation.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird eine Kompensation von bauteilbedingten Phasen- und Amplitudendifferenzen im Rahmen des Schrittes i. mit einer Zieltoleranz im Bereich von 4° bis 10°, vorzugsweise 5° bis 8°, besonders bevorzugt 6°, durchgeführt. In an advantageous development of the method proposed according to the invention, a compensation of component-related phase and amplitude differences is carried out in step i. with a target tolerance in the range of 4° to 10°, preferably 5° to 8°, particularly preferably 6°.
Unter dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kompensation von bauteilbedingten Phasen- und Amplitudendifferenzen ist ein Verfahren zu verstehen, bei dem zur Erreichung oder Aufrechterhaltung einer gewünschten Signalqualität eine Korrektur oder Kompensation von Abweichungen oder Unterschieden in der Phase oder Amplitude eines Signals vorgenommen wird. So kann beispielsweise eine Zieltoleranz für Phasen- und Amplitudendifferenzen bei einem Sensor festgelegt werden, wobei sichergestellt wird, dass die kompensierten Phasen- und Amplitudendifferenzen innerhalb dieser Toleranzgrenzen liegen. Dies kann beispielsweise durch eine Kalibrierung des Sensors erreicht werden. The method according to the invention for compensating component-related phase and amplitude differences is understood to be a method in which deviations or differences in the phase or amplitude of a signal are corrected or compensated in order to achieve or maintain a desired signal quality. For example, a target tolerance for phase and amplitude differences in a sensor can be defined, ensuring that the compensated phase and amplitude differences remain within this tolerance limits. This can be achieved, for example, by calibrating the sensor.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren, wird vor einer Endmontage eine Messung der Phasen- und Amplitudendifferenzen eines Arrayelements durchgeführt und eine Einstellung einer Elevationshauptachse überprüft. In an advantageous development of the method proposed according to the invention, a measurement of the phase and amplitude differences of an array element is carried out before final assembly and an adjustment of a main elevation axis is checked.
In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren, ist das Cluttermaximum durch eine Installationshöhe des Sensors gegeben. In an advantageous development of the method proposed according to the invention, the clutter maximum is given by an installation height of the sensor.
Bei typischen Installationshöhen der Ultraschallsensoren von beispielsweise 30 bis 70 cm ergibt sich ein Cluttermaximum im Bereich von 0,4 m bis 2,5 m, in diesem Bereich werden die Bodenechoamplituden jeweils pro Sensor gemessen. For typical installation heights of the ultrasonic sensors of, for example, 30 to 70 cm, a clutter maximum occurs in the range of 0.4 m to 2.5 m; in this range, the ground echo amplitudes are measured for each sensor.
Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren in Schritt iii. kann ein Bodenreflexionswert (auch Bodenreflexionskoeffizient oder Bodenreflexionsfaktor genannt) beispielsweise aus einer Summe aller Amplitudenhöhen reflektierter Schallwellen durch eine Anzahl der gemessenen Amplituden (also ein Mittelwert der Amplitudenhöhen) errechnet werden. Vorzugsweise wird der Bodenreflexionskoeffizient aus den Amplituden in Installationshöhe des Sensors im Bereich zwischen 0,5 m und 2,5 m ermittelt. Using the method proposed by the invention in step iii, a ground reflection value (also called ground reflection coefficient or ground reflection factor) can be calculated, for example, from the sum of all amplitude heights of reflected sound waves divided by a number of measured amplitudes (i.e., an average of the amplitude heights). The ground reflection coefficient is preferably determined from the amplitudes at the sensor's installation height in the range between 0.5 m and 2.5 m.
Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird in Schritt iv. eine Korrektur der Bodenamplituden vorgenommen, so dass Echos, die von unbefahrbarem Untergrund stammen, bei der Detektion unberücksichtigt bleiben beziehungsweise die in Schritt ii. ermittelten Bodenreflexionswerte korrigiert werden. Die Detektion dieser Echos erfolgt anhand der gemessenen Elevationswinkel zu den Echos und erforderlichenfalls anhand weiterer Merkmale wie beispielsweise Amplitude und Korrelationswert. Vorzugsweise wird dieser Schritt iv. bereits in Verbindung mit Schritt iii. durchgeführt. In the method proposed by the invention, a correction of the ground amplitudes is performed in step iv., so that echoes originating from impassable ground are disregarded during detection, or the ground reflection values determined in step ii. are corrected. These echoes are detected based on the measured elevation angles to the echoes and, if necessary, based on other features such as amplitude and correlation value. This step iv. is preferably performed in conjunction with step iii.
In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren erfolgt das Erfassen und die Korrektur einer Bodenechoamplitude in einem Verfahrensschritt. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren erfolgt das Erfassen einer oder mehrerer Bodenechoamplituden über mehrere, vorzugsweise mindestens 30 Messzyklen. In an advantageous development of the method proposed according to the invention, the detection and correction of a ground echo amplitude takes place in one method step. In a further advantageous embodiment of the method proposed according to the invention, one or more ground echo amplitudes are recorded over several, preferably at least 30, measuring cycles.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erfassung einer oder mehrerer Bodenechoamplituden wird die Durchführung der Erfassung über mindestens 30 Messzyklen vorgeschlagen. Dies hat den Vorteil, da die in Schritt iv. ermittelten Bodenreflexionswerte von Messzyklus zu Messzyklus variieren, aufgrund einer statistischen Natur der Bodenreflexionen. Es wird daher vorgeschlagen, die Erfassung über 30 Messzyklen durchzuführen, bevor eine Anpassung des Neigungswinkels einer Hauptachse erfolgt. In the method according to the invention for detecting one or more ground echo amplitudes, it is proposed to carry out the detection over at least 30 measurement cycles. This has the advantage that the ground reflection values determined in step iv. vary from measurement cycle to measurement cycle due to the statistical nature of the ground reflections. It is therefore proposed to carry out the detection over 30 measurement cycles before adjusting the inclination angle of a main axis.
Alternativ kann beispielsweise bei großen Abweichungen der Bodenreflexionswerte von den festgelegten Toleranzen eine Kompensation durch Plausibilisierung der Bodenreflexionswerte mit einem oder mehreren benachbarten Sensoren mittels Statistik durchgeführt werden. Alternatively, for example, in the case of large deviations of the ground reflection values from the specified tolerances, compensation can be carried out by checking the plausibility of the ground reflection values with one or more neighboring sensors using statistics.
In einer weiterer vorteilhafter Weise des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird eine Tabelle einer einstellbaren Phasendifferenz über eine Bodenreflexionszunahme in einer elektronischen Steuereinheit oder einem Sensor hinterlegt. In a further advantageous manner of the method proposed according to the invention, a table of an adjustable phase difference via a ground reflection increase is stored in an electronic control unit or a sensor.
In weiterer vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren erfolgt ein Bestimmen einer sensorspezifischen Neigungswinkelkorrektur, wobei der Neigungswinkel verstellt wird. In a further advantageous development of the method proposed according to the invention, a sensor-specific inclination angle correction is determined, wherein the inclination angle is adjusted.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird bei einem Neustart eines Systems zur Bestimmung einer oder mehrerer Bodenechoamplituden ein Initialwert aus der Bestimmung einer sensorspezifischen Neigungswinkelkorrektur ausgelesen. In a further advantageous embodiment of the method proposed according to the invention, an initial value is read out from the determination of a sensor-specific inclination angle correction when a system for determining one or more ground echo amplitudes is restarted.
In weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verfahren ist eine Anzahl von Messzyklen variierbar. In a further advantageous development of the method according to the invention, a number of measuring cycles can be varied.
Alternativ ist es möglich, größere Abweichungen durch Plausibilisieren der Bodenreflexionswerte mit den benachbarten Sensoren bereits mit geringerer statistischer Genauigkeit zu erfassen und mit den Schritten vi. bis vii. früher zu kompensieren. Wobei unter geringerer statistischer Genauigkeit eine statistische Erfassung der Messwerte wie beispielsweise der Bodenreflexionswerte über weniger als 30 Messzyklen, beispielsweise drei bis fünf Messzyklen, zu verstehen ist. Alternatively, it is possible to detect larger deviations by checking the plausibility of the ground reflection values with the neighboring sensors with lower statistical accuracy and to start earlier with steps vi. to vii. compensate. Lower statistical accuracy refers to statistical recording of measured values, such as ground reflection values, over fewer than 30 measurement cycles, for example, three to five measurement cycles.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verfahren erfolgen die Schritte i. bis ii. in einer Fertigungseinrichtung pro Sensor und die Schritte iii. bis xii. im Fahrzeugbetrieb pro Sensor. In a further advantageous development of the method according to the invention, steps i. to ii. are carried out in a production facility per sensor and steps iii. to xii. are carried out in vehicle operation per sensor.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Eine vorteilhafte Anpassung des Sensors an sich ändernde Umgebungen und Bedingungen kann durch das erfindungsgemäße Verfahren zur dynamischen Einstellung einer Elevationshauptachse einer Schallabstrahlung erfolgen. Beispielsweise kann durch die dynamische Anpassung des Neigungswinkels eines an einem Fahrzeug montierten Sensors eine Neigungsinformation unabhängig von der Bodenbeschaffenheit in Echtzeit präzise erfasst werden. The inventive method for dynamically adjusting the elevation principal axis of a sound emission allows for advantageous adaptation of the sensor to changing environments and conditions. For example, by dynamically adjusting the inclination angle of a vehicle-mounted sensor, inclination information can be precisely recorded in real time, regardless of the ground conditions.
Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßes Verfahren eine gleichbleibende Sensitivität eines Sensors bei dynamischer Anpassung eines Sensors bieten. Dadurch wird beispielsweise die Genauigkeit von Messwerten aufrechterhalten. Furthermore, a method according to the invention can provide consistent sensor sensitivity while dynamically adapting the sensor. This, for example, maintains the accuracy of measured values.
Weiterhin kann ein erfindungsgemäßes Verfahren Fehlalarme reduzieren, beispielsweise beim Einparken eines Fahrzeugs, durch die dynamische Neigungswinkelanpassung kann ein Sensor beispielsweise echte Neigungsänderungen von temporären Störungen oder Erschütterungen unterscheiden. Furthermore, a method according to the invention can reduce false alarms, for example when parking a vehicle. Through the dynamic adjustment of the inclination angle, a sensor can, for example, distinguish real inclination changes from temporary disturbances or vibrations.
Des Weiteren kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren ein konstantes Sichtfeld des Sensors (FOS) sowie eine Kompensation von potentiellen Dejustagefehlern bei dynamischer Sensoranpassung erreicht werden. Furthermore, a method according to the invention can achieve a constant field of view of the sensor (FOS) as well as a compensation of potential misalignment errors during dynamic sensor adjustment.
Darüber hinaus kann durch das erfindungsgemäße Verfahren auf eine aufwändige und kostenintensive hochgenaue Kalibrierung von 1 -2° Zieltoleranz im Werk verzichtet werden. Darüber hinaus können durch das erfindungsgemäße Verfahren Temperaturund Alterungseffekte kompensiert werden. Furthermore, the method according to the invention eliminates the need for complex and cost-intensive high-precision calibration of 1-2° target tolerance in the factory. Furthermore, temperature and aging effects can be compensated by the method according to the invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Short description of the drawings
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings and the following description.
Es zeigen: They show:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur dynamischen Einstellung einer Elevationshauptachse einer Schallabstrahlung, Figure 1 is a schematic representation of a method for dynamically adjusting a main elevation axis of a sound radiation,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Erfassung mehrerer Bodenechoamplituden im Bereich eines Cluttermaximums und Figure 2 is a schematic representation of a detection of several ground echo amplitudes in the area of a clutter maximum and
Figur 3 eine schematische Darstellung der Bestimmung einer sensorspezifischen Neigungswinkelkorrektur. Figure 3 shows a schematic representation of the determination of a sensor-specific tilt angle correction.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. In the following description of the embodiments of the invention, identical or similar elements are designated by the same reference numerals, whereby a repeated description of these elements is omitted in individual cases. The figures only schematically illustrate the subject matter of the invention.
Aus der Figur 1 ist ein Verfahren 100 zu entnehmen, wobei das Verfahren 100 in der Form eines Ablaufdiagramms dargestellt ist. Dem Verfahren 100 sind zwei Bereiche zu entnehmen, wobei ein erster Bereich einen Bereich in einer Fertigungseinrichtung 120 und ein zweiter Bereich einen Bereich in einem Fahrzeugbetrieb 122 darstellt. Sowohl dem Bereich in der Fertigungseinrichtung 120 als auch dem Bereich in einem Fahrzeugbetrieb 122 sind jeweils Verfahrensschritte zugeordnet. So werden die Schritte eines Kompensierens 102 von bauartbedingten Phasen- und Amplitudendifferenzen und eines Speicherns 104 eines oder mehrerer Kompensationswerte innerhalb einer Fertigungseinrichtung 120 durchgeführt. Die Schritte des Erfassens 106 einer oder mehrerer Bodenechoamplituden 206, des Berechnens 106.1 eines Bodenreflexionswertes pro Sensor 304, des Korrigierens 108 einer oder mehrerer Bodenechoamplituden 206, des statistischen Erfassens 110 eines Bodenreflexionswertes, des Bestimmens 111 einer Differenz zwischen einem erfassten Bodenreflexionswert 108 und einem Bodenreflexionssollwert, des Bestimmens 112 einer sensorspezifischen Neigungswinkelkorrektur 310, des Speicherns 114 einer sensorspezifischen Neigungswinkelkorrektur 310, des Prüfens 114. 1 einer Korrektur, ein Einstellen 116 eines Neigungswinkels 312 sowie ein Verifizieren 118 eines Neigungswinkels 312 innerhalb eines Fahrzeugbetriebs 122 erfolgen. Figure 1 shows a method 100, wherein the method 100 is illustrated in the form of a flow chart. Two areas can be seen in the method 100, wherein a first area represents an area in a production facility 120 and a second area represents an area in a vehicle operation 122. Both the area in the production facility 120 and the area in a vehicle operation 122 are assigned method steps. Thus, the steps of compensating 102 for design-related phase and amplitude differences and storing 104 one or more compensation values within a Production facility 120. The steps of detecting 106 one or more ground echo amplitudes 206, calculating 106.1 a ground reflection value per sensor 304, correcting 108 one or more ground echo amplitudes 206, statistically detecting 110 a ground reflection value, determining 111 a difference between a detected ground reflection value 108 and a target ground reflection value, determining 112 a sensor-specific tilt angle correction 310, storing 114 a sensor-specific tilt angle correction 310, checking 114.1 a correction, setting 116 a tilt angle 312, and verifying 118 a tilt angle 312 are carried out within vehicle operation 122.
Aus Figur 1 ist ferner zu entnehmen, dass die Schritte des Erfassens 106 einer oder mehrerer Bodenechoamplituden 206 und des Berechnens 106.1 eines Bodenreflexionswertes pro Sensor 304 innerhalb eines Schrittes gemäß Verfahren 100 liegen. Dies gilt auch für die Schritte des Speicherns 114 einer sensorspezifischen Neigungswinkelkorrektur 310 und Überprüfen 114.1 einer Korrektur eines Neigungswinkels 312. It can also be seen from Figure 1 that the steps of detecting 106 one or more ground echo amplitudes 206 and calculating 106.1 a ground reflection value per sensor 304 are within one step according to method 100. This also applies to the steps of storing 114 a sensor-specific inclination angle correction 310 and checking 114.1 an inclination angle correction 312.
Alternativ können beispielsweise bei größeren Abweichungen, etwa bei Abweichungen größer als 6° bis 10°, durch Plausibilisierung der Bodenreflexionswerte mit den Nachbarsensoren 304 bereits mit geringerer Statistik, beispielsweise nur drei bis fünf Messzyklen anstatt 30 Messzyklen, erfasst werden und eine Kompensation mit den Schritten der statistischen Erfassung 110 bis Verifizierung 118 früher erfolgen. Alternatively, for example, in the case of larger deviations, such as deviations greater than 6° to 10°, the ground reflection values can be recorded with lower statistics, for example only three to five measuring cycles instead of 30 measuring cycles, by checking the plausibility of the ground reflection values with the neighboring sensors 304, and compensation can be carried out earlier with the steps of statistical recording 110 to verification 118.
Alternativ kann eine Korrektur 108 einer oder mehrerer Bodenechoamplituden 206 bereits in den Schritten der Erfassung 106 einer oder mehrerer Bodenechoamplituden 206 und der Berechnung 106.1 eines Bodenreflexionswertes je Sensor 304 zusammengefasst werden. Alternatively, a correction 108 of one or more ground echo amplitudes 206 can already be summarized in the steps of detecting 106 one or more ground echo amplitudes 206 and calculating 106.1 a ground reflection value per sensor 304.
Beispielsweise können zur Erfassung 106der Bodenechoamplituden 206 Verfahren 100 aus dem Stand der Technik, wie eine Histogramm-, Mittelwertoder Integralbildung der Bodenechoamplituden 206 verwendet werden. Daraus lässt sich für jeden Sensor 304 und jeden Messzyklus ein charakteristischer Bodenreflexionswert ermitteln. Die Darstellung gemäß Figur 2 zeigt anhand eines Diagramms 200 eine Vorgehensweise zur Erfassung 106 von Bodenechoamplituden 206. Wobei in dem Diagramm sieben Bodenechoamplituden 206 in einem Distanz-Amplituden- Diagramm dargestellt sind, wobei die Distanz 204 in Metern angegeben ist und die Intensität der Amplituden 202 auf der Y-Achse aufgetragen ist, wobei innerhalb des Diagramms ein rechteckiger Balken als Cluttermaximum 212 dargestellt ist, bei dem ein Cluttermaximum 212 eine minimale Distanz 208 von dem Cluttermaximum 212 und eine maximale Distanz 210 von dem Cluttermaximum 212 darstellt. For example, prior art methods 100, such as histogram, mean, or integral calculation of the ground echo amplitudes 206, can be used to detect 106 the ground echo amplitudes 206. From this, a characteristic ground reflection value can be determined for each sensor 304 and each measurement cycle. The illustration according to Figure 2 uses a diagram 200 to show a procedure for detecting 106 ground echo amplitudes 206. In the diagram, seven ground echo amplitudes 206 are shown in a distance-amplitude diagram, the distance 204 being given in meters and the intensity of the amplitudes 202 being plotted on the Y-axis, a rectangular bar being shown within the diagram as a clutter maximum 212, in which a clutter maximum 212 represents a minimum distance 208 from the clutter maximum 212 and a maximum distance 210 from the clutter maximum 212.
Beispielsweise kann aus den erfassten 106 Bodenechoamplituden 206 ein Bodenreflexionswert berechnet werden, indem die Bodenechoamplituden 206 gemittelt werden (wie in der folgenden Formel 1 dargestellt). For example, a ground reflection value can be calculated from the detected 106 ground echo amplitudes 206 by averaging the ground echo amplitudes 206 (as shown in the following formula 1).
Formel 1 formula 1
In Figur 3 wird eine Vorgehensweise 300, eine Bestimmung 112 der sensorspezifischen Neigungswinkelkorrektur 310 durchgeführt, wobei ein oberes Schaubild einen Zeitpunkt vor einer sensorspezifischen Korrektur 300.1 und ein unteres Schaubild nach einer sensorspezifischen Korrektur 300.2 zeigt. In Figure 3, a procedure 300, a determination 112 of the sensor-specific inclination angle correction 310 is carried out, wherein an upper diagram shows a time before a sensor-specific correction 300.1 and a lower diagram after a sensor-specific correction 300.2.
In den beiden Schaubildern der Abbildung 3 ist jeweils ein Fahrzeug 302 und ein Sensor 304, der an einem Fahrzeug 302 befestigt ist, dargestellt. Dargestellt ist jeweils ein Erfassungsbereich 306 des jeweiligen Sensors 304 sowie die Erhebungshauptachse 308. In dem oberen Schaubild vor einer sensorindividuellen Korrektur 300.1 ist zu erkennen, dass die Elevationshauptachse 308 des Sensors 304 horizontal verläuft. In dem unteren Schaubild ist nach einer sensorspezifischen Korrektur 300.2 zu beobachten, dass die Elevationshauptachse 308 des Sensors 304 durch eine sensorspezifische Neigungswinkelkorrektur 310 um einen Neigungswinkel 312 nach oben geneigt ist. The two diagrams in Figure 3 each show a vehicle 302 and a sensor 304 attached to a vehicle 302. Each diagram shows a detection range 306 of the respective sensor 304 as well as the principal elevation axis 308. In the upper diagram, before a sensor-specific correction 300.1, it can be seen that the principal elevation axis 308 of the sensor 304 runs horizontally. In the lower diagram, after a sensor-specific correction 300.2, it can be observed that the principal elevation axis 308 of the sensor 304 is inclined upwards by an inclination angle 312 due to a sensor-specific inclination angle correction 310.
Die Einstellung des Neigungswinkels 312 erfolgt beispielsweise über eine ermittelte Differenz 111. Weiterhin kann die Einstellung des Neigungswinkels 312 beispielsweise über die Phasenlage zwischen den vertikal angeordneten Sensorelementen erfolgen. Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen. The adjustment of the inclination angle 312 is carried out, for example, via a determined difference 111. Furthermore, the adjustment of the inclination angle 312 can be carried out, for example, via the phase position between the vertically arranged sensor elements. The invention is not limited to the embodiments described here and the aspects highlighted therein. Rather, numerous modifications are possible within the scope of the claims, which are within the scope of expert practice.
Claims
Applications Claiming Priority (2)
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2024
- 2024-10-04 WO PCT/EP2024/077944 patent/WO2025082757A1/en active Pending
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Also Published As
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| DE102023210173A1 (en) | 2025-04-24 |
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