[发明专利]用于检测物体的方法和换能器布置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的环境识别，尤其借助超声波。本发明尤其涉及一种关于物体的环境识别和描述。

背景技术

已知的是，换能器固定在车辆外侧上，借助该换能器将超声波脉冲发射到环境中并且根据反射的声波推断出环境中的物体。

迄今借助在车辆的不同位置上设置的换能器确定在相应于换能器的指向的行驶方向上是否存在阻碍物或者物体。因此例如可以将从右边靠近的物体与从左边接近基准车辆的物体区分开；同样适用于从后面或者前面靠近车辆的物体。

然而在现有技术中设计的方法缩减为这样的信息，这些信息与传感器相关并且说明在作用范围内以及在确定的换能器的指向内是否存在一个或者多个物体，然而不区分物体的数量或者种类。因此，如果根据该现有技术仅检测一次反射(或者多次反射)，那么给出一般性的信息，根据该信息障碍物位于换能器的接收区域中，没有作出进一步说明。

一方面涉及换能器作用范围的分析仅提供关于环境中物体布置的有限信息。另一方面根据现有技术的环境检测涉及行驶方向并且因此仅给出关于在保持确定的行驶方向时物体是否被碰到的情况。

发明内容

因此，本发明的任务在于，设计一种方法和一种布置，借助该方法可以基于超声波精确地检测车辆的环境。

该任务通过权利要求1中的方法以及通过根据权利要求9的布置解决。

基于本发明的构思在于，特别地借助超声波检测在行驶环境中的物体，其方式在于，不仅在一个平面中而且在相对于车辆的行驶面的不同的高度中检测物体数据。因此，本发明尤其涉及基于超声波的检测，在该检测中大量传感器不是仅在平行于行驶面的平面中延伸(并且具有相同的方位角)，而是有目的地执行不同(方位)指向的超声波反射测量，这些指向在行驶面法线方向上(即垂直于行驶面)是不同的。在此，表示车辆车轮和地面之间的接触点的四个点所在的平面称为车辆的行驶面。

本发明的另一方面在于物体分类，这通过附加的数据实现。在此，通过不同指向在至少两个不同高度上探测物体，使得与现有技术相比可以明显更准确地做出关于物体的尺寸或者声学特性的说明，在现有技术中仅检测在换能器检测区域内部是否存在可以推断出阻碍物的反射。然而尤其是在行驶面法线方向上区分开的物体检测数据基本上相应于相同的(两维)位置，这使得各个被检测的物体元素能够通过比较它们的借助超声波检测的特性相互配置并且由这些单个物体元素的类似性推断出它们属于同一物体。由此，物体被分解成一些单个的物体元素，该分解明显提升环境检测精度。此外，可以对物体作出明显更具体的说明。这些对于物体元素检测的单个数据可以通过大量物理参数例如运动、距离、指向、信号强度、传播时间等相互关联，使得借助唯一的超声波测量存在大量数据，物体元素可以通过这些数据相互关联，并且基于该相互关联可判定这些物体元素是否属于同一物体。此外，由于提高的精度，物体在空间上可以更好地相互分开，使得环境检测的提高的分辨率导致在物体的种类和位置方面更精确地描述环境。即使与两维情况下一样使用相同数量的换能器，与已知的两维分解相比，三维分解实现关于环境的明显更精确的并且更重要的说明。由于在行驶面法线方向上的附加分解，即使在限制换能器数量的情况下也得到对物体的精确描述。在行驶面法线方向上的附加分解实现更精确的物体检测，虽然在换能器数量相同时全部换能器的仅一部分提供平行于行驶面的分解。

因此，根据本发明的用于个别地检测车辆环境中的物体的方法规定，首先借助多个换能器发送多个发射脉冲到环境中，并且这些发射脉冲在通过环境传送和反射之后被接收作为接收脉冲。尤其根据物体上的反射得到接收脉冲，尤其在接收脉冲内部的反射分量，这些反射分量通过在物体上的各个反射设置。因此，一接收脉冲不仅配置给一个单个的物体，而且该接收脉冲借助于反射分量被检验，这些反射分量配置给发射脉冲在物体上的反射。因此，尤其在同时应用多个发射脉冲的情况下并且在存在多个物体时在一个接收脉冲内部得到大量反射分量。为了能够设置根据本发明的三维分解，接收和发射步骤设有指向，这些指向涉及换能器。尤其地，指向涉及换能器的方向特性的主轴，该主轴在接收和发射时出现。为了在行驶面法线方向上的分解，这些指向在车辆的行驶面的行驶面法线方向上不相同。就通常的重力系统而言，行驶面法线基本上相应于垂直方向，垂直于水平面并且沿着重力作用方向。