DE102015006032B4

DE102015006032B4 - Ultraschalldetektionseinrichtung und Detektionsverfahren dafür

Info

Publication number: DE102015006032B4
Application number: DE102015006032.5A
Authority: DE
Inventors: Hsu Chen-Yi; Lai Chien-Wen
Original assignee: Magna Electronics Solutions GmbH
Current assignee: Magna Electronics Solutions GmbH
Priority date: 2014-05-14
Filing date: 2015-05-14
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2035-05-15
Also published as: DE102015006032A1; US10234548B2; US20150331100A1; CN105093210A

Abstract

Ultraschalldetektionsverfahren, angewendet in einer Ultraschalldetektionseinrichtung mit einem Prozessor und einem Sender-Empfänger-Modul, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:Veranlassen, dass das Sender-Empfänger-Modul in einen vorgegebenen Übertragungsmodus eintritt und eine erste Detektionswelle überträgt, undVeranlassen, dass das Sender-Empfänger-Modul in einen vorgegebenen Empfangsmodus eintritt und ein erstes Umfeldecho empfängt; Veranlassen,dass das Sender-Empfänger-Modul in einen zusätzlichen Empfangsmodus eintritt und ein zweites Umfeldecho empfängt; durch den Prozessor,Analysieren des zweiten Umfeldechos und Erzeugen eines Analyseergebnisses; und wenn das Analyseergebnis zeigt, dass das zweite Umfeldecho eine Signalcharakteristik aufweist, Durchführen eines Beseitigungsprozesses auf dem ersten Umfeldecho durch den Prozessor.

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Ultraschalldetektionseinrichtung und Detektionsverfahren dafür gerichtet. Die Ultraschalldetektionseinrichtung umfasst einen Prozessor und ein Sender-Empfänger-Modul, wobei das Sender-Empfänger-Modul betrieben werden kann, um in einen vorgegebenen Übertragungsmodus einzutreten und eine erste Detektionswelle zu übertragen und in einen vorgegebenen Empfangsmodus einzutreten und ein erstes Umfeldecho zu empfangen und in einen zusätzlichen Empfangsmodus einzutreten und ein zweites Umfeldecho zu empfangen. Der Prozessor kann das zweite Umfeldecho analysieren und ein Analyseergebnis erzeugen. Wenn das erzeugte Analyseergebnis zeigt, dass das zweite Umfeldecho eine Signalcharakteristik aufweist, kann ein Beseitigungsprozess auf dem ersten Umfeldecho durch den Prozessor durchgeführt werden..
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ultraschalldetektionseinrichtung und Detektionsverfahren dafür, und insbesondere eine Detektionseinrichtung und Detektionsverfahren dafür, das durch einen zusätzlichen Empfangsmodus bestimmt, ob es eine Interferenzquelle in der umliegenden Umgebung gibt, und einen entsprechenden Beseitigungsprozess durchführt, um einen Detektionsvorgang korrekt abzuschließen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Aus der JP H04 - 250 389 A ist ein Ultraschallobjektdetektor, der dazu Sensoreinheiten mit Ultraschalltransducern sowie eine Haupteinheit mit Sendeschaltung, Empfangsschaltung und Kontrollschaltung mit einem Prozessor aufweist. Bei dem entsprechendes Detektionsverfahren werden zeitlich hintereinander mehrere Sensoreinheiten Pulse durch eine Haupteinheit gesteuert gesendet, Die Reflektionen werden empfangen und gesteuert durch die Haupteinheit ausgewertet. Dabei findet eine Störgeräuschüberwachung durch die Sensoreinheit vor dem Aussenden statt, wobei bei festgestellten Störgeräuschen keine Detektion durch das Sensorteil stattfindet.
Es ist allgemein bekannt, dass Radar- oder Ultraschalldetektionstechniken mit einer Vielfalt von Anwendungen verwendet werden können, zum Beispiel mit einem Rückfahrradar, mit einer Bewegungsaufnehmer-Beleuchtungseinrichtung oder mit anderen Überwachungseinrichtungen. Solche bekannten Detektionstechniken verwenden eine Einrichtung, um ein Vibrieren mit einer spezifischen Frequenz zu erzeugen und eine Ultraschallwelle zum Durchführen einer Detektion zu übertragen. Die Ultraschallwelle kann bei einem entsprechendem Zielobjekt ankommen, am Zielobjekt reflektiert werden und die Reflexionswelle kann durch die Einrichtung so empfangen werden, dass die vom Übertragen bis zum Empfangen der Ultraschallwelle verstrichene Zeit als eine Laufzeit (abgekürzt TOF, Time of Flight) bekannt sein kann. Die TOF kann somit verwendet werden, um einen Abstand von der die Ultraschallwelle erzeugenden Einrichtung zum Zielobjekt zu berechnen. Insofern ist es möglich, eine Detektion durchzuführen und in verschiedenen Umgebungen für zusammenhängende Anwendungen eine Bestimmung vorzunehmen.
Anhand der in 1A und 1 B gezeigten schematischen Darstellungen wird eine bekannte Ultraschalldetektionseinrichtung 10 veranschaulicht, die in einem Detektionswellenübertragungsmodus bzw. in einem Reflexionswellenempfangsmodus arbeitet. Wie gezeigt, kann die Ultraschalldetektionseinrichtung 10 gleichzeitig Funktionen zum Übertragen einer Ultraschallwelle und zum Empfangen der Reflexionswelle davon aufweisen. Dementsprechend enthält die Einrichtung 10 ein Sender-Empfänger-Modul (oder Antenne), das aus einem Sender und einem Empfänger besteht, und Sender und Empfänger können einen Detektionsvorgang in derselben Richtung oder zu demselben Zielobjekt 12 hin ausführen.
Insbesondere kann die Ultraschalldetektionseinrichtung 10 eine Ultraschallwelle (Detektionswelle) W11 im Übertragungsmodus übertragen und dann in den Empfangsmodus umschalten, um die Reflexionswelle W12 vom Zielobjekt 12 oder einem anderen Hindernis, das vor der Einrichtung erscheint, zu empfangen, je nach Situation der empfangenen Reflexion. Deshalb umfasst das Durchführen einer einzelnen Detektion das einmalige Übertragen einer Detektionswelle, das Umschalten in einen Empfangsmodus und das einmalige Empfangen einer Reflexionswelle. Für gewöhnlich kann eine Ultraschalldetektionseinrichtung mit einem oder mehreren Sender-Empfänger-Modulen versehen sein. Wenn eine Einrichtung mehrere Sender-Empfänger-Module aufweist, können die jeweiligen Sender-Empfänger-Module Funktionen alternieren, womit eine abwechselnde Detektion durchgeführt wird. Wenn eine Einrichtung nur ein Sender-Empfänger-Modul aufweist, muss eine Modusumschaltung sofort nach einem Übertragungsmodus durchgeführt werden, um einen Empfang auszuführen.
Bezug nehmend auf 2A und 2B werden schematische Darstellungen gezeigt, die Signale veranschaulichen, die sich zeitlich verändern in Situationen, in denen sich ein Hindernis vor der Einrichtung (2A) befindet und in denen sich kein Hindernis vor der Einrichtung (2B befindet). In den Figuren stellt eine horizontale Achse die Zeit dar und eine vertikale Achse stellt einen Signalpegel (in Volt) dar. Wie gezeigt, kann die Ultraschalldetektionseinrichtung 10 zuerst ein Befehlssignal S10 erzeugen, um einen Detektionsvorgang zu starten, und dann ein oszillierendes Signal S11 erzeugen, welches dadurch die Ultraschallwelle (Detektionswelle) W11 wie oben erwähnt überträgt. Wenn sich ein Hindernis vor der Einrichtung befindet, wird ein Echosignal S12 (wie in 2A gezeigt), dargestellt durch die Reflexionswelle W12, empfangen, und wenn sich kein Hindernis vor der Einrichtung befindet, wird kein Echosignal (wie in 2B gezeigt) erzeugt.
In diesem anhand der 1A; 2B besprochenen Prozess ist ein Zeitintervall, während dessen das oszillierende Signal S11 erzeugt wird, eine Art Nachschwingzeit, d. h. die verstrichene Zeit, in der eine piezoelektrische Fläche im Sender-Empfänger-Modul nach dem Erzeugen einer Ultraschallwelle durch Vibrieren allmählich in einen stationären Zustand übergeht. Im praktischen Betrieb kann die Ultraschalldetektionseinrichtung 10 jedoch aufgrund Beeinflussung durch eine externe, im Zusammenhang stehende Interferenzquelle häufig Detektionsfehler verursachen. Zum Beispiel veranschaulicht die in 3A gezeigte schematische Darstellung eine Ultraschalldetektionseinrichtung 10 , die einen weiteren Detektionsvorgang mit Bezug auf ein Zielobjekt 12 durchführt, wobei jedoch eine Interferenzquelle 13 in der Umgebung (wie etwa eine Sirene, eine Hupe und andere Arten von Schallquellen) vorhanden ist. Somit kann die Ultraschalldetektionseinrichtung 10 im Fall der Detektion der Detektionswelle W11, neben der entsprechenden Reflexionswelle W12, wie in 1B gezeigt, auch eine Störechowelle W13 empfangen, die von der Interferenzquelle 13 abgegeben wird, wodurch es schwierig wird, korrekt zu bestimmen, welches die durch das Zielobjekt 12 verursachte Reflexionswelle ist.
Ferner wird anhand 3B eine schematische Darstellung eines Signals gezeigt, das sich zeitlich verändert, wenn sich andere Interferenzquellen vor der Einrichtung befinden. Wie in 3B gezeigt, erscheint das durch die Störechowelle W13 oder andere Interferenzquellen verursachte Störechosignal S13 genauso wie ein Echosignal, wodurch es für die Ultraschalldetektionseinrichtung 10 unmöglich wird zu unterscheiden, welches Signal die durch das Zielobjekt 12 gebildete Reflexionswelle darstellt, oder welches Signal das von den Interferenzquellen verursachte Rauschen darstellt, und wodurch es darüber hinaus auch schwierig wird, die genaue Empfangszeit zu bestimmen, was die entsprechende Abstandsberechnung beeinflusst.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ultraschalldetektionseinrichtung und Detektionsverfahren dafür bereitzustellen. Die Detektionseinrichtung und Detektionsverfahren dafür bestimmt, durch einen zusätzlichen Empfangsmodus, ob es eine Interferenzquelle in einer Umgebung gibt, und führt einen entsprechenden Beseitigungsprozess durch, um einen Detektionsvorgang korrekt abzuschließen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ultraschalldetektionsverfahren in einer Ultraschalldetektionseinrichtung angewendet, die einen Prozessor und ein Sender-Empfänger-Modul enthält, wobei das Verfahren Schritte umfasst, damit das Sender-Empfänger-Modul veranlasst wird, in einen vorgegebenen Übertragungsmodus eines Detektionsvorgangs einzutreten und eine erste Detektionswelle zu übertragen. Das Verfahren enthält auch, dass das Sender-Empfänger-Modul veranlasst wird, in einen vorgegebenen Empfangsmodus des Detektionsvorgangs einzutreten und ein erstes Umfeldecho zu empfangen, das das Sender-Empfänger-Modul veranlasst, in einen zusätzlichen Empfangsmodus einzutreten und ein zweites Umfeldecho zu empfangen. Der Prozessor analysiert das zweite Umfeldecho und erzeugt ein Analyseergebnis, das zeigt, dass das zweite Umfeldecho eine Signalcharakteristik aufweist. Das Verfahren umfasst auch das Durchführen eines Beseitigungsprozesses auf dem ersten Umfeldecho durch den Prozessor.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Ultraschalldetektionseinrichtung ein Sender-Empfänger-Modul, das dazu ausgebildet ist, eine erste Detektionswelle in einem vorgegebenen Übertragungsmodus eines Detektionsvorgangs zu übertragen und ein erstes Umfeldecho in einem vorgegebenen Empfangsmodus des Detektionsvorgangs zu empfangen. Das Sender-Empfänger-Modul ist ferner dazu ausgebildet, ein zweites Umfeldecho in einem zusätzlichen Empfangsmodus zu empfangen. Ein Prozessor ist dazu ausgebildet, das zweite Umfeldecho zu analysieren und ein Analyseergebnis zu erzeugen. Wenn das Analyseergebnis zeigt, dass das zweite Umfeldecho eine Signalcharakteristik aufweist, ist der Prozessor dazu ausgebildet, einen Beseitigungsprozess auf dem ersten Umfeldecho durchzuführen.
Um den obigen und weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besser zu verstehen, wird nachfolgend eine Ausführungsform veranschaulicht, und eine detaillierte Beschreibung wird unten zusammen mit den beigefügten Zeichnungen bereitgestellt.
Figurenliste

1A und 1 B sind schematische Darstellungen einer bekannten Detektionseinrichtung, die in einem Detektionswellenübertragungsmodus bzw. einem Reflexionswellenempfangsmodus läuft;
2A und 2B sind schematische Darstellungen von Signalen, die sich zeitlich verändern, falls sich ein Hindernis vor der Einrichtung befindet bzw. falls sich kein Hindernis vor der Einrichtung befindet;
3A ist eine schematische Darstellung einer Ultraschalldetektionseinrichtung, die einen weiteren Detektionsvorgang durchführt; 3B ist eine schematische Darstellung eines Signals, das sich zeitlich verändert, falls sich eine Vielzahl von Hindernissen vor der Einrichtung befindet;
4 ist ein Funktionsdiagramm einer Ultraschalldetektionseinrichtung der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Ablaufdiagramm der Implementierung einer Ausführungsform nach dem Stand der Technik,
6A und 6B sind schematische Darstellungen von Signalen, die sich zeitlich verändern, falls sich eine Interferenzquelle vor der Einrichtung befindet bzw. falls sich keine Interferenzquelle vor der Einrichtung in einem zusätzlichen Empfangsmodus befindet;
7A und 7B sind schematische Darstellungen der Ultraschalldetektionseinrichtung, die in einem Übertragungsmodus bzw. in einem Empfangsmodus läuft; und
8 ist ein Ablaufdiagramm der Implementierung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

GENAUE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Bezug nehmend auf die Zeichnungen und die darin gezeigten veranschaulichenden Ausführungsformen, wird eine Ultraschalldetektionseinrichtung mit einem Detektionsverfahren implementiert, das durch einen zusätzliche Empfangsmodus bestimmt, ob es eine Interferenzquelle gibt, und einen entsprechenden Beseitigungsprozess durchführt, um einen Detektionsvorgang korrekt abzuschließen. Wie in 4 gezeigt, wird ein Funktionsdiagramm einer Ultraschalldetektionseinrichtung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Ultraschalldetektionseinrichtung 20 umfasst wie gezeigt hauptsächlich einen Prozessor 202 und ein Sender-Empfänger-Modul 201. Das Sender- Empfänger-Modul 201 der vorliegenden Erfindung weist gleichzeitig Funktionen zum Übertragen einer Ultraschallwelle und Empfangen einer entsprechenden Reflexionswelle auf. Zum Beispiel können die Funktionen des Übertragens (Tx) und Empfangens (Rx) durch dieselbe Antenne oder zwei oder mehrere Antennen, die dazu ausgestaltet sind, in einem solchen Sender-Empfänger-Modul 201 in derselben allgemeinen Richtung Dieser Text wurde durch das DPMA aus Originalquellen übernommen. Er enthält keine Zeichnungen. Die Darstellung von Tabellen und Formeln kann unbefriedigend sein. getrennt zu übertragen (Tx) und zu empfangen (Rx), durchgeführt werden. Das Sender-Empfänger-Modul 201 kann mit dem Prozessor 202 elektrisch verbunden sein und kann eine entsprechende Detektionswelle (Ultraschallwelle) unter der Steuerung des Prozessors 202 so übertragen, dass der Prozessor 202 die Reflexionswelle untersuchen und bestimmen kann.
Die Ultraschalldetektionseinrichtung 20 kann auch zusätzliche Elemente, wie einen Treiber, einen Signalverstärker, einen Komparator und andere Elemente, aufweisen, wie für den Durchschnittsfachmann allgemein verständlich ist. Des Weiteren kann das Ultraschalldetektionsverfahren der vorliegenden Erfindung in der Ultraschalldetektionseinrichtung 20 in der Art eines zugehörigen Schaltkreises oder einer zugehörigen Firmware bereitgestellt werden, so dass es eine spezifizierte Operation vornehmen kann. Andere Hardwareeinstellungen oder Bestandteile können dieselben oder ähnlich denjenigen einer bekannten Ultraschalldetektionseinrichtung sein, so dass die vorliegende Erfindung verschiedene Betriebszwecke erfüllen kann.
Um zu bestimmen, ob die Ultraschalldetektionseinrichtung in einer Interferenzumgebung liegt, enthält eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Prüfmechanismus eines zusätzlichen Empfangsmodus, der während des Prozesses der Ausführung des Detektionsvorgangs oder vor dem Start der Operation durchgeführt wird. Typischerweise schließt das Ausführen einer Detektion in einem einzigen Vorgang das einmalige Übertragen der Detektionswelle (Ultraschallwelle) und das einmalige Umschalten in einen entsprechenden Empfangsmodus ein, und wenn die Einrichtung nur ein Sender-Empfänger-Modul aufweist, muss es sofort nach dem Übertragungsmodus in den Empfangsmodus umschalten. Der zusätzliche Empfangsmodus der vorliegenden Erfindung stellt einen reinen Empfangsmodus, ohne einen entsprechenden Übertragungsmodus auszuführen, bereit, durch den es möglich sein kann zu bestimmen, ob eine Störechowelle oder eine Interferenz in der Umgebung existiert.
Ferner kann eine Ausführungsform der Erfindung die Ultraschalldetektionseinrichtung 20 betreiben, um zu bestimmen, ob die Detektion gerade in einer Umgebung mit einer Interferenzquelle 23 , wie in 7A gezeigt, durchgeführt wird, oder um zu bestimmen, ob eine Interferenzquelle 23 , die eine Detektion beeinflussen könnte, in der Umgebung vorhanden ist. Im Allgemeinen kann eine solche Interferenzquelle 23 (z. B. eine Sirene, eine Hupe, usw.) aktiv oder zufällig noch immer eine Störechowelle W23 (7A und 7B) erzeugen, selbst in dem Fall, dass das Sender- Empfänger-Modul 201 keine Detektionswelle überträgt. Die Interferenzquelle 23 wie in 7A und 7B gezeigt ist eine einzelne, beispielhafte Interferenzquelle, aber es ist denkbar, dass die vorliegende Erfindung mit mehreren und verschiedenen Arten von Interferenzquellen arbeiten kann.
In einer Ausführungsform des zusätzlichen Empfangsmodus, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist es möglich, vor dem Durchführen der Detektion zuerst die Existenz der gezeigten Interferenzquelle festzustellen. In dieser Ausführungsform wird der zusätzliche Empfangsmodus ausgeführt, um potenzielle Interferenzquellen 23 zu identifizieren, bevor der Detektionsvorgang läuft, d. h. das Sender-Empfänger-Modul 201 überträgt keine entsprechende Detektionswelle, bis der zusätzliche Empfangsmodus abgeschlossen ist. Wie in 5 gezeigt, wird das Sender-Empfänger-Modul 201 zuerst veranlasst, in einen zusätzlichen Empfangsmodus einzutreten und ein erstes Umfeldecho zu empfangen (Schritt ST11). Das erste Umfeldecho ist wahrscheinlich ein reiner Umfeldzustand, in dem Fall, dass keine entsprechende Detektionswelle übertragen wird. Als nächstes analysiert der Prozessor 202 das erste Umfeldecho und erzeugt ein Analyseergebnis, um zu bestimmen, ob es eine Interferenzquelle gibt (Schritt ST12).
Um den anhand von 5 näher beschriebenen Prozess zu wiederholen, kann der Prozessor 202 zuerst ein Befehlssignal S20 erzeugen (wie in 6A oder 6B gezeigt), um das Sender-Empfänger-Modul 201 zu veranlassen, in den zusätzlichen Empfangsmodus einzutreten, um den Empfang jeglicher externer Echos starten zu können. Dann kann der Prozessor 202 die entsprechende Analyse und die Bestimmung innerhalb eines vorgegebenen Zeitbereiches durchführen, wie etwa zwischen Zeitpunkt t1 und Zeitpunkt t2, wie in 6A und 6B gezeigt. Das heißt, wenn innerhalb dieses vorgegebenen Zeitbereichs festgestellt wird, dass es ein Echo gibt, das eine vorgegebene Norm erreicht oder in anderer Weise eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, kann bestimmt werden, dass es eine Interferenzquelle gibt. Wenn jedoch kein Echo festgestellt wird, das die vorgegebene Norm erreicht oder in anderer Weise die vorbestimmte Schwelle überschreitet, wenn dieser vorgegebene Zeitbereich überschritten ist, kann bestimmt werden, dass es keine gut identifizierbare Interferenzquelle gibt. Zeitpunkt t1 bis Zeitpunkt t2, kann in der Praxis nach den betriebsmäßigen Erfordernissen eingestellt werden, aber eine extrem lange oder kurze Einstellung sollte vermieden werden, damit die Wartezeit nicht zu lange ist oder die Detektion nicht korrekt.
Das Analysieren der Beziehung zwischen irgendwelchen empfangenen externen Signalen (oder eine Bestimmung) und der vorgegebenen Norm kann als Analyse, ob das erste Umfeldecho eine Signalcharakteristik aufweist, bezeichnet werden. In dieser Ausführungsform bezieht sich die Signalcharakteristik darauf, dass die Signalfrequenz größer ist als eine Frequenzschwelle. Da gewöhnliche Interferenzquellen, wie etwa eine Sirene oder eine Hupe, hauptsächlich eine Hochfrequenzcharakteristik zeigen, kann der zusätzliche Empfangsmodus eingestellt werden, damit ein Hochfrequenzsignal im Echo als eine Interferenzquelle bestimmt wird. Wenn es eine Interferenzquelle 23 (wie in 7A gezeigt) in der Umgebung gibt, kann das Sender-Empfänger-Modul 201 ein oder mehrere (wie in 6A gezeigt) durch die Störechowelle W23 dargestellte Störechosignale S23 empfangen, und wenn es keine Interferenzquelle in der Umgebung gibt, gibt es überhaupt kein Echo (wie in 6B gezeigt).
Als Nächstes wird ein weiteres Merkmal dieser Ausführungsform dadurch bereitgestellt, dass, wenn das Analyseergebnis zeigt, dass das erste Umfeldecho die Signalcharakteristik aufweist, der Prozessor 202 bestimmen kann, dass sich die Einrichtung in einer Umgebung mit einer Interferenz befindet, und ferner die Einrichtung veranlassen kann, erneut in den zusätzlichen Empfangsmodus einzutreten, bevor die Einrichtung einen Detektionsvorgang (Schritt ST11) durchführt. Da die Existenz der Interferenzquelle in der Umgebung bereits in dieser Phase bekannt ist, ist es unwahrscheinlich, dass ein korrektes Detektionsergebnis erhalten wird, wenn allein der Detektionsvorgang fortgeführt wird. Zusätzlich wird in einer anderen Ausführungsform festgestellt, wie viele Male vom Schritt ST12 erneut in den Schritt ST11 eingetreten wird, und wenn die Anzahl von Wiederholungen einen eingestellten Wert übersteigt, wird ein vom System vorbestimmter Wert direkt ausgegeben.
Der Detektionsvorgang betrifft eine allgemein bekannte Abstandsdetektion oder Handlungen wie etwa das Umschalten zwischen einem vorgegebenen Übertragungsmodus und einem vorgegebenen Empfangsmodus, Empfangen und Übertragen von Signalen. Wie in 7A und 7B gezeigt, umfasst der Detektionsvorgang das Veranlassen, dass das Sender-Empfänger-Modul 201 in den vorgegebenen Übertragungsmodus eintritt und eine Detektionswelle W21 überträgt, und das Veranlassen, dass das Sender-Empfänger-Modul 201 in den vorgegebenen Empfangsmodus eintritt und eine Reflexionswelle W22 empfängt, die aufgrund eines Zielobjekts 22 durch die Detektionswelle W21 gebildet wird.
Als Folge wird die Einrichtung, wenn es eine Interferenzquelle 23 in der Umgebung gibt, nicht im Stande sein, die Störechowelle W23 und die Reflexionswelle W22 zu unterscheiden. In dieser Ausführungsform veranlasst der Prozessor 202 das Sender-Empfänger-Modul 201 , erneut in den zusätzlichen Empfangsmodus einzutreten, d. h. wiederholt erneut das erste Umfeldecho zu empfangen, das den Umfeldzustand darstellt, in dem Fall, dass keine Detektionswelle übertragen wird. Mit anderen Worten, führt diese Ausführungsform erneut einen Detektionsvorgang aus, wenn die Störechowelle W23 nicht vorhanden ist oder in dem Fall, dass es keine Interferenzquelle 23 gibt. Insofern ist es möglich, die erforderliche Reflexionswelle korrekt zu erhalten.
Deshalb bestimmt der Prozessor 202 , wenn das Analyseergebnis zeigt, dass das erste Umfeldecho keine Signalcharakteristik aufweist, d. h. die in 7A und 7B gezeigte Interferenzquelle 23 nicht existiert (oder sie existiert, hat aber keinen Einfluss), dass sich die Einrichtung nicht in einer Umgebung mit einer Interferenz befindet, und veranlasst das Sender-Empfänger-Modul 201 den Detektionsvorgang auszuführen, d. h. die Detektionswelle W21 zu übertragen und das Echo W22 (Schritt ST13) zu empfangen. Da bereits in dieser Phase bekannt ist, dass es keine Interferenzquelle in der Umgebung gibt, kann das erhaltene Echo die erforderliche Reflexionswelle darstellen.
Mit dem erhaltenen Ergebnis können weitere Berechnungen durchgeführt werden, d. h. der Prozessor 202 kann eine Laufzeit zwischen der Detektionswelle W21 und der Reflexionswelle W22 berechnen, um einen Detektionsabstand zwischen der Ultraschalldetektionseinrichtung 20 und dem Zielobjekt 22 zu erhalten, wodurch der Detektionsvorgang (Schritt ST14) abgeschlossen wird. Zudem kann der beschriebene Ablauf der Implementierung der Ausführungsform wiederholt werden.
In dieser Ausführungsform können, obgleich der Zeitpunkt des Empfangs der Reflexionswelle, die als die erforderliche Reflexionswelle betrachtet wird, nach dem Zeitpunkt der Bestimmung, dass es keine Interferenzquelle in der Umgebung gibt, liegt, aufgrund der schnellen Verarbeitungsleistung der Einrichtung die zwei Zeitpunkte sehr nahe beieinander liegen. Mit anderen Worten, verwendet diese Ausführungsform den Zeitpunkt der Bestimmung, dass es keine Interferenzquelle in der Umgebung gibt, um effektiv vorauszusagen, dass der nachfolgende Detektionsvorgang nicht von einer Interferenzquelle beeinflusst werden wird, um das Echo effektiv ohne jede Interferenz zu erhalten.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform zur Implementierung der Ultraschalldetektionseinrichtung und des Detektionsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese erfindungsgemäße Ausführungsform unterscheidet sich von der obigen ersten Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik lediglich in der Reihenfolge der Durchführung des Detektionsvorgangs und des zusätzlichen Empfangsmodus; ansonsten sind die anderen Techniken, einschließlich Einstellungen der Elemente, weiteres Analysieren, Bestimmen und Berechnen die gleichen wie die der ersten Ausführungsform. Genauer gesagt, wird für die Ausführungsform gemäß der Erfindung beschrieben, wie der zusätzliche Empfangsmodus ausgeführt wird, nachdem der Detektionsvorgang begonnen hat, d. h. das Sender-Empfänger-Modul 201 hat den Empfang der entsprechenden Reflexionswelle bereits abgeschlossen. Ähnlich wie in der Ausführungsform die anhand der 5 beschrieben ist, befindet sich die Ultraschalldetektionseinrichtung 20 in der erfindungsgemäßen Ausführungsform innerhalb einer Umgebung mit einer Interferenzquelle 23, wie in 7A und 7B gezeigt. In dieser Ausführungsform können die Detektionswelle W21 und die Reflexionswelle W22 jedoch eine periodisch wiederholte Detektionsvorgangssituation darstellen.
Anhand 8, die ein Ablaufdiagramm der Implementierung der erfindungsgmäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wird eine korrekte Abstandsinformation zuerst zum Beispiel auf die Art und Weise wie in 5 gezeigt erhalten, d. h. Berechnung der korrekten Abstandsinformation im dem Fall, dass keine Interferenzquelle in der Umgebung vorliegt, und Aufzeichnung derselben. Als nächstes wird in Schritt ST21 das Sender-Empfänger-Modul 201 veranlasst, in einen vorgegebenen Übertragungsmodus einzutreten und eine erste Detektionswelle zu übertragen, und das Sender-Empfänger-Modul 201 wird veranlasst, in einen vorgegebenen Empfangsmodus einzutreten und ein erstes Umfeldecho zu empfangen. Deshalb kann, neben der entsprechenden ersten Reflexionswelle, die aufgrund des Zielobjekts 22 durch die erste Detektionswelle gebildet wurde, das erste Umfeldecho in dieser Phase wahrscheinlich auch die Störechowelle W23 enthalten.
Weiter mit Bezug auf 8 wird in Schritt ST22 das Sender-Empfänger-Modul 201 veranlasst, in einen zusätzlichen Empfangsmodus einzutreten und ein zweites Umfeldecho zu empfangen. Die zweite Umfeldwelle in dieser Ausführungsform kann ein reiner Umfeldzustand sein in dem Fall, dass keine entsprechende Detektionswelle übertragen wird. Als nächstes analysiert der Prozessor 202 bei ST23 das zweite Umfeldecho und erzeugt ein Analyseergebnis, um zu bestimmen, ob es eine Interferenzquelle gibt. Wenn das Analyseergebnis zeigt, dass das zweite Umfeldecho Signalcharakteristik aufweist, bestimmt der Prozessor 202, dass sich die Einrichtung in einer Umgebung mit Interferenz befindet und führt in Schritt ST24 einen Beseitigungsprozess auf dem ersten Umfeldecho durch.
Mit anderen Worten, kann diese Ausführungsform die korrekte, zuvor erhaltene Abstandsinformation und das erste Umfeldecho aufzeichnen. Wenn der nachfolgende zusätzliche Empfangsmodus bestimmt, dass es eine Interferenzquelle in der Umgebung gibt, dann wird ein Beseitigungsprozess auf dem ersten Umfeldecho vorgenommen. In dieser Ausführungsform soll der Beseitigungsprozess das erste Umfeldecho direkt streichen, und es wird direkt damit fortgefahren, die zuvor aufgezeichnete korrekte Abstandsinformation zu verwenden. In einer anderen Ausführungsform soll das erste Umfeldecho gestrichen werden, nicht damit fortgefahren werden, die korrekte, zuvor aufgezeichnete Abstandsinformation zu verwenden, sondern damit fortgefahren werden, zu detektieren, ob es eine Interferenzquelle in der Umgebung gibt, d. h. zum Schritt ST22 zurückgekehrt werden, wenn bestimmt wird, dass es keine Interferenzquelle gibt, zum Durchführen eines Detektionsvorgangs, um ein korrektes Detektionsergebnis zu erhalten.
Auch hier können, obgleich in dieser Phase der Zeitpunkt der ersten Reflexionswelle, die kontinuierlich verwendet wird und als die erforderliche Reflexionswelle betrachtet wird, vor dem Zeitpunkt der Bestimmung, dass es keine Interferenzquelle in der Umgebung gibt, liegt, aufgrund der schnellen Verarbeitungsleistung der Einrichtung die zwei Zeitpunkte sehr nahe beieinander liegen. Mit anderen Worten, kann diese Ausführungsform das Echo, das empfangen wurde beim Bestimmen, dass es keine Interferenzquelle in der Umgebung gibt, verwenden, um die Reflexionswelle effektiv vorauszusagen, wenn es keine Interferenzquelle gibt. Insofern ist es auch möglich, die erforderliche Reflexionswelle korrekt zu erhalten.
Wenn das Analyseergebnis zeigt, dass das zweite Umfeldecho keine Signalcharakteristik aufweist, d. h., die Interferenzquelle 23 in 7A und 7B nicht existiert (oder sie existiert, hat aber keinen Einfluss), bestimmt der Prozessor 202 in Schritt ST25, dass sich die Einrichtung nicht in einer Umgebung mit einer Interferenz befindet und bestimmt direkt, dass das erste Umfeldecho die erste Reflexionswelle ist, die aufgrund des Zielobjekts durch die erste Detektionswelle gebildet wurde; d. h. das erste Umfeldecho wird als die erforderliche Reflexionswelle betrachtet.
Es ist denkbar, dass weitere Berechnungen mit dem erhaltenen Ergebnis vorgenommen werden können. Genauer gesagt, kann zu diesem Zeitpunkt, der Prozessor 202 eine Laufzeit zwischen der ersten Detektionswelle und der ersten Reflexionswelle berechnen, um einen Detektionsabstand zwischen der Ultraschalldetektionseinrichtung 20 und dem Zielobjekt 22 zu erhalten, wodurch der Detektionsvorgang bei Schritt ST26 abgeschlossen wird. Nach Abschluss des Detektionsvorgangs kann der detektierte Abstand aufgezeichnet werden, und dieser detektierte Abstand kann dann als korrekte Abstandsinformation als Referenz bei Schritt ST20 eingestellt werden. Sollte im Verlauf der nächsten Detektion bestimmt werden, dass es eine Interferenzquelle gibt, wird die aktualisierte korrekte Abstandsinformation ausgegeben, und wenn bestimmt wird, dass es keine Interferenzquelle gibt, wird die korrekte Abstandsinformation aufgezeichnet und aktualisiert. Zudem kann der obige Implementierungsablauf (Schritt ST20 bis ST26) wiederholt werden.
In einer weiteren Ausführungsform, wenn in Schritt ST23 bestimmt wird, dass es eine Interferenzquelle in der Umgebung gibt, wird das Umfeldecho mit Interferenz mithilfe des Schritts ST24 beseitigt und erneut in Schritt ST22 eingetreten. Die Anzahl wie viele Male aus Schritt ST23 erneut in den Schritt ST22 eingetreten wird, kann gezählt und somit bestimmt werden. Wenn diese Anzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet, kann die zuvor aufgezeichnete korrekte Abstandsinformation ausgegeben werden.
Die vorliegende Erfindung kann das Ziel, nämlich zu bestimmen, ob es eine Interferenzquelle in der Umgebung gibt, mittels des bereitgestellten zusätzlichen Empfangsmodus effektiv erreichen, und ferner den entsprechenden Beseitigungsmodus übernehmen, um die entsprechende Reflexionswelle des Detektionsvorgangs korrekt zu erhalten oder zu unterscheiden, wodurch Betriebsfehler, wie bei der Abstanddetektion, vermieden werden. Deshalb kann die vorliegende Erfindung das besagte technische Problem, das im Stand der Technik auftritt, effektiv lösen und erfolgreich die primäre Aufgabe lösen, für die die vorliegende Erfindung entwickelt wurde.

Claims

Ultraschalldetektionsverfahren, angewendet in einer Ultraschalldetektionseinrichtung mit einem Prozessor und einem Sender-Empfänger-Modul, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Veranlassen, dass das Sender-Empfänger-Modul in einen vorgegebenen Übertragungsmodus eintritt und eine erste Detektionswelle überträgt, und Veranlassen, dass das Sender-Empfänger-Modul in einen vorgegebenen Empfangsmodus eintritt und ein erstes Umfeldecho empfängt; Veranlassen, dass das Sender-Empfänger-Modul in einen zusätzlichen Empfangsmodus eintritt und ein zweites Umfeldecho empfängt; durch den Prozessor, Analysieren des zweiten Umfeldechos und Erzeugen eines Analyseergebnisses; und wenn das Analyseergebnis zeigt, dass das zweite Umfeldecho eine Signalcharakteristik aufweist, Durchführen eines Beseitigungsprozesses auf dem ersten Umfeldecho durch den Prozessor.
Ultraschalldetektionsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Beseitigungsprozess das erste Umfeldecho streichen und eine korrekte, zuvor aufgezeichnete Abstandsinformation ausgeben soll.
Ultraschalldetektionsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst: wenn das Analyseergebnis zeigt, dass das zweite Umfeldecho die Signalcharakteristik nicht aufweist, Bestimmen, durch den Prozessor, dass das erste Umfeldecho eine erste Reflexionswelle ist, die aufgrund des Zielobjekts durch die erste Detektionswelle gebildet wurde.
Ultraschalldetektionsverfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst: durch den Prozessor, Berechnen einer Laufzeit zwischen der ersten Detektionswelle und der ersten Reflexionswelle, um einen Detektionsabstand zwischen der Ultraschalldetektionseinrichtung und dem Zielobjekt zu erhalten, und Aufzeichnen und Aktualisieren des Detektionsabstands als korrekte Abstandsinformation.
Ultraschalldetektionseinrichtung, umfassend: ein Sender-Empfänger-Modul, das dazu ausgebildet ist, eine erste Detektionswelle in einem vorgegebenen Übertragungsmodus eines Detektionsvorgangs zu übertragen und ein erstes Umfeldecho in einem vorgegebenen Empfangsmodus des Detektionsvorgangs zu empfangen und ferner ein zweites Umfeldecho in einem zusätzlichen Empfangsmodus zu empfangen; und einen Prozessor, der dazu ausgebildet ist, das zweite Umfeldecho zu analysieren und ein Analyseergebnis zu erzeugen, wobei, wenn das Analyseergebnis zeigt, dass das zweite Umfeldecho eine Signalcharakteristik aufweist, der Prozessor dazu ausgebildet ist, einen Beseitigungsprozess auf dem ersten Umfeldecho durchzuführen.
Ultraschalldetektionseinrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der Beseitigungsprozess das erste Umfeldecho streichen soll und damit fortfahren soll, eine korrekte, zuvor durch den Prozessor aufgezeichnete Abstandsinformation auszugeben.
Ultraschalldetektionseinrichtung gemäß Anspruch 5, wobei, wenn das Analyseergebnis zeigt, dass das zweite Umfeldecho die Signalcharakteristik nicht aufweist, der Prozessor dazu ausgebildet ist, zu bestimmen, dass das erste Umfeldecho eine erste Reflexionswelle ist, die aufgrund des Zielobjekts durch die erste Detektionswelle gebildet wurde.
Ultraschalldetektionseinrichtung gemäß Anspruch 7, wobei der Prozessor dazu ausgebildet ist, eine Laufzeit zwischen der ersten Detektionswelle und der ersten Reflexionswelle zu berechnen, um einen Detektionsabstand zwischen der Ultraschalldetektionseinrichtung und dem Zielobjekt zu erhalten, und den Detektionsabstand aufzuzeichnen und diesen als korrekte Abstandsinformation zu aktualisieren.