DE102022124886A1

DE102022124886A1 - Sensoranordnung mit einem ultraschallsendeempfänger und einer optischen sendeempfangsvorrichtung

Info

Publication number: DE102022124886A1
Application number: DE102022124886.0A
Authority: DE
Inventors: Philipp Maurer; Violen Kömme
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2022-09-28
Filing date: 2022-09-28
Publication date: 2024-03-28
Also published as: KR20250073410A; CN120019297A; JP2025534323A; WO2024068410A1

Abstract

Sensoranordnung (20, 21) für ein Fahrzeug (10), aufweisend: einen Ultraschallsendeempfänger (100), der dazu eingerichtet ist, Ultraschallwellen auszusenden und reflektierte Ultraschallwellen zu empfangen und eine optische Sendeempfangsvorrichtung (101), die dazu eingerichtet ist, Licht auszusenden und reflektiertes Licht zu empfangen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung mit einem Ultraschallsendeempfänger und einer optische Sendeempfangsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Vermessen einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt.
Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, werden mit Ultraschallsendeempfängern ausgestattet, die Ultraschall-Sendesignale in eine Umgebung des Fahrzeugs aussenden und Ultraschall-Empfangssignale aus der Umgebung des Fahrzeugs empfangen. Anhand einer Signallaufzeit zwischen Aussenden eines Ultraschall-Sendesignals und Auftreten eines Ultraschallechos in dem Ultraschall-Empfangssignal, das auf eine Reflexion des Ultraschall-Sendesignals an einem Objekt in der Umgebung eines Fahrzeugs zurückgeht, wird ein Abstand zu dem Objekt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs ermittelt. Die tatsächliche Position des Reflexionspunkts kann durch Trilateration oder dergleichen bei Einsatz mehrerer Ultraschallsendeempfänger bestimmt werden.
Insbesondere beim automatisierten Fahren, z.B. beim automatisierten Einparken oder beim automatisierten Anfahren, müssen auch kleine oder schmale Hindernisse wie Pfosten oder waagrechte Stangen sicher erkannt werden und insbesondere müssen auch Hindernisse, die sich sehr nah an einem Ultraschallsendeempfänger befinden, sicher erkannt werden. Viele herkömmliche Ultraschallsendeempfänger können im Nahbereich, z.B. bei einer Entfernung von weniger als 20 cm vom Ultraschallsendeempfänger, prinzipbedingt Hindernisse nicht mehr erkennen. Bei solchen Ultraschallsendeempfängern wird eine Membran sowohl zum Erzeugen von Ultraschall-Sendesignalen genutzt als auch zum Empfangen von durch Hindernisse reflektierten Ultraschall-Empfangssignalen. Für die Erzeugung der Ultraschall-Sendesignale wird die Membran meist mit Hilfe eines Piezoelements zum Schwingen angeregt. Nach Beendigung der Anregung schwingt die Membran nach. Während die Membran schwingt oder nachschwingt, ist der Ultraschallsendeempfänger für reflektierte Ultraschall-Empfangssignale nicht oder nur wenig empfindlich. Je näher ein Hindernis zum Ultraschallsendempfänger ist, desto kürzer ist die Laufzeit vom Senden des Ultraschall-Sendesignals bis zum Empfangen des reflektierten Ultraschall-Empfangssignals. Erreicht die Reflexion den Utraschallsendeempfänger während der Schwingung- oder Nachschwingzeit der Membran, so wird das Hindernis nicht erkannt.
Aus der EP 3012654 A1 ist ein Ultraschallsensor mit einem Dämpfungselement, welches in einem Gehäuse zum Dämpfen der Schwingung der Membran angeordnet ist, bekannt. Das Dämpfungselement soll die Nachschwingungen der Membran reduzieren, sodass Hindernisse im Nahbereich besser erkannt werden können.
Aus der DE 102013226499 A1 ist ein Rückwärtswarnsystem mit einen Ultraschallwellensensor bekannt. Das Rückwärtsfahrsystem umfasst einen Ultraschallwellensensor, welcher konfiguriert ist, Information bezüglich des Bereiches hinter dem Fahrzeug zu detektieren sowie einem Kapazitätssensor, welcher konfiguriert ist, Information bezüglich des Bereiches hinter dem Fahrzeug näher als oder gleich zu einem vorher festgelegten Abstand zu detektieren. Wenn der Ultraschallwellensensor das Hindernis, welches auf der Rückseite des Fahrzeugs positioniert ist, nicht detektiert, kann der Kapazitätssensor konfiguriert sein, das Hindernis, welches auf der Rückseite des Fahrzeugs positioniert ist, zu detektieren.
Aus der DE 102007046769 A1 ist eine Sensoranordnung zur Detektion von Etiketten auf einem Trägermaterial bekannt. Die Sensoranordnung umfasst einen optischen Sensor sowie einen Ultraschallsensor zur Detektion der Etiketten. Sowohl der optische Sensor als auch der Ultraschallsensor arbeiten nach einer Transmissionsmessung, das heißt der Sender und der Empfänger des optischen Sensors einerseits sowie der Ultraschallsender und der Ultraschallempfänger des Ultraschallsensors andererseits sind jeweils beidseits einer Nachweisebene, in welcher das Trägermaterial mit den Etiketten relativ zur Vorrichtung geführt wird, angeordnet.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Sensoranordnung mit einem Ultraschallsendeempfänger und die Vermessung einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs mittels Ultraschalls im Nahbereich weiter zu verbessern.
Demgemäß wird eine Sensoranordnung für ein Fahrzeug vorgeschlagen, aufweisend: einen Ultraschallsendeempfänger, der dazu eingerichtet ist, Ultraschallwellen auszusenden und reflektierte Ultraschallwellen zu empfangen, und eine optische Sendeempfangsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, Licht auszusenden und reflektiertes Licht zu empfangen.
Durch die Kombination eines Ultraschallsendeempfängers mit einer optischen Sendeempfangsvorrichtung kann der vom Ultraschallsendeemfänger nicht oder nicht gut erfasste Nahbereich durch eine optische Sendeempfangsvorrichtung erfasst werden. Der Nahbereich des Ultraschallsendeemfängers kann, je nach Ultraschallsendeempfänger und dessen Betrieb, z.B. eine Entfernung von bis zu 5 cm, bis zu 10 cm oder bis zu 15 cm vom Ultraschallsendeempfänger umfassen. Die optische Sendeempfangsvorrichtung kann je nach optischer Sendeempfangsvorrichtung und deren Betrieb z.B. eine Entfernung von bis zu 20 cm, bis zu 15 cm, bis zu 10 cm oder bis zu 5 cm erfassen.
Die optische Sendeempfangsvorrichtung kann hierbei als eine Art optischer Schalter betrieben werden. Die optische Sendeempfangsvorrichtung sendet Licht aus, das ausgesendete Licht kann von einer nahen Oberfläche reflektiert werden. Ein Teil des reflektierten Lichts wird von der optischen Sendeempfangsvorrichtung empfangen. Wird ein eingestellter Schwellwert überschritten, so wird ein Hindernis erkannt. Durch die Wahl des Schwellwerts und Annahmen über die Reflexionen, z.B. die Reflektivität von Oberflächen, die Gestalt von Gegenständen oder die Streuung des Lichts, durch typischerweise auftretende Hindernisse bei dem eingesetzten Licht kann eingestellt werden, welchen Bereich die optische Sendeempfangsvorrichtung abdeckt. Bei dieser Art des Betriebs liefert die optische Sendeempfangsvorrichtung oder eine Auswertevorrichtung für die optische Sendeempfangsvorrichtung lediglich die Information, ob ein Hindernis vorhanden ist oder nicht. Die Information kann weiterverarbeitet und z.B. mit Daten anderer Sensoren oder vom Fahrzeug abgespeicherten Karten der Umgebung des Fahrzeugs verknüpft werden.
Insbesondere für ein automatisiertes Anfahren ist ein fälschlicherweise erkanntes Hindernis weniger risikobehaftet als ein fälschlicherweise nicht erkanntes Hindernis, die vorgeschlagene Sensoranordnung kann daher zur Risikoreduktion beim automatisierten Fahren eingesetzt werden.
Die Sensoranordnung mit dem Ultraschallsendeempfänger und der optische Sendeempfangsvorrichtung kann als eine Baugruppe vormontiert sein. Die Sensoranordnung kann ein Gehäuse, einen Mikroprozessor, z.B. einen ASIC, einen Speicher und/oder einen elektrischen Anschluss umfassen. Die Sensoranordnung ist insbesondere für einen zumindest teilweise unverdeckten Einbau in einem Verkleidungsteil, z.B. einem Stoßfänger, einer Frontschürze oder einer Heckschürze, eines Fahrzeugs ausgebildet. Der Sensoranordnung kann in einer entsprechenden Aussparung oder Durchgangsöffnung des Verkleidungsteils angeordnet sein. Eine derartige Sensoranordnung ist bei bestimmungsgemäßem Einbau am Fahrzeug teilweise sichtbar. Über den im eingebauten Zustand sichtbaren Bereich der Sensoranordnung kann der Ultraschallsendeempfänger, Ultraschallwellen aussenden und reflektierte Ultraschallwellen empfangen und eine optische Sendeempfangsvorrichtung kann über diesen sichtbaren Bereich Licht aussenden und reflektiertes Licht empfangen, ohne dass die Ultraschallwellen oder das Licht in der Ausbreitung gestört werden. Der Ultraschallsendeempfänger und die optische Sendeempfangsvorrichtung können, zumindest bereichsweise, in oder an einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform bilden der Ultraschallsendeempfänger und die optische Sendeempfangsvorrichtung eine, insbesondere vormontierte, Einheit und/oder sind nicht zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden. Insbesondere sind der Ultraschallsendeempfänger und die optische Sendeempfangsvorrichtung in einem (bevorzugt gemeinsamen) Gehäuse angeordnet.
Für die Montage an einem Fahrzeug ist eine Sensoranordnung, bei welcher der Ultraschallsendeempfänger und die optische Sendeempfangsvorrichtung miteinander verbunden sind und dadurch z.B. eine stabile Baugruppe zur Montage entsteht, nützlich.
Ein Fahrzeug, z.B. ein Kraftfahrzeug, unterliegt im Betrieb Umwelteinflüssen wie Vibrationen, Hitze, Kälte, Regen, Feuchtigkeit, Sonneneinstrahlung und Fahrtwind. Bei der Sensoranordnung können hierfür der Ultraschallsendeempfänger und die optische Sendeempfangsvorrichtung an oder teilweise in einem (insbesondere gemeinsamen) Gehäuse zum Schutz angeordnet sein und miteinander und/oder mit dem Gehäuse nicht zerstörungsfrei lösbar verbunden sein, z.B. vergossen, eingespritzt, verklebt, ein- oder angeschweißt sein. Hierdurch kann die Sensoranordnung auch vor Umwelteinflüssen geschützt werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die optische Sendeempfangsvorrichtung eine Leuchtdiode oder einen Laser, insbesondere für infrarotes, sichtbares oder ultraviolettes Licht.
Es stehen vielfältige günstige optische Sender für die die optische Sendeempfangsvorrichtung zur Verfügung. Insbesondere Leuchtdioden und Laser, insbesondere auf Halbleitern basierend, können hierbei verwendet werden. Leuchtdioden sind weniger fokussiert und meist weniger leistungsstark als Laser dafür aber einfach in der Handhabung. Es können Wellenlängenbereiche genutzt werden, die nicht sichtbar sind und/oder in denen wenig störendes Umgebungslicht vorhanden ist. Insbesondere im Bereich des nahen Infrarots, insbesondere bei Wellenlängen zwischen 780 nm und 1000 nm, kann ein optischer Sender günstig mit Halbleiterbauelementen, insbesondere Photodioden oder Photoransistoren, realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die optische Sendeempfangsvorrichtung der Sensoranordnung eine Photodiode oder einen Phototransistor.
Photodioden oder Phototransistoren dienen als optische Empfänger, die von den optischen Sendern ausgesendetes Licht, das von Objekten reflektiert wird, empfangen können. Phototransistoren sind empfindlicher als Photodioden, da sie gleichzeitig als Verstärker wirken. Photodioden sind häufig schneller als Phototransistoren. Photodioden und Phototransistoren sind günstige Bauelemente, die auf Halbleiterbasis für das Empfangen von Wellenlängen zwischen 780 nm und 1000 nm zur Verfügung stehen. Wird ein Phototransistor verwendet, so kann von einer nahen Oberfläche reflektiertes Licht den Phototransistor erreichen und mit einer Komparatorschaltung kann direkt ein Schwellwert für eine Hinderniserkennung eingestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die optische Sendeempfangsvorrichtung der Sensoranordnung zwei Infrarot Leuchtdioden und zwei Phototransistoren oder Photodioden.
Mit zwei oder mehr Infrarot Leuchtdioden und zwei oder mehr Phototransistoren oder Photodioden kann die optische Sendeempfangsvorrichtung redundant gestaltet werden, sodass ein Ausfall einzelner optischer Sender oder Empfänger nicht zum Ausfall der Sensoranordnung oder zu einer reduzierten Funktionalität der Sensoranordnung führt. Bei kleineren Verschmutzungen, die nicht alle optischen Sender oder optischen Empfänger abdecken, ist der Betrieb der optische Sendeempfangsvorrichtung weiter möglich. Mit einer Mehrzahl von optischen Sendern und optischen Empfängern können auch Funktionen wie eine Verschmutzungserkennung realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung einen Entkopplungsring zur Entkopplung von Schwingungen des Ultraschallsendeempfängers der Sensoranordnung von einer aufnehmenden Vorrichtung.
Ultraschallsendeempfänger wandeln meist elektrische Schwingungen mit Hilfe eines Piezoelements, das eine Membran anregt, in mechanische Schwingungen um. Durch die Schwingungen der Membran wird ein Ultraschall-Sendesignal erzeugt. Damit möglichst viel Leistung in das Ultraschall-Sendesignal umgewandelt werden kann, soll die mechanische Schwingung nicht auf Bauteile, an denen der Ultraschallsendeempfänger angeordnet ist, übertragen werden. Um diese Übertragung zu minimieren, können Ultraschallsendeempfänger oder die Baugruppe, in welcher der Ultraschallsendeempfänger integriert ist, über einen Entkopplungsring an dem Bauteil angeordnet oder mit dem Bauteil verbunden sein. So können z.B. Ultraschallsendeempfänger mit ihrer Elektronik in einem Gehäuse verbaut sein und dieses Gehäuse und/oder der Ultraschallsendeempfänger ist an einem Stoßfänger mit einem Entkopplungsring angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Entkopplungsring der Sensoranordnung dazu eingerichtet, das gesendete und/oder reflektierte Licht zur optischen Sendeempfangsvorrichtung durchzuleiten.
In vielen Anwendungen soll ein Ultraschallsendeempfänger unauffällig, ästhetisch gefällig und aerodynamisch angepasst in ein Fahrzeug, z.B. in einen Stoßfänger, eine Frontschürze oder eine Heckschürze, integriert werden und ein Entkopplungsring dient zur Entkopplung vom Fahrzeug, bzw. vom Stoßfänger, der Frontschürze oder der Heckschürze. Kann nun dieser Entkopplungsring für das gesendete und/oder reflektierte Licht der optischen Sendeempfangsvorrichtung genutzt werden, so ist ein Einsatz der vorgeschlagenen Sensoranordnung ohne Änderungen oder mit wenig Änderungen im äußeren Bereich des Fahrzeugs möglich.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Entkopplungsring der Sensoranordnung transparent für das ausgesendete und/oder reflektierte Licht, insbesondere transparent für infrarotes Licht.
Eine Möglichkeit den Entkopplungsring für das Durchleiten des gesendeten und/oder reflektierten Lichts zur optischen Sendeempfangsvorrichtung einzurichten, stellt ein Material des Entkopplungsrings dar, das transparent für das ausgesendete und/oder reflektierte Licht ist, insbesondere transparent für infrarotes Licht. Verwendet die optischen Sendeempfangsvorrichtung infrarotes Licht, so kann z.B. auch ein Material verwendet werden, das nicht transparent für sichtbares Licht ist, das jedoch transparent für infrarotes Licht ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Entkopplungsring der Sensoranordnung einen Lichtwellenleiter zum Leiten des ausgesendeten und/oder reflektierten Lichts.
Ein Lichtwellenleiter kann zur Strahlformung des ausgesendeten oder reflektierten Lichts verwendet werden, z.B. zu einer verbesserten Auskopplung oder Fokussierung des Lichts und/oder zur Durchleitung des Lichts durch den Entkopplungsring.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen ein Stoßfänger, eine Frontschürze oder eine Heckschürze eine oder mehrere der Sensoranordnungen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Fahrzeug eine oder mehrere der Sensoranordnungen und/oder einen Stoßfänger, eine Frontschürze oder eine Heckschürze mit einer oder mehreren der Sensoranordnungen.
Für den Einsatz bei Fahrerassistenzsystemen, wie beispielsweise Parksystemen, kann die Sensoranordnung an den Stellen eines Fahrzeugs angebracht sein, die vorwärts oder rückwärts in Fahrtrichtung liegen, damit die Sensoranordnung Hindernisse in diesem Bereich erkennen kann. Die eine oder mehrere Sensoranordnungen können daher z.B. am Stoßfänger, an der Frontschürze oder der Heckschürze eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angeordnet sein.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Vermessen einer Umgebung eines Fahrzeugs, insbesondere mit der beschriebenen Sensoranordnung, vorgeschlagen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen; b) Senden und Empfangen von Lichtsignalen; c) Auswerten der empfangenen Ultraschallsignale nach Hindernissen in der Umgebung des Fahrzeugs; und d) Auswerten der empfangenen Lichtsignale nach Hindernissen in der Umgebung des Fahrzeugs.
Durch das Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen und die Auswertung der empfangenen Ultraschallsignale nach Hindernissen in der Umgebung des Fahrzeugs wird die Umgebung mit Ultraschall vermessen. Durch Laufzeitbestimmungen können Entfernungen zu Hindernissen bestimmt werden und bei mehreren Ultraschallsendeempfängern, von denen aus Ultraschallsignale gesendet werden, kann durch Trilateration die Position von Hindernissen bestimmt werden. Da die Ultraschallsendeempfänger meist nicht in der Lage sind im Nahbereich unterhalb einer Mindestentfernung noch Hindernisse zu erkennen, wird der Nahbereich mit einer optischen Messung ergänzt. Hierbei werden Lichtsignale gesendet und empfangen. Die empfangenen Lichtsignale werden nach reflektiertem Licht ausgewertet, das von einem nahe am Ultraschallsendeempfänger befindlichen Hindernis stammen kann.
Gemäß einer Ausführungsform werden die empfangenen Ultraschallsignale nach Hindernissen im Abstand von über 5, bevorzugt über 10 cm von einem sendenden Ultraschallsendeempfänger ausgewertet und/oder werden die empfangenen Lichtsignale nach Hindernissen im Abstand von maximal 20, bevorzugt maximal 15 cm von einer sendenden optische Sendeempfangsvorrichtung ausgewertet.
Ultraschallsendeempfänger sind häufig nicht in der Lage Hindernisse im Nahbereich zu erfassen. Der Nahbereich, innerhalb dessen Hindernisse nicht mehr erfasst werden können, kann je nach Bauart 5 cm, 10 cm oder 15 cm umfassen. Hindernisse in diesem Nahbereich sollen durch empfangene Lichtsignale erfasst werden, hierzu werden empfangene Lichtsignale nach Hindernissen im Nahbereich im Abstand von maximal 20 cm, 15 cm, 10 cm oder 5 cm ausgewertet. Durch Trilateration kann mit Hilfe mehrerer Ultraschallsendeempfänger die Position und Lage von Hindernissen bestimmt werden. Bei der Auswertung der Lichtsignale reicht es häufig aus lediglich das Vorhandensein eines Hindernisses festzustellen. Dies erlaubt kostengünstige Systeme für das Senden und Empfangen der Lichtsignale und die Auswertung der gesendeten und empfangenen Lichtsignale. Beschränkt man sich bei der Auswertung der Lichtsignale auf den Nahbereich, insbesondere den nicht durch den Ultraschallsendeempfänger erfassten Nahbereich, so kann die Auswertung der Lichtsignale die Auswertung der Ultraschallsignale in einfacher Weise um die Information ergänzen, ob ein Hindernis im Nahbereich, insbesondere im nicht durch den Ultraschallsendeempfänger erfassten Nahbereich, vorhanden ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Anfahrfreigabe, insbesondere für einen automatisierten Anfahrvorgang, nur erteilt, wenn sich für eine beabsichtigte Fahrtrichtung aus den ausgewerteten Ultraschallsignalen und aus den ausgewerteten Lichtsignalen kein Hindernis, insbesondere innerhalb einer beabsichtigten Fahrtdistanz, ergibt.
Insbesondere beim automatisierten Fahren ist die Risikominimierung oder auch die Redundanz verschiedener Sensorsysteme wichtig. Insbesondere bei einem stehenden Fahrzeug kann sich die Umgebung des Fahrzeugs, z.B. durch Fußgänger, schnell und im Nahbereich ändern, z.B. wenn ein Fußgänger hinter ein stehendes Fahrzeug tritt. Ist der Ultraschallsendeempfänger ausgeschaltet, z.B. weil das Fahrzeug ausgeschaltet ist, so ist eine Änderung der Umgebung des Fahrzeugs möglich, ohne dass dies mit dem Ultraschallsendeempfänger erkannt werden kann. Befindet sich ein Hindernis nun beim Einschalten des Fahrzeugs bereits im Nahbereich des Ultraschallsendeempfängers, der durch den Ultraschallsendeempfänger nicht mehr erfasst werde kann, so wird das Hindernis durch den Ultraschallsendeempfänger nicht mehr erfasst. Wird nun eine Anfahrfreigabe nur erteilt, wenn sich sowohl aus der Auswertung der Ultraschallsignale als auch der Lichtsignale kein Hindernis ergibt, so wird das Risiko für ein nicht erkanntes Hindernis im Nahbereich reduziert.
Gemäß einer Ausführungsform werden mit mindestens zwei Infrarotdioden und mit mindestens zwei Phototransistoren oder Photodioden in einer Sensoranordnung Verschmutzungen auf der Sensoranordnung festgestellt.
Sind mehrere optische Sender und Empfänger vorhanden, z.B. zwei Infrarotdioden und zwei Phototransistoren, so kann, z.B. wenn der erste Phototransistor kein Reflexionssignal erhält, während der zweite Phototransistor ein Reflexionssignal oberhalb eines Schwellwerts erhält, darauf geschlossen werden, dass der Lichtweg zum ersten Phototransistor blockiert ist, z.B. durch Schmutz. Dies trifft insbesondere zu, wenn die beiden optischen Empfänger nebeneinander, z.B. mit weniger als 30 mm Abstand, angeordnet sind. Senden die optischen Sender, z.B. eine erste Infrarotdiode und eine zweite Infrarotdiode wechselweise und das reflektierte Signal, das die optischen Empfänger erreicht, unterscheidet sich stärker als ein Schwellwert, so kann darauf geschlossen werden, dass der Lichtweg von der Infrarotdiode, die ein niedrigeres reflektiertes Signal erzeugt, zu einem reflektierenden Objekt blockiert ist, z.B. durch Schmutz. Dies trifft insbesondere zu, wenn die beiden optischen Sender nebeneinander, z.B. mit weniger als 30 mm Abstand, angeordnet sind.
Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen.
Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
Die für die vorgeschlagene Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend und umgekehrt gelten auch die für das vorgeschlagene Verfahren beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale für die vorgeschlagene Vorrichtung entsprechend.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1 zeigt eine schematische Aufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit Sensoranordnungen und einem Hindernis;
2 zeigt eine Sensoranordnung und die Reflexion von Ultraschallwellen an einem Hindernis;
3 zeigt eine Sensoranordnung und die Reflexion von Ultraschallwellen an einem nahen Hindernis sowie die Abschattung eines entfernteren Objektes;
4 zeigt eine Sensoranordnung und die Reflexion von Ultraschallwellen an einem nahen Hindernis sowie die Abschattung eines entfernteren Objektes und die Beleuchtung des Hindernisses mit Licht;
5 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Sensoranordnung mit einem Ultraschallsendeempfänger und einer optische Sendeempfangsvorrichtung in einer Frontschürze;
6 zeigt schematisch eine Aufsicht auf eine Sensoranordnung mit einem Ultraschallsendeempfänger und einer optische Sendeempfangsvorrichtung in einer Frontschürze; und
7 zeigt ein Flussdiagram für ein Verfahren zum Vermessen einer Umgebung eines Fahrzeugs.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeug, ein Kraftfahrzeug 10 mit mehreren Sensoranordnungen 20, 21, die Ultraschallsendeempfänger umfassen. Die mehreren Sensoranordnungen 20, 21 sind in einer Frontschürze 60 und in einer Heckschürze, beide in der Aufsicht der 1 nicht direkt sichtbar, des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. In der schematischen Darstellung sind die Sensoranordnungen 20, 21 zur besseren Erkennbarkeit aufgesetzt dargestellt. Bei den meisten Kraftfahrzeugen 10 sind die Sensoranordnungen 20, 21 flächenbündig ausgeführt, sodass sie nicht oder nur minimal aus der Frontschürze oder Heckschürze hervorstehen oder dazu zurückgesetzt sind.
Die Ultraschallsendeempfänger der Sensoranordnungen 20, 21 sind mit einer topfförmigen Membran ausgeführt, die flach zur Außenseite des Fahrzeugs abschließt und die in der Farbe des Kraftfahrzeugs 10 lackiert sein kann. Die flache Ebene der Membran ist in die Ebene der Frontschürze 60 oder Heckschürze eingepasst. Häufig sind die Sensoranordnungen 20, 21 nur durch eine Silikonentkoppelung zwischen der Frontschürze oder Heckschürze und den Sensoranordnungen 20, 21 erkennbar, die sich als Kreis abzeichnet.
Für den Ultraschallsendeempfänger der Sensoranordnung 21 ist eine Ausbreitung 30 der gesendeten Ultraschallwellen eingezeichnet. Der Ultraschallsendeempfänger der Sensoranordnung 21 sendet die Ultraschallwellen in eine Umgebung 40 des Kraftfahrzeugs 10 aus. Der Ultraschallsendeempfänger der Sensoranordnung 21 sendet seine maximale Leistung senkrecht zur Fläche der in die Ebene der Frontschürze eingepassten Membran aus. In der Horizontaleben weisen die ausgesendeten Ultraschallwellen einen Öffnungswinkel einer Richtcharakteristik von etwa 120° auf. In der Vertikalebene ist der Öffnungswinkel etwa 60°.
An einem Hindernis 50 können die ausgesendeten Ultraschallwellen reflektiert werden. Aus der kombinierten Laufzeit der ausgesendeten Ultraschallwellen zum Hindernis und der Laufzeit der reflektierten Ultraschallwellen zurück zum Ultraschallsendeempfänger der Sensoranordnung 21 kann die Entfernung des Hindernisses 50 zum Ultraschallsendeempfänger der Sensoranordnung 21 berechnet werden. Werden Ultraschallsendeempfänger mehrerer Sensoranordnungen 20, 21 eingesetzt, so kann aus den verschiedenen Laufzeiten mittel bekannter Verfahren der Trilateration die Position des Hindernisses 50 bestimmt werden.
2 zeigt schematisch die Sensoranordnung 21 und die Reflexion von Ultraschallwellen an einem Hindernis 50. Die Ultraschallwellen können als Puls oder Pulssequenz ausgesendet werden. Die Ultraschallwellen weisen eine Richtcharakteristik auf und breiten sich mit einem Öffnungswinkel von etwa 120 ° in der Horizontalebene des Kraftfahrzeugs 10 aus. die Ausbreitung 30 der gesendeten Ultraschallwellen ist in 2 mit durchgezogenen Kreisbögen dargestellt. Treffen die ausgesendeten Ultraschallwellen ein Hindernis 50, so kann ein Teil der ausgesendeten Ultraschallwellen, der das Hindernis 50 trifft, reflektiert werden. Die Ausbreitung 70 der reflektierten Ultraschallwellen ist in 2 mit gestrichelten Kreisbögen dargestellt. Ein Teil der reflektierten Ultraschallwellen trifft den Ultraschallsendeempfänger der Sensoranordnung 21. Aus der Laufzeit der Pulse oder Pulssequenzen vom Ultraschallsendeempfänger der Sensoranordnung zum Hindernis 50 und zurück, kann die Entfernung des Hindernisses zum Ultraschallsendeempfänger der Sensoranordnung 21 berechnet werden.
3 zeigt eine Sensoranordnung 21 und die Reflexion von Ultraschallwellen an einem nahen Hindernis sowie die Abschattung eines entfernteren Objektes. Rückt das Hindernis 50 der 2 immer näher an den Ultraschallsendeempfänger der Sensoranordnung 21 heran, so wird die Laufzeit des Pulses oder der Pulssequenzen von Ultraschallsendeempfänger der Sensoranordnung 21 zum Hindernis und zurück immer kürzer. Erreichen die reflektierten Ultraschallwellen den Ultraschallsendeempfänger noch während dieser Ultraschallwellen als Pulse oder Pulssequenzen aussendet oder kurz nach dem Aussenden, so ist der Ultraschallsendeempfänger „blind“ für die reflektierten Ultraschallwellen. Das Hindernis 50 kann dann nicht mehr erkannt werden. Ist das Hindernis 50 seitlich versetzt, in 3 gestrichelt dargestellt, so kann es wegen der längeren Laufzeit möglicherweise trotz gleichen Abstands zur Frontschürze 60 noch erkannt werden. Für die Erkennung des Hindernisses 50 ist bei vielen Ultraschallsendeempfängern eine Entfernung vom Ultraschallsendeempfänger von mindestens 10 cm notwendig, dann ist die Laufzeit der in Form von Pulsen oder Pulssequenzen ausgesendeten Ultraschallwellen lang genug, dass die Membran nicht mehr angeregt wird und ausreichend ausgeschwungen ist, sodass reflektierte Ultraschallwellen empfangen und Reflexionen durch das Hindernis 50 erkannt werden könne.
Bei einem Hindernis 50, das sich nah vor dem Ultraschallsensor der Sensoranordnung 21 befindet, besteht zusätzlich die Gefahr, dass selbst ein deutlich größeres Objekt 80 hinter dem Hindernis 50 abgeschattet wird. Das Hindernis 50 reflektiert oder streut die auftreffenden Ultraschallwellen, so dass diese das Objekt 80 nicht oder nur noch abgeschwächt erreichen können.
4 zeigt eine Sensoranordnung 21 und die Reflexion von Ultraschallwellen (ein entsprechender Ultraschallsendeempfänger der Sensoranordnung 21 ist in 4 nicht gezeigt) an einem nahen Hindernis sowie die Abschattung eines entfernteren Objektes und die Beleuchtung des Hindernisses mit Licht. Wird von der Sensoranordnung 21 mit einer optischen Sendeempfangsvorrichtung (in 4 nicht gezeigt) Licht ausgesendet und reflektiertes Licht empfangen, so kann dies als zusätzliche Information dienen, ob sich ein Hindernis vor der Sensoranordnung 21 befindet. Im Ausführungsbeispiel der 4 ist die Ausbreitung des Lichts anhand von zwei Lichtkegeln dargestellt. Zwei Infrarotdioden senden Licht mit einer Wellenlänge von 850 nm aus. Trifft das ausgesendete Licht das Hindernis 50, so wird ein Teil des Lichtes reflektiert. Das Reflektierte Licht kann mit zwei Phototransistoren empfangen werden. Für die Phototransistoren ist mit einer Komparatorschaltung ein Schwellwert festgelegt. Wird der Schwellwert überschritten, so kann auf ein Hindernis erkannt werden. Hierdurch kann eine zusätzliche Sicherheit erzeugt werden, dass ein Hindernis nahe am Ultraschallsendeempfänger der Sensoranordnung 21 nicht übersehen wird. Die Realisierung der optischen Sendeempfangsvorrichtung mit Infrarotdioden und Phototransistoren ist kostengünstig möglich. Die Integration in herkömmliche Ultraschallsensoren mit einem Ultraschallsendeempfänger aber ohne optische Sendeempfangsvorrichtung ist häufig leicht realisierbar, da eine vorhandene Elektronik 140, z.B. ICs, ASICS, Mikroprozessoren und Speicher mitgenutzt werden können. Häufig ist z.B. ein sogenannter GPIO, General Purpose Input/Output, ein Allzweckeingabe/-ausgabe, an einem IC des Ultraschallsensors vorhanden, die zur Signalverarbeitung der optischen Sendeempfangsvorrichtung genutzt werden kann, z.B. zum Anschluss an den Photoransistor und zur Messung der durch das empfangene reflektierte Licht erzeugten Spannung des Phototransistors.
5 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Sensoranordnung 21 mit einem Ultraschallsendeempfänger 100 und einer optische Sendeempfangsvorrichtung 101 in einer Frontschürze 60. Der Ultraschallsendeempfänger 100 und die optische Sendeempfangsvorrichtung 101 sind bevorzugt in ein gemeinsames Gehäuse 105 integriert. An oder teilweise in dem Gehäuse 105 ist eine Membran 110 des Ultraschallsendeempfänger 100 angeordnet. Die Membran 110 ist topfförmig, mit einem flachen Bereich, der in die Ebene der Frontschürze 60 eingebracht ist, und einem zylindrischen Bereich höherer Materialstärke, über den die Membran 110 mit dem Gehäuse 105 verbunden ist. Die Verbindung ist durch eine Vergussmasse 120 hergestellt, alternativ kann die Membran 110 auch z.B. durch Verkleben, An- oder Umspritzen mit dem Gehäuse 105 verbunden sein. Durch die Vergussmasse 120 ist die Membran 110 so mit dem Gehäuse 105 verbunden, dass kein Wasser in das Gehäuse eindringen kann. Die Membran ist aus Metall, insbesondere aus Aluminium, gefertigt. Innerhalb der Membran 110 und durch diese geschützt, befindet sich ein Piezoelement 130.
Die Membran 110 und das Piezoelement 130 sind Teil des Ultraschallsendeempfängers 100. Eine Elektronik 140 des Ultraschallsendeempfängers 100 mit einem Mikroprozessor mit Speicher dient dazu mit dem Piezoelement 130 Pulse oder Pulsfolgen mit einer Trägerfrequenz zu erzeugen, die mit der Membran 110 ausgestrahlt werden. Die Elektronik 140 des Ultraschallsendeempfängers 100 dient ebenfalls dazu Ultraschallwellen die, insbesondere in Form reflektierter Pulse oder Pulsfolgen, auf die Membran 110 treffen, auszuwerten.
In der Vergussmasse 120 sind auch eine Infrarotleuchtdiode 150 und ein Phototransistor 160 eingegossen. Die Infrarotleuchtdiode 150 und der Phototransistor 160 sind Teil der optischen Sendeempfangsvorrichtung 101. Eine Elektronik 170 der optischen Sendeempfangsvorrichtung 101 mit einem Mikroprozessor mit Speicher dient dazu, mit der Infrarotleuchtdiode 150 Lichtsignale auszusenden und mit dem Phototransistor 160 Lichtsignale zu empfangen und auszuwerten. Über die Vergussmasse 120 sind auch die Infrarotleuchtdiode 150 und der Phototransistor 160 mit dem Gehäuse 105 fest verbunden. Im Gehäuse 105 sind die Leuchdiode 150 und der Phototransistor 160 mit der Elektronik 170 der optischen Sendeempfangsvorrichtung über Drähte oder Leiterbahnen verbunden. Es kann auch eine gemeinsame Elektronik 140, 170 für den Ultraschallsendeempfänger 100 und die optische Sendeempfangsvorrichtung 101 verwendet werden.
Das Gehäuse 105 hat einen Anschluss 180, z.B. eine Steckverbindung, für die Versorgung der optischen Sendeempfangsvorrichtung 101 und des Ultraschallsendeempfängers 100 mit elektrischer Energie und zum Transport von Daten von und zu der optischen Sendeempfangsvorrichtung 101 und dem Ultraschallsendeempfänger 100, z.B. von einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs 10. Das Gehäuse 105 ist mit einem Entkopplungsring 190 an der Frontschürze 60 angeordnet. Der Entkopplungsring 190 ist an die Membran 110 und die Vergussmasse 120 angespritzt, alternativ kann der Entkopplungsring 190 auch aufgesteckt, vergossen oder aufgeklebt sein. Der Entkopplungsring 190 vermindert die Übertragung von Schwingungen der Membran 110 direkt oder über das Gehäuse 105 auf die Frontschürze 60.
In den Entkopplungsring 190 sind Lichtwellenleiter 200 eingebracht, z.B. eingespritzt. Durch die Lichtwellenleiter kann Licht der Infrarotleuchtdiode 150 zur Außenseite der Frontschürze 60 gelangen und in die Umgebung 40 des Kraftfahrzeugs 10 ausgesendet werden und umgekehrt kann reflektiertes Licht von der Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 zum Phototransistor 160 gelangen.
6 zeigt schematisch eine Aufsicht aus der Umgebung 40 des Kraftfahrzeugs 10 auf eine Sensoranordnung 21 mit einem Ultraschallsendeempfänger und einer optische Sendeempfangsvorrichtung in einer Frontschürze 60. Der Entkopplungsring 190 ist hier transparent für das Licht der Infrarotleuchtdioden 150, sodass die Sensoranordnung 21 ohne Wellenleiter 200 auskommt, da das ausgesendete und empfangene Licht der optischen Sendeempfangsvorrichtung den Entkopplungsring 190 durchdringen kann. Der äußere Umfang des Entkopplungsrings 190 ist ca. 30 mm. Die Sensoranordnung 21 passt sich in den Bauraum ein, der auch für einen herkömmlichen Ultraschallsensor zur Verfügung steht, da der die Membran 110 umgebende Entkopplungsring 190 dazu genutzt wird, Licht der optische Sendeempfangsvorrichtung auszusenden und reflektiertes Licht zu empfangen. Durch die kompakte Konfiguration der Sensoranordnung 21 kann die optische Sendeempfangsvorrichtung insbesondere den Nahbereich vor der Ultraschallsendeempfänger gut abdecken.
In 6 weist die Sensoranordnung 21 für die optische Sendeempfangsvorrichtung zwei Infrarotleuchtdioden 150 und zwei Phototransistoren 160 auf. Durch den Einsatz von zwei Infrarotleuchtdioden 150 und zwei Phototransistoren 160 kann der Erfassungsbereich der optischen Sendeempfangsvorrichtung bestimmt werden und das System redundant ausgeführt werden. Durch eine Anordnung der Infrarotleuchtdioden 150 in er horizontalen Ebene ergibt sich z.B. eine breitere Erfassung in der Horizontalebene, durch die Anordnung in vertikaler Richtung ist die Erfassung von Hindernissen im Nahbereich nach oben und unten besser. Verschmutzungen auf einer Infrarotleuchtdiode 150 oder einer einem Phototransistor 160 und damit fehlende Reflexionen des ausgesendeten Lichts können durch das andere Paar von Infrarotleuchtdiode 150 und Phototransistor 160 ausgeglichen werden.
Wird bei der Auswertung von empfangenen Lichtsignalen bei einem eng beieinander liegenden Paar von Infrarotleuchtdiode 150 und Phototransistor 160, z.B. in 6 das obere Paar, durch ein starkes, empfangenes Lichtsignal eine starke Reflexion festgestellt und wird keine Reflexion bei dem zweiten eng beieinanderliegenden Paar, z.B. das untere Paar in der 6, festgestellt, so kann auf eine Verschmutzung im Bereich der Sensoranordnung 21, die das obere Paar von Infrarotleuchtdiode 150 und Phototransistor 160 der Sensoranordnung 21 abschattet, geschlossen werden.
7 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Vermessen einer Umgebung 40 eines Fahrzeugs 10, wie es insbesondere mit der beschriebenen Sensorvorrichtung 20, 21 durchgeführt werden kann.
In einem Schritt S1 werden Ultraschallsignale mit einem Ultraschallsendeempfänger gesendet und empfangen. Der Ultraschallsendeempfänger hat hierzu eine Membran 110, die mit einem Piezoelement 130 angeregt werden und Ultraschallwellen erzeugen kann. Mit einer Elektronik 140 des Ultraschallsendeempfängers können das Piezoelement 130 und die Membran 110 so angeregt werden, dass Ultraschallsignale gesendet werden. Treffen die gesendeten Ultraschallsignale auf ein Hindernis 50, so kann ein Teil reflektiert werden. Treffen die reflektierten Ultraschallsignale wieder auf die Membran 110, so können sie vom Ultraschallsendeempfänger empfangen werden.
In einem Schritt S2 werden Lichtsignale mit einer optischen Sendeempfangsvorrichtung gesendet und empfangen. Der Schritt S2 kann parallel, abwechselnd, nach oder vor dem Schritt S1 erfolgen. Mit einer Elektronik 170 der optischen Sendeempfangsvorrichtung wird eine Leuchtdiode 150 angesteuert und es werden Lichtsignale mit der Leuchtdiode emittiert. Treffen die ausgesendeten Lichtsignale auf ein Hindernis 50, so kann ein Teil reflektiert werden. Treffen die reflektierten Lichtsignale auf einen Phototransistor 160 oder eine Photodiode der optischen Sendeempfangsvorrichtung, so können sie von der optischen Sendeempfangsvorrichtung empfangen werden.
In einem Schritt S3 werden die empfangenen Ultraschallsignale nach Hindernissen 50 in der Umgebung 40 des Fahrzeugs 10 ausgewertet. Hierzu wird nach Peaks in den empfangenen Ultraschallsignalen gesucht, die Reflexionen von Hindernissen 50 entsprechen. Aus der Laufzeit der Ultraschallsignale zum Hindernis 50 und zurück zum Ultraschallsendeempfänger wird die Entfernung des Hindernisses 50 berechnet. Bei Verwendung mehrerer Ultraschallsendeempfänger kann auch die Position eines Hindernisses über eine Trilateration bestimmt werden. Ist das Hindernis 50 jedoch zu nah am Ultraschallsendeempfänger, so erreicht das reflektierte Ultraschallsignal die Membran 110, während diese noch für die Sendung von Ultraschallwellen angeregt wird oder von der Anregung noch nachschwingt und das Ultraschallsignal kann nicht empfangen werden. Ein Hindernis wird dann nicht erkannt.
In einem Schritt S4 werden die empfangenen Lichtsignale nach Hindernissen 50 in der Umgebung 40 des Fahrzeugs 10 ausgewertet. Der Schritt S4 kann parallel, abwechselnd, nach oder vor dem Schritt S3 erfolgen. Hierbei wird ein Helligkeitswert für das empfangene Lichtsignal mit einem Schwellwert verglichen. Liegt der Helligkeitswert über dem Schwellwert, so wird ein Hindernis erkannt. Für die Auswertung werden Lichtsignale mit Wellenlängen verwendet, die in der Umgebung 40 des Fahrzeugs 10 möglichst wenig oder nicht natürlich vorkommen, z.B. im nahen Infrarot. Der Schwellwert wird so gewählt, dass nur Hindernisse 50 erkannt werden, die vom Ultraschallsendeempfänger nicht erkannt werden, weil sie sich zu nahe am Ultraschallsendeempfänger befinden. Z.B. kann der Schwellwert experimentell so festgelegt werden, dass häufige oder besonders zu berücksichtigende Hindernisse 50, z.B. Fußgänger, möglichst erkannt werden. Eine Anfahrfreigabe wird durch die Elektronik 170 für die optische Sendeempfangsvorrichtung nur erteilt, wenn kein Hindernis erkannt wird. Nur wenn eine Anfahrfreigabe der Elektronik für die optische Sendeempfangsvorrichtung und eine Anfahrfreigabe der Elektronik 140 des Ultraschallsendeempfängers vorliegt, wird eine Anfahrfreigabe für ein automatisiertes Fahrmanöver erteilt und ein automatisierter Ein- oder Ausparkvorgang kann z.B. starten.
BEZUGSZEICHENLISTE

10: Kraftfahrzeug
20, 21: Sensoranordnung
30: Ausbreitung der Ultraschallwellen
40: Umgebung des Kraftfahrzeugs
50: Hindernis
60: Frontschürze
70: Ausbreitung der reflektierten Ultraschallwellen
80: Objekt
90: Lichtkegel
100: Ultraschallsendeempfänger
101: optische Sendeempfangsvorrichtung
105: Gehäuse
110: Membran
120: Vergussmasse
130: Piezoelement
140: Elektronik des Ultraschallsendeempfängers
150: Infrarotleuchtdiode
160: Phototransistor
170: Elektronik der optischen Sendeempfangsvorrichtung
180: Anschluss
190: Entkopplungsring
200: Lichtwellenleiter
S1: Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen
S2: Senden und Empfangen von Lichtsignalen
S3: Auswerten empfangener Ultraschallsignale
S4: Auswerten empfangener Lichtsignale

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3012654 A1 [0004]
DE 102013226499 A1 [0005]
DE 102007046769 A1 [0006]

Claims

Sensoranordnung (20, 21) für ein Fahrzeug (10), umfassend einen Ultraschallsendeempfänger (100), der dazu eingerichtet ist, Ultraschallwellen auszusenden und reflektierte Ultraschallwellen zu empfangen, und eine optische Sendeempfangsvorrichtung (101), die dazu eingerichtet ist, Licht auszusenden und reflektiertes Licht zu empfangen.
Sensoranordnung (20, 21) nach Anspruch 1, wobei der Ultraschallsendeempfänger (100) und die optische Sendeempfangsvorrichtung (101) in einem Gehäuse (105) angeordnet sind.
Sensoranordnung (20, 21) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die optische Sendeempfangsvorrichtung (101) eine Leuchtdiode (150) oder einen Laser, insbesondere für infrarotes, sichtbares oder ultraviolettes Licht, umfasst.
Sensoranordnung (20, 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Sendeempfangsvorrichtung (101) eine Photodiode oder einen Phototransistor (160) umfasst.
Sensoranordnung (20, 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Sendeempfangsvorrichtung (101) zwei Infrarotleuchtdioden (150) und zwei Phototransistoren (160) oder Photodioden umfasst.
Sensoranordnung (20, 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Entkopplungsring (190) zur Entkopplung von Schwingungen des Ultraschallsendeempfängers (100) der Sensoranordnung (20, 21) von einer die Sensoranordnung (20, 21) aufnehmenden Vorrichtung (60).
Sensoranordnung (20, 21) nach Anspruch 6, wobei der Entkopplungsring (190) dazu eingerichtet ist, das gesendete und/oder reflektierte Licht zur optischen Sendeempfangsvorrichtung (101) durchzuleiten.
Sensoranordnung (20, 21) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Entkopplungsring (190) transparent für das ausgesendete und/oder reflektierte Licht, insbesondere transparent für infrarotes Licht ist.
Sensoranordnung (20, 21) nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Entkopplungsring (190) einen Lichtwellenleiter (200) zum Leiten des ausgesendeten und/oder reflektierten Lichts umfasst.
Stoßfänger, Frontschürze (60) oder Heckschürze umfassend eine oder mehrere Sensoranordnungen (20, 21) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen.
Fahrzeug (10) umfassend eine oder mehrere Sensoranordnungen (20, 21) und/oder einen Stoßfänger, eine Frontschürze (60) oder eine Heckschürze gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Vermessen einer Umgebung (40) eines Fahrzeugs (10), insbesondere mit einer Sensoranordnung (20, 21) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend folgende Schritte: a) Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen, b) Senden und Empfangen von Lichtsignalen, c) Auswerten der empfangenen Ultraschallsignale nach Hindernissen in der Umgebung (40) des Fahrzeugs (10), und d) Auswerten der empfangenen Lichtsignale nach Hindernissen in der Umgebung (40) des Fahrzeugs (10).
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die empfangenen Ultraschallsignale nach Hindernissen (50) im Abstand von mindestens 5, bevorzugt mindestens 10 cm von einem sendenden Ultraschallsendeempfänger (100) ausgewertet werden und/oder die empfangenen Lichtsignale nach Hindernissen im Abstand von weniger als 20, bevorzugt weniger als 15 cm von einer sendenden optische Sendeempfangsvorrichtung (101) ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei eine Anfahrfreigabe, insbesondere für einen automatisierten Anfahrvorgang, nur erteilt wird, wenn sich für eine beabsichtigte Fahrtrichtung aus den ausgewerteten Ultraschallsignalen und aus den ausgewerteten Lichtsignalen kein Hindernis, insbesondere innerhalb einer beabsichtigten Fahrtdistanz, ergibt.
Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 12-14 auszuführen.