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WO2018007342A1 - Elektronische auswerteeinrichtung einer detektionsvorrichtung, detektionsvorrichtung, fahrerassistenzsystem und verfahren zum betreiben einer elektronischen auswerteeinrichtung - Google Patents

Elektronische auswerteeinrichtung einer detektionsvorrichtung, detektionsvorrichtung, fahrerassistenzsystem und verfahren zum betreiben einer elektronischen auswerteeinrichtung Download PDF

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WO2018007342A1
WO2018007342A1 PCT/EP2017/066544 EP2017066544W WO2018007342A1 WO 2018007342 A1 WO2018007342 A1 WO 2018007342A1 EP 2017066544 W EP2017066544 W EP 2017066544W WO 2018007342 A1 WO2018007342 A1 WO 2018007342A1
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WO
WIPO (PCT)
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signal
receiver
detection
branch
signals
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2017/066544
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English (en)
French (fr)
Inventor
Juergen Nies
Jochen Schenk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of WO2018007342A1 publication Critical patent/WO2018007342A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G01S7/527—Extracting wanted echo signals
    • G01S7/5273—Extracting wanted echo signals using digital techniques

Definitions

  • the invention relates to an electronic evaluation device for a detection device operating according to a pulse transit time method, in particular for a driver assistance system of a vehicle, for evaluating pulsed receiver signals of at least one receiver of the detection device, wherein the evaluation device has at least one signal detection branch with which a start and / or an end at least a receiver signal detected and a corresponding detection signal can be provided.
  • the invention relates to a detection device having at least one electronic evaluation device, in particular for a driver assistance system of a vehicle, wherein the detection device operates according to a pulse transit time method and wherein the at least one evaluation device is provided for evaluating pulsed receiver signals at least one receiver of the detection device, wherein the receiver signals with the at least one receiver from at least one surface in a monitoring range of the detection device reflected and sent back as received signals pulsed transmission signals of a transmitter of the detection device are generated, wherein the evaluation device has at least one signal detection branch with which detects a beginning and / or end of at least one receiver signal and a corresponding detection signal can be provided.
  • the invention relates to a driver assistance system of a vehicle having at least one detection device comprising at least one electronic evaluation device, wherein the detection device operates according to a pulse transit time method, for evaluating pulsed receiver signals at least one receiver of the detection device, wherein the receiver signals with the at least one receiver from at least one surface are reflected in a monitoring range of the detection device and returned as received signals pulsed transmission signals of a transmitter of the detection device are generated, wherein the at least one evaluation device at least one signal detection branch on has, with which a beginning and / or an end of at least one receiver signal detected and a corresponding detection signal can be output.
  • the invention further relates to a method for operating an electronic evaluation device for a detection device operating according to a pulse transit time method, in particular for a driver assistance system of a vehicle, in which pulsed receiver signals of at least one receiver of the detection device are evaluated, wherein the receiver signals with the at least one receiver of at least a surface in a monitoring range of the detection device and reflected as received signals transmitted back pulsed transmission signals of a transmitter of the detection device are generated, with at least one signal detection branch of the evaluation detects a beginning and / or end of at least one receiver signal and a corresponding detection signal is provided.
  • DE 10 2012 021 831 A1 discloses a scanning optoelectronic detection device, in particular a laser scanner, for a motor vehicle, having an optical transmitter for emitting electromagnetic radiation, having an optical receiver for receiving beams reflected at a target object in an environment of the motor vehicle and for providing an electrical received signal as a function of the received beams, and with an evaluation device for detecting the target object as a function of the electrical received signal.
  • the transmitter is designed to emit one transmission beam for a plurality of different scanning angles within a total scanning angle range, and wherein the evaluation device is designed to compare the received signal with a detection threshold for each scanning angle and to detect the target object depending on the comparison.
  • the detection threshold is an angle-dependent threshold value function which has mutually different threshold values for the received signal for at least two different scanning angles of the transmitter.
  • the invention is based on the object, an evaluation device, a detection device, a driver assistance system and a method of the type mentioned to develop, in which simply, in particular with less effort and / or cost, accuracy and speed of detection can be improved.
  • At least one signal storage branch with which at least a portion of a waveform of the at least one receiver signal can be stored and provided, wherein at least one output of the at least one signal detection branch is connected to at least one control input of the at least one signal memory branch.
  • the advantages of pure signal detection namely the speed, and the advantages of storing part of the signal profile, namely the temporal resolution of the signal waveform, are combined.
  • a beginning and / or an end of the at least one receiver signal can be detected and passed on quickly.
  • a signal curve, in particular a curve shape, of the at least one received signal can be temporarily stored and read out after the actual measurement.
  • pure signal detection is a time in which the signal exceeds a predetermined threshold, depending on an intensity of the reflected signal from the object signal and therefore determined only with limited accuracy. By temporarily storing the signal curve, this time point can be determined more accurately on the basis of the signal curve.
  • the detection device can operate according to a transit time measurement method.
  • a transmission signal in particular a short signal pulse, is transmitted to monitor the monitoring area with the at least one transmitter.
  • the Transmitted signal reflected on an object surface is detected as a received signal by at least one receiver and possibly amplified.
  • the time between the transmission of the at least one transmission signal and the reception of the corresponding reception signal can be determined. From this results, taking into account the propagation speed of the signals, in particular the speed of light, the distance to the object.
  • At least one output of the at least one signal detection branch is connected to at least one control input of the at least one signal memory branch
  • at least one function of the at least one signal memory branch in particular with a control signal which can be generated with the at least one signal detection branch, in particular a comparison element at least one intermediate storage element and / or at least one converter, be enabled or disabled.
  • the corresponding at least one function of the at least one signal memory branch can thus be enabled or disabled depending on a detection of at least one receiver signal with the signal detection branch.
  • an analogue receiver signal can be evaluated by at least one receiver by exceeding a threshold.
  • the receiver signal can be applied in particular with a delay to at least one intermediate memory. If an exceeding of the threshold is detected, the analog receiver signal can be stored in the at least one temporary store. The buffered analogue receiver signal can then be read out. With the obtained waveform of the waveform, in particular the rising edge of the receiver signal, the time of receipt of the received signal and thus the distance to the object can be determined.
  • only sections of the signal profile of the at least one receiver signal can be temporarily stored in the at least one intermediate memory. In this way, a read-out time for reading the cached data can be reduced.
  • the sections of the signal curve can be buffered in the region of exceeding the threshold. In this way, the time of exceeding the threshold can be determined more accurately from the waveform.
  • the receiver signals with the at least one receiver can be generated from pulsed transmission signals of a transmitter of the detection device which are reflected from at least one surface into a monitoring region of the detection device and are sent back as received signals.
  • At least one receiver can be designed as a converter of electromagnetic or sound-receiving signals into electronic receiver signals.
  • the electrical receiver signals can be processed with the electronic evaluation device.
  • At least one receiver may comprise at least one photodiode, in particular an avalanche photodiode (APD).
  • APD avalanche photodiode
  • At least one receiver may comprise an amplifier for amplifying the receiver signals.
  • receiver signals generated by the receiver can be amplified.
  • a respective input of the at least one signal detection branch and the at least one signal memory branch can be functionally connected to the same receiver signal input line of the evaluation device for the at least one receiver signal.
  • the same at least one receiver signal can be present at the at least one signal detection branch and the at least one signal memory branch.
  • the at least one receiver signal can thus be processed in parallel respectively with the at least one signal detection branch and the at least one signal memory branch.
  • the receiver signal input line in turn is connected to an output of the at least one receiver. With her the receiver signals of the at least one receiver are transmitted.
  • the at least one detection device can be a scanning detection system. In this case, a monitoring area can be scanned, ie scanned, with transmission signals.
  • the corresponding transmission signals in particular transmission beams, can be pivoted, so to speak, with respect to their propagation direction via the monitoring area.
  • the scanning of the monitoring area can be angle-dependent, so that a direction of the object relative to the at least one detection device can be determined.
  • the at least one detection device may be a distance measuring system.
  • the at least one detection device with transmission signals and received signals on the basis of electromagnetic signals, in particular optical signals or radar signals, or sound signals, in particular ultrasonic signals work.
  • the at least one detection device may be based on radar, LiDAR, LaDAR, sonic, in particular ultrasound, or the like technology.
  • the transmitters and receivers used can be configured to transmit or receive corresponding radar, light, laser, sound, in particular ultrasound or the like signals.
  • a laser-based distance measuring system can have as light source at least one laser, in particular a diode laser.
  • pulsed transmission beams can be transmitted as transmission signals with the at least one laser.
  • the laser-based distance measuring system can advantageously be a laser scanner. With a laser scanner, a surveillance area can be scanned with a particular pulsed laser beam.
  • the invention is used in a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the invention can be used in a land vehicle, in particular a passenger car, a truck, a bus, a motorcycle or the like.
  • the detection device can be connected to or part of at least one electronic control device of the vehicle, in particular a driver assistance system and / or a chassis control system and / or a driver information device.
  • the at least one signal storage branch may have at least one intermediate storage element.
  • the at least one buffer element With the at least one buffer element at least a portion of the at least one receiver signal can be buffered. If required, the at least one section of the at least one receiver signal can be read out of the at least one buffer element.
  • At least one buffer element may comprise at least one analog storage medium, in particular a switched capacitor array (SCA). This can be used to save analogue receiver signals.
  • SCA switched capacitor array
  • At least one intermediate storage element can have at least one digital storage medium, in particular a first-in-first-out storage (FIFO memory).
  • FIFO memory first-in-first-out storage
  • the at least one signal detection branch can have at least one comparison element for comparing the at least one receiver signal with a predetermined or predefinable threshold value. In this way it can be detected with the at least one comparison element as soon as the at least one receiver signal exceeds or falls below the threshold value.
  • a rising edge or when falling below the threshold value a falling edge of the at least one receiver signal can be detected.
  • a rising edge characterizes the beginning of the at least one receiver signal and a falling edge the corresponding end.
  • the at least one comparison element can be designed to provide at least one control signal depending on a result of the comparison.
  • the control signal other components of the evaluation device, in particular special of the signal storage branch, according to directly or indirectly driven, in particular enabled or disabled, are.
  • At least one comparison element can have at least one comparator.
  • the comparator can advantageously be designed such that it can provide a digital control signal, in particular a logical zero or a logical one or the like, depending on the result of the comparison.
  • the at least one signal storage branch may have at least one delay element for delaying the at least one receiver signal.
  • the at least one receiver signal With the at least one delay element, the at least one receiver signal can be delayed and provided with a corresponding time delay to a subsequent component of the signal memory branch, in particular a buffer element.
  • the at least one receiver signal can be passed through and processed by the at least one signal detection branch and simultaneously retained with the at least one delay element in the at least one signal memory branch.
  • the same at least one receiver signal may be stored in the signal memory branch.
  • a respective input of at least one comparison element and at least one delay element can be functionally connected to the same receiver signal input line.
  • the same at least one receiver signal can be provided at the input of the at least one comparison element and the input of the at least one delay element.
  • At least one delay element can have at least one delay line. Run-time lines can also be referred to as a delay line or, in the English language, as a "delay line.” A time-delay for the at least one receiver signal can be achieved with a time-delay line.
  • an output of the at least one delay element can be connected directly or indirectly to an input of at least one buffer element. In this way, the at least one delayed receiver signal can be provided at the input of the at least one latch element.
  • the output of the at least one delay element can be connected directly to the input of the at least one intermediate storage element. In this way, the at least one analog receiver signal can be transferred directly.
  • the output of the at least one delay element may be indirectly connected to the input of the at least one intermediate element. In this way, the at least one delayed receiver signal can additionally be processed with a further component, in particular an analog-to-digital converter, before it is fed to the at least single memory element.
  • At least one output of the at least one signal detection branch and / or at least one output of the at least one signal memory branch can be connected to at least one electronic calculation part, comprising at least one detection signal and / or at least part of the signal profile of the at least one receiver signal
  • Information about an object detected by the detection device can be determined.
  • a reception time for the receiver signal and / or a signal course, in particular a signal length, a beginning and / or an end of the receiver signal can be determined by means of the at least one calculation part. From this, in particular a distance and / or a relative speed of the object relative to the detection device can be determined. W.
  • At least one output of at least one predicate element of at least one signal detection branch can be connected directly to at least one control input of the at least one signal memory branch.
  • a corresponding control signal from the at least one comparison element can be placed directly on the control input.
  • At least one output can be indirectly connected with the interposition of a further electronic component, in particular a control unit. logic to which at least one control input connected.
  • the control signal can be subjected to further processing before a correspondingly processed control signal is transmitted to the at least one signal detection branch.
  • at least one further electronic component can be part of the at least one signal detection branch.
  • the further electronic component can transmit correspondingly processed control signals to the corresponding control input, in particular of at least one intermediate storage element and / or at least one converter.
  • At least one signal storage branch can be designed to store analog receiver signals and / or at least one signal memory branch can be configured to store digital receiver signals.
  • At least one buffer element may be an analog buffer element for storing analog receiver signals.
  • the receiver signals need not be digitized prior to storage.
  • At least one buffer element may be a digital buffer element for storing digital receiver signals.
  • the at least one latching element can be arranged functionally according to a converter of analogue receiver signals into digital receiver signals.
  • At least one signal storage branch and / or at least one signal detection branch can have at least one device for converting analogue receiver signals into digital receiver signals.
  • At least one means for converting analog receiver signals into digital receiver signals may include at least one analog-to-digital converter.
  • An analog-to-digital converter makes it easy to convert analog signals into digital signals.
  • the at least one device for converting analog receiver signals into digital receiver signals may have at least one control input. In this way, the conversion can be enabled or disabled by means of a corresponding control signal.
  • At least one device for converting analog receiver signals into digital receiver signals can be realized with a processor or an integrated circuit, in particular a field programmable gate array (FPGA), in particular integrated therein.
  • FPGA field programmable gate array
  • At least one device for converting analog receiver signals into digital receiver signals can be arranged in front of at least one latch element or after at least one latch element of the at least one latch section.
  • At least one device for converting analog receiver signals into digital receiver signals can be directly or indirectly connected downstream of an output of at least one latch element of at least one signal memory branch.
  • the at least one buffer element can be used as an analog buffer element for storing analog waveform data.
  • the analog waveform data can be digitized from the at least one buffer element and forwarded to further functional units of the detection device.
  • the signal profile of the at least one receiver signal can be temporarily stored in the at least one buffer element and read out after the actual measurement with a slower device for converting.
  • At least one device for converting analogue receiver signals into digital receiver signals can be connected directly or indirectly upstream of an input of at least one intermediate memory element of at least one signal memory branch.
  • the waveform data can be digitized, before being fed to the at least one intermediate storage element.
  • the at least one temporary storage element may be digital in this case.
  • the at least one receiver signal may be directly applied to the at least one means for converting analog receiver signals to digital receiver signals.
  • the at least one device for converting analogue receiver signals into digital receiver signals can be activated, ie enabled or deactivated, via a control unit, in particular a control logic. If an exceeding of a threshold value is determined, if necessary, by means of at least one comparison element, the at least one receiver signal can be converted in rapid succession and the digitized values of the receiver signal can be stored in at least one digital buffer element.
  • a relatively fast analog-to-digital converter can be used. In this way, the at least one receiver signal can be converted faster and delivered to the at least one buffer element.
  • At least one device for converting analogue receiver signal into digital receiver signals can be arranged functionally between at least one delay element and an input of at least one intermediate storage element of at least one signal store branch.
  • the at least one delay element can delay the analog receiver signal
  • the delayed receiver signal can be transmitted to the means for converting to digitization and transferred to the at least one latch element for latching at least a portion of the waveform of the at least one digital receiver signal.
  • the object according to the invention is achieved with the electronic detection device in that the at least one evaluation device has at least one signal memory branch with which at least part of a signal waveform of the at least one receiver signal can be stored and provided, wherein at least one output of the at least one signal detection branch having at least one Control input of at least one latch signal is connected.
  • the object according to the invention is achieved with the driver assistance system in that the at least one evaluation device has at least one signal storage branch with which at least part of a signal waveform of the at least one receiver signal can be stored and output, at least one output of the at least one signal detection branch having at least one control input the at least one signal storage branch is connected.
  • the object is achieved with the method according to the invention that is stored and provided with at least one signal storage branch of the evaluation at least a portion of a waveform of the at least one receiver signal, wherein the at least one signal storage branch is controlled with the detection signal of the at least one signal detection branch.
  • information about an object detected by the detection device can be determined from the at least one detection signal and / or at least part of the signal profile of the at least one receiver signal.
  • a reception time for the at least one receiver signal and / or a signal length, in particular a time interval between the beginning and the end of the at least one receiver signal can be determined precisely. From this, in particular a distance and / or a relative speed of the object relative to the detection device can be determined more accurately.
  • the at least one receiver signal can be compared with the predetermined or predefinable threshold value.
  • the result of the signal detection branch can be used to start storage of at least part of the signal profile of the at least one receiver signal.
  • at least one temporary storage element can be started. Since the receiver signal present at the input of the at least one intermediate memory element has been delayed by the at least one delay element, data of the signal profile are also stored in the at least one intermediate element before the trigger time.
  • the at least one buffer element contains the required data of the signal curve, these can be read in and converted via an analog-to-digital converter. In the case of the at least one buffer element, the conditions be specified for the required data of the waveform.
  • a data volume and / or a time length of the portion of the at least one receiver signal to be stored and / or a resolution can be specified.
  • the time of arrival of the reflected received signal or the receiver signal and thus the distance of the object can be determined more accurately.
  • Figure 1 is a front view of a motor vehicle with a laser scanner, which
  • Figure 2 is a schematic drawing of a driving situation of the motor vehicle from the
  • Figure 3 is a block diagram of an electronic evaluation of a laser scanner according to a first embodiment, which can be used in the motor vehicle of Figures 1 and 2;
  • FIG. 4 is a block diagram of an electronic evaluation of a laser scanner according to a second embodiment, which can be used in the motor vehicle of Figures 1 and 2;
  • FIG. 5 shows a respective signal-time diagram of a receiver signal of a laser scanner from FIGS. 1 to 4 for comparison in good visibility conditions and in the case of fog;
  • FIG. 6 shows an enlarged signal-time diagram of a receiver signal of a laser scanner from FIGS. 1 to 4 in good visibility conditions
  • FIG. 7 shows an enlarged signal-time diagram of a receiver signal of a laser scanner from FIGS. 1 to 4 in the case of fog.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle 10 in the form of a passenger car in front view.
  • the motor vehicle 10 has an optical detection device in the form of a laser scanner 12.
  • the laser scanner 12 is arranged in the front bumper of the motor vehicle 10.
  • the motor vehicle 10 is indicated schematically in FIG. 2 only as a rectangle. With the laser scanner 12, a monitoring area 14 in the direction of travel in front of the motor vehicle 10 can be monitored for objects 16.
  • the objects 1 6 may be, for example, other vehicles or other obstacles.
  • an object 1 6 is exemplified as a cross.
  • FIG. 2 shows a schematically indicated driving situation of the motor vehicle 10 in plan view.
  • the laser scanner 12 operates according to a light pulse transit time method. With it, a distance and a direction of the object 1 6 relative to the motor vehicle 10 can be determined.
  • the laser scanner 12 is part of a driver assistance system 18.
  • a driver of the motor vehicle 10 can be supported.
  • driving functions of the motor vehicle 10 for example a motor control, a brake function or a steering function, can be influenced or indications or warning signals can be output.
  • the driver assistance system 18 is connected to functional devices 20 in a regulating and / or controlling manner.
  • FIG. 2 shows by way of example two functional devices 20.
  • At the functional facilities 20 may be, for example, an engine control system, a brake system, a steering system, a suspension control or a signal output system.
  • the driver assistance system 18 has an electronic control device 22 with which corresponding electronic control and regulating signals can be transmitted to the functional devices 20 and / or received by them.
  • the laser scanner 12 comprises an optical device 24 and an electronic evaluation device 26.
  • the optical device 24 comprises a transmitter 28, for example in the form of a laser diode, and a receiver 30, for example in the form of an avalanche photodiode.
  • pulsed optical transmission signals 32 can be sent to the monitoring area 14.
  • the transmit signals 32 are reflected at the object 16 and sent back to the laser scanner 12 as correspondingly pulsed optical receive signals 34. From the time of the light, that is to say from the time between the transmission of the transmission signal 32 and the reception of the corresponding reception signal 34, the removal of the object 1 6 is determined with the electronic evaluation unit 26.
  • the optical device 24 also has, for example, a deflecting mirror device with which the transmitted signals 32 are deflected.
  • the deflection device is pivotable or rotatable in coordination with the transmitter 28. In this way, a radiation direction of the transmission signals 32 is changed. Transmission beams of the transmission signals 32 are pivoted in the horizontal, for example, and thus the surveillance area 14 is scanned. Accordingly, with the Umlenkspiegel supporters coming from the object 16 received signals 34 are directed to the receiver 30. From the angular position of the deflection mirror device, a direction of the object 1 6 relative to the laser scanner 12 can be determined. A main monitoring direction 36 corresponds to a middle position of the deflecting mirror device.
  • the main monitoring direction 36 is directed at a straight steering angle in the direction of travel of the motor vehicle 10.
  • the laser scanner 12 can also be configured with other means which enable monitoring or scanning of the monitoring region 14.
  • the optical received signals 34 are converted into analog electrical receiver signals 42.
  • the receiver 30 has an amplifier with which the electrical receiver signals 42 are amplified.
  • FIGS. 5 to 7 show examples of receiver signals 42 of an object 16 at the output of the receiver 30 in different visual conditions, each in three signal-time diagrams.
  • the signal strength S is plotted in the ordinate and the time t in the abscissa.
  • a waveform 38 is shown at the output of the receiver 30 in good visibility conditions below. Above a waveform 40 is shown in fog.
  • the receiver signal 42 itself can be seen in FIG. 5 as a peak.
  • FIG. 6 shows a comparable signal curve 38 with a receiver signal 42 enlarged in good visibility conditions.
  • FIG. 7 shows a comparable signal course 40 with a receiver signal 42 in the case of fog.
  • the optical device 24 is signal-wise connected to the evaluation device 26.
  • the evaluation device 26 comprises a signal processing part 44, with which a start, respectively a rising edge, and an end, respectively a falling edge, of a respective receiver signal 42 can be detected and a corresponding signal curve can be determined.
  • the evaluation device 26 comprises a calculation part 46.
  • the calculation part 46 can be used to calculate a distance, a direction and optionally a velocity of the object 1 6 from the output data provided with the signal conditioning part 44.
  • the signal conditioning part 44 has a signal detection branch 48, in the bottom of FIG. 3, and a signal storage branch 50 at the top.
  • the signal detection branch 48 comprises a comparison element 52 in the form of a comparator.
  • a signal input 54 of the comparison element 52 is connected to a receive signal input line 56.
  • the received signal input line 56 in turn is connected to the output of the receiver 30.
  • the output signal optionally the analog electrical receiver signal 42, the receiver 30 at.
  • a threshold value 62 is applied to a comparison input 58 of the comparison element 52 via a corresponding comparison line 60.
  • an exemplary threshold value 62 is indicated in each case as a dashed line running parallel to the time axis.
  • the threshold value 62 is predetermined and is present, for example, in a memory unit, not shown, of the evaluation device 26.
  • An output 64 of the comparator 52 is connected to a detection output line 66.
  • the detection output line 66 leads to the calculation part 46 not shown in FIG.
  • the analog output signal of the receiver 30, optionally the receiver signal 42 is compared with the threshold value 62. If the signal level of the output signal exceeds the threshold value 62 when the rising edge of the receiver signal 42 arrives, then a digital identification value 68, for example a logical one, is provided at the output 64. In this way, it is signaled that a receiver signal 42 is present.
  • An exemplary recognition value 68 is indicated in FIGS. 6 and 7 by two dashes running parallel to the signal axis.
  • the signal level of the output signal of the receiver 30, possibly of the receiver signal 42 is smaller than the threshold value 62, then a value, for example a logical zero, is provided at the output 64, which characterizes that there is no receiver signal 42 or the end, respectively the falling one Edge of the receiver signal 42 is reached.
  • the latch branch 50 comprises a delay element 70, a latch element 72 and an analog-to-digital converter 74.
  • the delay element 70 is designed as a delay line. An input of the delay element 70 is connected via a branch to the received signal input line 56. An output of the delay element 70 is connected to an input 76 of the latching element 72.
  • the buffer element 72 is designed as an analog storage element, for example a switched capacitor array (SCA), which is suitable for storing analog electrical receivers. gersignalen 42. With the delay element 70, a forwarding of an applied at its input output of the receiver 30, optionally the receiver signal 42, are delayed to the latch element 72. With the buffer element 72, a section of the signal profile of the corresponding receiver signal 42 can be buffered.
  • SCA switched capacitor array
  • An output 78 of the latch 72 is connected to an input 80 of the analog-to-digital converter 74.
  • An output of the A / D converter 80 is connected to a waveform output line 84 of the signal conditioning section 44.
  • the signal waveform output line 84 in turn leads to the calculation part 46 of the evaluation device 26.
  • an analog receiver signal 42 present at its input 80 can be digitized from the intermediate memory element 72.
  • the digitized receiver signal 42 may be passed through the output to the waveform output line 84.
  • a control input 86 of the latching element 72 is connected to the detection output line 66 via a control line 88 and a control logic 90.
  • the latch element 72 can be enabled in the presence of a digital detection value 68 on the detection output line 66.
  • the control logic 90 is connected to a control input 92 of the analog-to-digital converter 74, so that this can be released accordingly.
  • the transmitter 28 sends optical transmission signals 32 in the form of laser pulses into the monitoring area 14. If the transmission signals 32 strike an object 16, they are reflected on the object surface and sent back as corresponding pulse-shaped optical reception signals 34. Optionally, the optical received signals 34 are directed onto the receiver 30 by the deflecting mirror device.
  • the received optical signals 34 are converted into analog electrical receiver signals 42 and amplified by the corresponding amplifier.
  • the amplified receiver signals 42 are applied to the receive signal input line. tion 56 supplied.
  • the receiver signals 42 are present both at the signal input 54 of the comparison element 52 and at the input of the delay element 70.
  • the height of the output signal of the receiver 30 is compared with the predetermined threshold value 62. As long as no receiver signal 42 is present, the signal level is smaller than the threshold value 62. In this case, the corresponding value, for example the logical zero, is provided at the output 64 of the comparison element 52. This value for the non-existence of a received signal 42 is applied via the detection output line 66, on the one hand, to the calculation part 46 and, on the other hand, to the control logic 90.
  • control line 88 is assigned a corresponding control signal with which the buffer element 72 is deactivated.
  • the analog data of the output signal of the receiver 30 applied to the input 76 behind the delay element 70 are not stored in the latch element 72 in this case.
  • control logic 90 via the control input 92 of the analog-to-digital converter 74 is deactivated.
  • the digital recognition value 68 is supplied via the recognition output line 66 on the one hand to the calculation part 46 and on the other hand to the control logic 90.
  • the buffer element 72 With the control logic 90, the buffer element 72 is enabled via the control line 88.
  • the latch element 72 stores the receiver signal 32 applied to its input 76 and delayed by the delay element 70.
  • the delay element 70 is selected such that the delay time is sufficient to store the receiver signal 42 from the beginning of the rising edge.
  • the control logic 90 of the analog-to-digital converter 74 is released.
  • the waveform of the receiver signal 42 stored in the latching element 72 is read out by the analog-to-digital converter 74.
  • the analog-to-digital converter 74 With the analog-to-digital converter 74, the signal profile of the receiver signal 42 is converted into digital values. converts and the waveform output line 84 is supplied to the calculation part 46.
  • the latch element 72 only the portion of the output signal of the receiver 30, which contains the receiver signal 42, is stored in this way. In this way, a read-out time of the latch element 72 can be shortened accordingly.
  • the point in time of the output of the receiver signal 42 can be predetermined, depending on a signal duration and / or the corresponding data quantity with a corresponding resolution of the signal profile.
  • the cached data can then be read into the analog-to-digital converter 74 when there is enough data in the latching element 72.
  • the digitized via the analog-to-digital converter 74 waveform of the receiver signal 42 from the latch element 72 and the digital recognition value 68 from the comparison element 52 can be an exact time of reception of the reflected optical reception signal 34 and thus a distance of the object 1 6 from the laser scanner 12th be determined.
  • FIG. 4 shows a block diagram of a signal conditioning part 44 according to a second exemplary embodiment.
  • an analog-to-digital converter 74 is arranged in front of an input 76 of a buffer element 172.
  • the buffer element 172 is designed as a digital buffer element, for example as a first-in-first-out memory.
  • the analog-digital converter 74 is thus arranged between the delay element 70 and the latch element 72.
  • the delayed with the delay element 70 analog receiver signal 42 is digitized after detection and appropriate release with the comparison element 52 first with the analog-to-digital converter 74.
  • the digitized receiver signal 42 is latched in the digital buffer element 172.
  • the digitized waveform of the received electrical signal 42 is via the corresponding Waveform output line 84 is transmitted to the calculation part 46 and processed similar to the first embodiment with the corresponding digital recognition value 68 of the comparison element 52 to corresponding distance data for the object 1 6.
  • optical transmission signals 32 and the optical reception signals 34 instead of the optical transmission signals 32 and the optical reception signals 34, different types of transmission and reception signals, for example electromagnetic signals, preferably radar signals, or sound signals, preferably ultrasonic signals, are used. Accordingly, the transmitter 28 and the receiver 30 are configured.
  • electromagnetic signals preferably radar signals
  • sound signals preferably ultrasonic signals

Landscapes

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Abstract

Es werden eine elektronische Auswerteeinrichtung für eine nach einem Impulslaufzeitverfahren arbeitenden Detektionsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, eine Detektionsvorrichtung, ein Fahrerassistenzsystem und ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Auswerteeinrichtung beschrieben. Die Auswerteeinrichtung dient zur Auswertung von gepulsten Empfängersignalen wenigstens eines Empfängers der Detektionsvorrichtung. Die Auswerteeinrichtung weist wenigstens einen Signalerkennungszweig (48) auf, mit dem ein Beginn und/oder ein Ende wenigstens eines Empfängersignals erfasst und ein entsprechendes Erkennungssignal bereitgestellt werden kann. Mit wenigstens einem Signalspeicherzweig (50) kann wenigstens ein Teil eines Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals gespeichert und bereitgestellt werden. Wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Signal- erkennungszweigs (48) ist mit wenigstens einem Steuereingang (86, 92) des wenigstens einen Signalspeicherzweigs (50) verbunden.

Description

Elektronische Auswerteeinrichtung einer Detektionsvorrichtung, Detektionsvorrichtung, Fahrerassistenzsystem und Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Auswerteeinrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine elektronische Auswerteeinrichtung für eine nach einem Impulslaufzeitverfahren arbeitende Detektionsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, zur Auswertung von gepulsten Empfängersignalen wenigstens eines Empfängers der Detektionsvorrichtung, wobei die Auswerteeinrichtung wenigstens einen Signalerkennungszweig aufweist, mit dem ein Beginn und/oder ein Ende wenigstens eines Empfängersignals erfasst und ein entsprechendes Erkennungssignal bereitgestellt werden kann.
Ferner betrifft die Erfindung eine Detektionsvorrichtung mit wenigstens einer elektronischen Auswerteeinrichtung, insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, wobei die Detektionsvorrichtung nach einem Impulslaufzeitverfahren arbeitet und wobei die wenigstens eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist zur Auswertung von gepulsten Empfängersignalen wenigstens eines Empfängers der Detektionsvorrichtung, wobei die Empfängersignale mit dem wenigstens einen Empfänger aus von wenigstens einer Oberfläche in einen Überwachungsbereich der Detektionsvorrichtung reflektierten und als Empfangssignale zurück gesendeten gepulsten Sendesignalen eines Senders der Detektionsvorrichtung erzeugt werden, wobei die Auswerteeinrichtung wenigstens einen Signalerkennungszweig aufweist, mit dem ein Beginn und/oder ein Ende wenigstens eines Empfängersignals erfasst und ein entsprechendes Erkennungssignal bereitgestellt werden kann.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs mit wenigstens einer Detektionsvorrichtung aufweisend wenigstens eine elektronische Auswerteeinrichtung, wobei die Detektionsvorrichtung nach einem Impulslaufzeitverfahren arbeitet, zur Auswertung von gepulsten Empfängersignalen wenigstens eines Empfängers der Detektionsvorrichtung, wobei die Empfängersignale mit dem wenigstens einen Empfänger aus von wenigstens einer Oberfläche in einen Überwachungsbereich der Detektionsvorrichtung reflektierten und als Empfangssignale zurück gesendeten gepulsten Sendesignalen eines Senders der Detektionsvorrichtung erzeugt werden, wobei die wenigstens eine Auswerteeinrichtung wenigstens einen Signalerkennungszweig auf- weist, mit dem ein Beginn und/oder ein Ende wenigstens eines Empfängersignals er- fasst und ein entsprechendes Erkennungssignal ausgegeben werden kann.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Auswerteeinrichtung für eine nach einem Impulslaufzeitverfahren arbeitenden Detektionsvorrichtung, insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, bei dem gepulste Empfängersignale wenigstens eines Empfängers der Detektionsvorrichtung ausgewertet werden, wobei die Empfängersignale mit dem wenigstens einen Empfänger aus von wenigstens einer Oberfläche in einen Überwachungsbereich der Detektionsvorrichtung reflektierten und als Empfangssignale zurück gesendeten gepulsten Sendesignalen eines Senders der Detektionsvorrichtung erzeugt werden, wobei mit wenigstens einem Signalerkennungszweig der Auswerteeinrichtung ein Beginn und/oder ein Ende wenigstens eines Empfängersignals erfasst und ein entsprechendes Erkennungssignal bereitgestellt wird.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2012 021 831 A1 ist eine abtastende optoelektronische Detektionsein- richtung, insbesondere Laserscanner, für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einem optischen Sender zum Aussenden elektromagnetischer Strahlen, mit einem optischen Empfänger zum Empfangen von an einem Zielobjekt in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektierten Strahlen und zum Bereitstellen eines elektrischen Empfangssignals abhängig von den empfangenen Strahlen, und mit einer Auswerteeinrichtung zum De- tektieren des Zielobjekts abhängig von dem elektrischen Empfangssignal. Der Sender ist dazu ausgebildet, für eine Vielzahl von unterschiedlichen Abtastwinkeln innerhalb eines gesamten Abtastwinkelbereichs jeweils einen Sendestrahl auszusenden, und wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt ist, für jeden Abtastwinkel das Empfangssignal mit einer Detektionsschwelle zu vergleichen und das Zielobjekt abhängig von dem Vergleich zu detektieren. Die Detektionsschwelle ist eine winkelabhängige Schwellwertfunktion, welche für zumindest zwei unterschiedliche Abtastwinkel des Senders voneinander unterschiedliche Schwellwerte für das Empfangssignal aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auswerteeinrichtung, eine Detektionsvorrichtung, ein Fahrerassistenzsystem und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der einfach, insbesondere mit geringerem Aufwand und/oder kostengünstig, eine Genauigkeit und Schnelligkeit der Detektion verbessert werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der Auswerteeinrichtung gelöst durch wenigstens einen Signalspeicherzweig, mit dem wenigstens ein Teil eines Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals gespeichert und bereitgestellt werden kann, wobei wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Signalerkennungszweigs mit wenigstens einem Steuereingang des wenigstens einen Signalspeicherzweigs verbunden ist.
Erfindungsgemäß werden so die Vorteile einer reinen Signalerkennung, nämlich die Schnelligkeit, und die Vorteile einer Speicherung eines Teils des Signalverlaufs, nämlich die zeitliche Auflösung des Signalverlaufs, kombiniert. Mit dem wenigstens einen Signalerkennungszweig kann ein Beginn und/oder ein Ende des wenigstens einen Empfängersignal erfasst und schnell weitergegeben werden. Mit dem wenigstens einen Signalspeicherzweig kann ein Signalverlauf, insbesondere eine Kurvenform, des wenigstens einen Empfangssignals zwischengespeichert werden und nach der eigentlichen Messung ausgelesen werden. Bei der reinen Signalerkennung ist ein Zeitpunkt, in dem das Signal einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, abhängig von einer Intensität des vom Objekt reflektierten Empfangssignal und daher nur mit einer begrenzten Genauigkeit bestimmbar. Durch das Zwischenspeichern des Signalverlaufs kann anhand des Signalverlaufs dieser Zeitpunkt genauer bestimmt werden. Um den Zeitpunkt alleine aus den Kurvenverlauf mit einem Signalspeicherzweig bestimmen zu können, sind entweder entsprechend schnelle Bauteile, insbesondere Analog-Digital- Wandler, erforderlich oder ein Zeitaufwand, um die Daten zu einer weiteren Verarbeitung bereitzustellen, insbesondere zu wandeln, ist entsprechend groß. Derart schnelle Bauteile sind entsprechend teuer. Durch die Kombination wenigstens eines Signalerkennungszweigs und wenigstens eines Signalspeicherzweigs kann somit einfach, insbesondere kostengünstig, die Genauigkeit und Schnelligkeit der Detektionsvorrichtung erhöht werden.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung nach einem Laufzeitmessverfahren arbeiten. Dabei wird zur Überwachung des Überwachungsbereichs mit dem wenigstens einen Sender ein Sendesignal, insbesondere ein kurzer Signalpuls, ausgesendet. Das an einer Objektoberfläche reflektierte Sendesignal wird als Empfangssignal von wenigstens einem Empfänger erfasst und gegebenenfalls verstärkt. Für die Messung der Entfernung zwischen der Detektionsvorrichtung und dem Objekt kann die Zeit zwischen dem Aussenden des wenigstens einen Sendesignals und dem Empfang des entsprechenden Empfangssignals bestimmt werden. Daraus ergibt sich dann unter Berücksichtigung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale, insbesondere der Lichtgeschwindigkeit, die Entfernung zum Objekt.
Dadurch, dass wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Signalerkennungszweigs mit wenigstens einem Steuereingang des wenigstens einen Signalspeicherzweigs verbunden ist, kann mit einem Steuersignal, welches mit dem wenigstens einen Signalerkennungszweig, insbesondere einem Vergleichselement, erzeugt werden kann, wenigstens eine Funktion des wenigstens einen Signalspeicherzweigs, insbesondere wenigstens eines Zwischenspeicherelements und/oder wenigstens eines Umwandlers, freigegeben oder deaktiviert werden. Die entsprechende wenigstens eine Funktion des wenigstens einen Signalspeicherzweigs kann so abhängig von einer Erkennung wenigstens eines Empfängersignals mit dem Signalerkennungszweig freigegeben oder deaktiviert werden.
Vorteilhafterweise kann ein analoges Empfängersignal von wenigstens einem Empfänger durch Überschreiten einer Schwelle ausgewertet werden. Zusätzlich kann das Empfängersignal insbesondere mit einer Verzögerung auf wenigstens einen Zwischenspeicher gelegt werden. Wird ein Überschreiten der Schwelle detektiert, kann das analoge Empfängersignal in dem wenigstens einen Zwischenspeicher gespeichert werden. Das zwischengespeicherte analoge Empfängersignal kann anschließend ausgelesen werden. Mit der erhaltenen Kurvenform des Signalverlaufs, insbesondere der steigenden Flanke des Empfängersignal, kann der Zeitpunkt des Empfangs des Empfangssignals und damit die Entfernung zum Objekt bestimmt werden.
Vorteilhafterweise können in dem wenigstens einen Zwischenspeicher lediglich Ausschnitte des Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignal zwischengespeichert werden. Auf diese Weise kann eine Auslesezeit zum Auslesen der zwischengespeicherten Daten verringert werden. Vorteilhafterweise können die Ausschnitte des Signalverlaufs im Bereich der Überschreitung der Schwelle zwischengespeichert werden. Auf diese Weise kann der Zeitpunkt der Überschreitung der Schwelle genauer anhand des Signalverlaufs bestimmt werden.
Vorteilhafterweise können die Empfängersignale mit dem wenigstens einen Empfänger aus von wenigstens einer Oberfläche in einen Überwachungsbereich der Detektionsvor- richtung reflektierten und als Empfangssignale zurück gesendeten gepulsten Sendesignalen eines Senders der Detektionsvorrichtung erzeugt werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Empfänger als Umwandler von elektromagnetischen oder Schall- Empfangssignalen in elektronische Empfängersignale ausgestaltet sein. Die elektrischen Empfängersignale können mit der elektronischen Auswerteeinrichtung verarbeitet werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Empfänger wenigstens eine Fotodiode, insbesondere eine Avalanche Photodiode (APD), umfassen. Derartige Empfänger können hochempfindlich und schnell arbeiten.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Empfänger einen Verstärker zum Verstärken der Empfängersignale aufweisen. Auf diese Weise können mit dem Empfänger erzeugte Empfängersignale verstärkt werden.
Vorteilhafterweise kann ein jeweiliger Eingang des wenigstens einen Signalerkennungszweigs und des wenigstens einen Signalspeicherzweigs mit derselben Empfängersignal-Eingangsleitung der Auswerteeinrichtung für das wenigstens eine Empfängersignal funktional verbunden sein. Auf diese Weise können an dem wenigstens einen Signalerkennungszweig und dem wenigstens eine Signalspeicherzweig dasselbe wenigstens eine Empfängersignal anliegen. Das wenigstens eine Empfängersignal kann so parallel jeweils entsprechend mit dem wenigstens einen Signalerkennungszweig und dem wenigstens einen Signalspeicherzweig verarbeitet werden. Die Empfängersignal- eingangsleitung ihrerseits ist mit einem Ausgang des wenigstens einen Empfängers verbunden. Mit ihr werden die Empfängersignale des wenigstens einen Empfängers übermittelt. Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Detektionsvorrichtung ein scannendes De- tektionssystem sein. Dabei kann mit Sendesignalen ein Überwachungsbereich abgetastet, also abgescannt, werden. Dazu können die entsprechenden Sendesignale, insbesondere Sendestrahlen, bezüglich ihrer Ausbreitungsrichtung über den Überwachungsbereich sozusagen geschwenkt werden. Das Abtasten des Überwachungsbereichs kann winkelabhängig erfolgen, so dass eine Richtung des Objektes relativ zur wenigstens ein Detektionsvorrichtung ermittelt werden kann.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Detektionsvorrichtung ein Entfernungsmesssystem sein.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Detektionsvorrichtung mit Sendesignalen und Empfangssignalen auf Basis von elektromagnetischen Signalen, insbesondere optischen Signalen oder Radar-Signalen, oder Schallsignalen, insbesondere Ultraschallsignalen, arbeiten. Die wenigstens eine Detektionsvorrichtung kann auf Radar-, LiDAR-, LaDAR-, Schall-, insbesondere Ultraschall-, oder dergleichen Technologie basieren. Entsprechend können die verwendeten Sender und Empfänger zum Senden beziehungsweise Empfangen von entsprechenden Radar-, Licht-, Laser-, Schall-, insbesondere Ultraschall-, oder dergleichen Signalen ausgestaltet sein.
Ein laserbasiertes Entfernungsmesssystem kann als Lichtquelle wenigstens einen Laser, insbesondere einen Diodenlaser, aufweisen. Mit dem wenigstens einen Laser können insbesondere gepulste Sendestrahlen als Sendesignale gesendet werden. Mit dem Laser können Sendesignale in für das menschliche Auge sichtbaren oder nicht sichtbaren Frequenzbereichen emittiert werden. Das laserbasierte Entfernungsmesssystem kann vorteilhafterweise ein Laserscanner sein. Mit einem Laserscanner kann ein Überwachungsbereich mit einem insbesondere gepulsten Laserstrahl abgetastet werden.
Die Erfindung wird bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, verwendet. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung, verbunden oder Teil einer solchen sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Signalspeicherzweig wenigstens ein Zwischenspeicherelement aufweisen. Mit dem wenigstens einen Zwischenspeicherelement kann wenigstens ein Abschnitt des wenigstens einen Empfängersignals zwischengespeichert werden. Der wenigstens eine Abschnitt des wenigstens einen Empfängersignals kann bei Bedarf aus dem wenigstens ein Zwischenspeicherelement ausgelesen werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zwischenspeicherelement wenigstens ein analoges Speichermedium, insbesondere ein Switched Capacitor Array (SCA), aufweisen. Damit können analoge Empfängersignale gespeichert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zwischenspeicherelement wenigstens ein digitales Speichermedium, insbesondere einen First-in-First-Out-Speicher (FIFO Memory), aufweisen. Damit können digitale Empfängerdaten gespeichert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Signalerkennungszweig wenigstens ein Vergleichselement aufweisen zum Vergleichen des wenigstens einen Empfängersignals mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellwert. Auf diese Weise kann mit dem wenigstens einen Vergleichselement erkannt werden, sobald das wenigstens eine Empfängersignals den Schwellwert überschreitet oder unterschreitet. So kann beim Überschreiten des Schwellwerts eine steigende Flanke oder beim unterschreiten des Schwellwerts eine fallende Flanke des wenigstens einen Empfängersignals erkannt werden. Eine steigende Flanke charakterisiert den Beginn des wenigstens eines Empfängersignals und eine fallende Flanke das entsprechende Ende.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Vergleichselement dazu ausgestaltet sein, um abhängig von einem Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Steuersignal bereitzustellen. Mit dem Steuersignal können andere Bauteile der Auswerteeinrichtung, insbe- sondere des Signalspeicherzweigs, entsprechend direkt oder indirekt angesteuert, insbesondere freigegeben oder deaktiviert, werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Vergleichselements wenigstens einen Komparator aufweisen. Mit dem Komparator kann wenigstens ein analoges Empfängersignal mit einem analogen Schwellwert verglichen werden. Der Komparator kann vorteilhafterweise so ausgestaltet sein, dass er abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs ein digitales Steuersignal, insbesondere eine logische Null oder eine logische Eins oder dergleichen, bereitstellen kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Signalspeicherzweig wenigstens ein Verzögerungselement aufweisen zum Verzögern des wenigstens einen Empfängersignals. Mit dem wenigstens einem Verzögerungselement kann das wenigstens eine Empfängersignal verzögert werden und mit einer entsprechenden zeitlichen Verzögerung einem nachfolgenden Bauteil des Signalspeicherzweigs, insbesondere einem Zwischenspeicherelement, bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Empfängersignal den wenigstens einen Signalerkennungszweig durchlaufen und verarbeitet werden und gleichzeitig mit dem wenigstens einen Verzögerungselement in dem wenigstens einen Signalspeicherzweig zurückgehalten werden. So kann nach Abschluss einer Erkennung in dem wenigstens einen Signalerkennungszweig dasselbe wenigstens eine Empfängersignal in dem Signalspeicherzweig gespeichert werden.
Vorteilhafterweise kann ein jeweiliger Eingang wenigstens eines Vergleichselements und wenigstens eines Verzögerungselements mit derselben Empfängersignaleingangs- leitung funktional verbunden sein. Auf diese Weise kann an dem Eingang des wenigstens ein Vergleichselement und dem Eingang des wenigstens einen Verzögerungselement dasselbe wenigstens eine Empfängersignal bereitgestellt werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Verzögerungselement wenigstens eine Laufzeitleitung aufweisen. Laufzeitleitungen können auch als Verzögerungsleitung oder im englischen als„Delay line" bezeichnet werden. Mit einer Laufzeitleitung kann eine Zeitverschiebung für das wenigstens eine Empfängersignal erreicht werden. Eine Laufzeitleitung kann einfach realisiert werden. Vorteilhafterweise kann ein Ausgang des wenigstens einen Verzögerungselements direkt oder indirekt mit einem Eingang wenigstens eines Zwischenspeicherelements verbunden sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine verzögerte Empfängersignal an dem Eingang des wenigstens einen Zwischenspeicherelements bereitgestellt werden. Der Ausgang des wenigstens einen Verzögerungselements kann dabei direkt mit dem Eingang des wenigstens einen Zwischenspeicherelements verbunden sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine analoge Empfängersignal direkt übergeben werden. Alternativ kann der Ausgang des wenigstens einen Verzögerungselements indirekt mit dem Eingang des wenigstens ein Zwischenelements verbunden sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine verzögerte Empfängersignal zusätzlich mit einem weiteren Bauteil, insbesondere einem Analog-Digital-Wandler, bearbeitet werden, bevor es dem wenigstens einzigen Speicherelement zugeführt wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Signalerkennungszweigs und/oder wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Signalspeicherzweigs mit wenigstens einem elektronischen Berechnungsteil verbunden werden, mit dem aus dem wenigstens einen Erkennungssignal und/oder wenigstens einem Teil des Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals Informationen über ein mit der Detektionsvorrichtung erfasstes Objekt ermittelt werden können. Auf diese Weise kann ein Empfangszeitpunkt für das Empfängersignal und/oder ein Signalverlauf, insbesondere eine Signallänge, ein Beginn und/oder ein Ende des Empfängersignals mithilfe des wenigstens einen Berechnungsteils ermittelt werden. Daraus können insbesondere eine Entfernung und/oder eine Relativgeschwindigkeit des Objekts relativ zur Detektionsvorrichtung ermittelt werden. W.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Ausgang wenigstens eines Vergleichselements wenigstens eines Signalerkennungszweigs direkt mit wenigstens einem Steuereingang des wenigstens einen Signalspeicherzweigs verbunden sein. Auf diese Weise kann ein entsprechendes Steuersignal von dem wenigstens einen Vergleichselement direkt auf den Steuereingang gelegt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Ausgang indirekt unter Zwischenschaltung eines weiteren elektronischen Bauteils, insbesondere einer Kontroll- logik, mit dem wenigstens ein Steuereingang verbunden sein. Mit dem wenigstens einen weiteren elektronischen Bauteil kann das Steuersignal einer weiteren Verarbeitung unterzogen werden, bevor ein entsprechend verarbeitetes Steuersignal an den wenigstens einen Signalerkennungszweig übermittelt wird. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein weiteres elektronisches Bauteil Teil des wenigstens einen Signalerkennungszweigs sein. In diesem Fall kann das weitere elektronische Bauteil entsprechend verarbeitete Steuersignale an den entsprechenden Steuereingang insbesondere wenigstens eines Zwischenspeicherelements und/oder wenigstens eines Umwandlers übermitteln.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Signalspeicherzweig zur Speicherung von analogen Empfängersignalen ausgestaltet sein und/oder wenigstens ein Signalspeicherzweig kann zur Speicherung von digitalen Empfängersignalen ausgestaltet sein.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zwischenspeicherelement ein analoges Zwischenspeicherelement zur Speicherung von analogen Empfängersignalen sein. Auf diese Weise müssen die Empfängersignale vor der Speicherung nicht digitalisiert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Zwischenspeicherelement ein digitales Zwischenspeicherelement zur Speicherung von digitalen Empfängersignalen sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Zwischenspeicherelement funktional nach einem Umwandler von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale angeordnet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Signalspeicherzweig und/oder wenigstens ein Signalerkennungszweig wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale aufweisen.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignal wenigstens einen Analog-Digital- Wandler aufweisen. Mit einem Analog-Digital-Wandler können einfach analoge Signale in digitale Signale umgewandelt werden. Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale wenigstens einen Steuereingang aufweisen. Auf diese Weise kann mittels eines entsprechenden Steuersignals die Umwandlung freigegeben oder deaktiviert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale mit einem Prozessor oder einem integrierten Schaltkreis, insbesondere einem Field Programmable Gate Array (FPGA), realisiert, insbesondere in diesen integriert, sein. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Einrichtung einfach und kostengünstig realisiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale signaltechnisch vor wenigstens einem Zwischenspeicherelement oder nach wenigstens einem Zwischenspeicherelement des wenigstens einen Signalspeicherzweigs angeordnet sein.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale einem Ausgang wenigstens eines Zwischenspeicherelements wenigstens eines Signalspeicherzweigs direkt oder indirekt nachgeschaltet sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Zwischenspeicherelement als analoges Zwischenspeicherelement zur Speicherung von analogen Signalverlaufsdaten verwendet werden. Die analogen Signalverlaufsdaten können nach Ausgabe aus dem wenigstens einen Zwischenspeicherelement und vor Weiterleitung an weitere Funktionseinheiten der Detektionsvorrichtung digitalisiert werden. Der Signalverlauf des wenigstens einen Empfängersignals kann in dem wenigstens einen Zwischenspeicherelement zwischengespeichert werden und nach der eigentlichen Messung mit einer langsameren Einrichtung zum Umwandeln ausgelesen werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale einem Eingang wenigstens eines Zwischenspeicherelements wenigstens eines Signalspeicherzweigs direkt oder indirekt vorgeschaltet sein. Auf diese Weise können die Signalverlaufsdaten digitalisiert werden, bevor Sie dem wenigstens einen Zwischenspeicherelement zugeführt werden. Das wenigstens eine Zwischenspeicherelement kann in diesem Fall digital wirken. Das wenigstens eine Empfängersignal kann direkt auf die wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale gegeben werden.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen in digitale Empfängersignale über eine Steuereinheit, insbesondere eine Kontrolllogik, angesteuert, also freigegeben oder deaktiviert, werden. Wenn gegebenenfalls mittels wenigstens einem Vergleichselement ein Überschreiten eines Schwellwerts feststellt wird, kann das wenigstens eine Empfängersignal in schneller Folge gewandelt und die digitalisierten Werte des Empfängersignals in wenigstens einen digitalen Zwischenspeicherelement abgelegt werden. Vorteilhafterweise kann ein verhältnismäßig schneller Analog-Digital-Wandler eingesetzt werden. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Empfängersignal schneller gewandelt und an das wenigstens eine Zwischenspeicherelement abgegeben werden.
Vorteilhafterweise kann funktional zwischen wenigstens einem Verzögerungselement und einem Eingang wenigstens eines Zwischenspeicherelements wenigstens eines Signalspeicherzweigs wenigstens eine Einrichtung zum Umwandeln von analogen Empfängersignal in digitale Empfängersignale angeordnet sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Verzögerungselement das analoge Empfängersignal verzögern, das verzögerte Empfängersignal kann der Einrichtung zum Umwandeln zur Digitalisierung übermittelt werden und an das wenigstens eine Zwischenspeicherelement zum Zwischenspeichern wenigstens eines Abschnitts des Signalverlaufs des wenigstens einen digitalen Empfängersignals übergeben werden.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit der elektronischen Detektionsvorrichtung dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Auswerteeinrichtung wenigstens einen Signalspeicherzweig aufweist, mit dem wenigstens ein Teil eines Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals gespeichert und bereitgestellt werden kann, wobei wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Signalerkennungszweigs mit wenigstens einem Steuereingang des wenigstens einen Signalspeicherzweigs verbunden ist. Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit dem Fahrerassistenzsystem dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Auswerteeinrichtung wenigstens einen Signalspeicherzweig aufweist, mit dem wenigstens ein Teil eines Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals gespeichert und ausgegeben werden kann, wobei wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Signalerkennungszweigs mit wenigstens einem Steuereingang des wenigstens einen Signalspeicherzweigs verbunden ist.
Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit dem Verfahren dadurch gelöst, dass mit wenigstens einem Signalspeicherzweig der Auswerteeinrichtung wenigstens ein Teil eines Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals gespeichert und bereitgestellt wird, wobei mit dem Erkennungssignal des wenigstens einen Signalerkennungszweigs der wenigstens eine Signalspeicherzweig gesteuert wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können aus dem wenigstens einen Erkennungssignal und/oder wenigstens einem Teil des Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals Informationen über ein mit der Detektionsvorrichtung er- fasstes Objekts ermittelt werden. Vorteilhafterweise kann ein Empfangszeitpunkt für das wenigstens eine Empfängersignal und/oder eine Signallänge, insbesondere ein Zeitabstand zwischen Beginn und Ende des wenigstens einen Empfängersignals genau bestimmt werden. Daraus kann insbesondere eine Entfernung und/oder eine Relativgeschwindigkeit des Objekts relativ zur Detektionsvorrichtung genauer bestimmt werden.
Vorteilhafterweise kann mit dem wenigstens einen Vergleichselements das wenigstens eine Empfängersignal mit dem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellwert verglichen werden. Beim Überschreiten des Schwellwerts kann mit dem Ergebnis des Signalerkennungszweigs eine Speicherung wenigstens eines Teils des Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignal gestartet werden. Insbesondere kann wenigstens ein Zwischenspeicherelement gestartet werden. Da das am Eingang des wenigstens einen Zwischenspeicherelements anliegende Empfängersignal mit dem wenigstens einen Verzögerungselement verzögert wurde, werden in dem wenigstens einen Zwischenelement auch Daten des Signalverlaufs vor dem Triggerzeitpunkt abgelegt. Sobald das wenigstens eine Zwischenspeicherelement die erforderlichen Daten des Signalverlaufs enthält, können diese über einen Analog-Digital-Wandler eingelesen und umgewandelt werden. Bei dem wenigstens einen Zwischenspeicherelement können die Bedingungen für die erforderlichen Daten des Signalverlaufs vorgegeben werden. Insbesondere kann eine Datenmenge und/oder eine zeitliche Länge des zu speichernden Abschnitts des wenigstens einen Empfängersignal und/oder eine Auflösung vorgegeben werden. Mit der erhaltenen Kurvenform des Signalverlaufs kann der Zeitpunkt des Eintreffens des reflektierten Empfangssignals beziehungsweise des Empfängersignals und damit der Abstand des Objektes genauer bestimmt werden.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung, der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung, dass erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
Figur 1 eine Vorderansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem Laserscanner, welcher
Teil eines Fahrassistenzsystems ist;
Figur 2 eine Schemazeichnung einer Fahrsituation des Kraftfahrzeugs aus der
Figur 1 mit einem Objekt, wobei das Kraftfahrzeug und das Fahrerassistenzsystem lediglich schematisch angedeutet sind;
Figur 3 ein Blockschaltbild einer elektronischen Auswerteeinrichtung eines Laserscanners gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, welcher bei dem Kraftfahrzeug aus den Figuren 1 und 2 eingesetzt werden kann;
Figur 4 ein Blockschaltbild einer elektronischen Auswerteeinrichtung eines Laserscanners gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welcher bei dem Kraftfahrzeug aus den Figuren 1 und 2 eingesetzt werden kann; Figur 5 ein jeweiliges Signal-Zeit-Diagramm eines Empfängersignals eines Laserscanners aus den Figuren 1 bis 4 zum Vergleich bei guten Sichtverhältnissen und bei Nebel;
Figur 6 ein vergrößertes Signal-Zeit-Diagramm eines Empfängersignals eines Laserscanners aus den Figuren 1 bis 4 bei guten Sichtverhältnissen;
Figur 7 ein vergrößertes Signal-Zeit-Diagramm eines Empfängersignals eines Laserscanners aus den Figuren 1 bis 4 bei Nebel.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ausführungsform(en) der Erfindung
In der Figur 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt. Das Kraftfahrzeug 10 verfügt über eine optische Detektionsvorrich- tung in Form eines Laserscanners 12. Der Laserscanner 12 ist in der vorderen Stoßstange des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Das Kraftfahrzeug 10 ist in der Figur 2 lediglich als Rechteck schematisch angedeutet. Mit dem Laserscanner 12 kann ein Überwachungsbereich 14 in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 10 auf Objekte 16 hin überwacht werden. Bei den Objekten 1 6 kann es sich beispielsweise um andere Fahrzeuge oder sonstige Hindernisse handeln. In der Figur 2 ist ein Objekt 1 6 beispielhaft als Kreuz angedeutet. Figur 2 zeigt im Übrigen eine schematisch angedeutete Fahrsituation des Kraftfahrzeugs 10 in der Draufsicht.
Der Laserscanner 12 arbeitet nach einem Lichtimpulslaufzeitverfahren. Mit ihm können eine Entfernung und eine Richtung des Objekts 1 6 relativ zum Kraftfahrzeug 10 ermittelt werden.
Der Laserscanner 12 ist Teil eines Fahrerassistenzsystems 18. Mit dem Fahrerassistenzsystem 18 kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 unterstützt werden. Mit dem Fahrerassistenzsystem 18 können Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs 10, beispielsweise eine Motorsteuerung, eine Bremsfunktion oder eine Lenkfunktion beeinflusst oder Hinweise oder Warnsignale ausgegeben werden. Hierzu ist das Fahrerassistenzsystem 18 mit Funktionseinrichtungen 20 regelnd und/oder steuernd verbunden. In der Figur 2 sind beispielhaft zwei Funktionseinrichtungen 20 dargestellt. Bei den Funktionseinrichtungen 20 kann es sich beispielsweise um ein Motorsteuerungssystem, ein Bremssystem, ein Lenksystem, eine Fahrwerksteuerung oder ein Signalausgabesystem handeln.
Das Fahrerassistenzsystem 18 weist eine elektronische Steuereinrichtung 22 auf, mit der entsprechende elektronische Steuer- und Regelsignale an die Funktionseinrichtungen 20 übermittelt und/oder von diesen empfangen werden können.
Der Laserscanner 12 umfasst eine Optikeinrichtung 24 und eine elektronische Auswerteeinrichtung 26. Die Optikeinrichtung 24 umfasst einen Sender 28, beispielsweise in Form einer Laserdiode, und einen Empfänger 30, beispielsweise in Form einer Avalanche Photodiode. Mit dem Sender 28 können gepulste optische Sendesignale 32 in den Überwachungsbereich 14 gesendet werden. Die Sendesignale 32 werden an dem Objekt 16 reflektiert und als entsprechend gepulste optische Empfangssignale 34 zu dem Laserscanner 12 zurückgesendet. Aus der Lichtlaufzeit, also aus der Zeit zwischen dem Versenden des Sendesignals 32 und dem Empfangen des entsprechenden Empfangssignals 34, wird mit der elektronischen Auswerteeinheit 26 die Entfernung des Objekts 1 6 ermittelt.
Die Optikeinrichtung 24 weist darüber hinaus beispielhaft eine Umlenkspiegeleinrichtung auf, mit der die Sendesignale 32 abgelenkt werden. Die Umlenkeinrichtung ist in Abstimmung mit dem Sender 28 schwenkbar oder drehbar. Auf diese Weise wird eine Abstrahlrichtung der Sendesignale 32 geändert. Sendestrahlen der Sendesignale 32 werden beispielhaft in der Horizontalen geschwenkt und so der Überwachungsbereich 14 abgetastet. Entsprechend werden mit der Umlenkspiegeleinrichtung die von dem Objekt 16 kommenden Empfangssignale 34 auf den Empfänger 30 gelenkt. Aus der Winkelstellung der Umlenkspiegeleinrichtung kann eine Richtung des Objekts 1 6 relativ zum Laserscanner 12 ermittelt werden. Eine Hauptüberwachungsrichtung 36 entspricht einer Mittelstellung der Umlenkspiegeleinrichtung. In der Regel ist die Hauptüberwachungsrichtung 36 bei geradem Lenkeinschlag in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 10 gerichtet. Anstelle einer Umlenkspiegeleinrichtung kann der Laserscanner 12 auch mit anderen Mitteln ausgestaltet sein, welche ein überwachen oder abtasten des Überwachungsbereichs 14 ermöglichen. Mit dem Empfänger 30 werden die optischen Empfangssignale 34 in analoge elektrische Empfängersignale 42 umgewandelt. Der Empfänger 30 weist einen Verstärker auf, mit dem die elektrischen Empfängersignale 42 verstärkt werden.
In den Figuren 5 bis 7 ist sind Beispiele von Empfängersignalen 42 eines Objekts 16 am Ausgang des Empfängers 30 bei unterschiedlichen Sichtverhältnissen jeweils in drei Signal-Zeit-Diagrammen dargestellt. Die Signalstärke S ist dabei in der Ordinate und die Zeit t in der Abszisse aufgetragen. In Figur 5 ist unten ein Signalverlauf 38 am Ausgang des Empfängers 30 bei guten Sichtverhältnissen dargestellt. Oben ist ein Signalverlauf 40 bei Nebel dargestellt. Das Empfängersignal 42 selbst ist in der Figur 5 jeweils als Peak erkennbar. In der Figur 6 ist ein vergleichbarer Signalverlauf 38 mit ein Empfängersignal 42 bei guten Sichtverhältnissen vergrößert gezeigt. Figur 7 zeigt einen vergleichbaren Signalverlauf 40 mit einem Empfängersignal 42 bei Nebel.
Die Optikeinrichtung 24 ist signaltechnisch mit der Auswerteeinrichtung 26 verbunden. Die Auswerteeinrichtung 26 umfasst einen Signalaufbereitungsteil 44, mit dem ein Beginn, respektive eine steigende Flanke, und ein Ende, respektive eine fallende Flanke, eines jeweiligen Empfängersignals 42 erkannt und ein entsprechender Signalverlauf ermittelt werden kann.
Ferner umfasst die Auswerteeinrichtung 26 einen Berechnungsteil 46. Mit dem Berechnungsteil 46 kann aus den Ausgangsdaten, die mit dem Signalaufbereitungsteil 44 bereitstellt werden, eine Entfernung, eine Richtung und gegebenenfalls eine Geschwindigkeit des Objekts 1 6 berechnet werden.
Ein Signalaufbereitungsteil 44 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand der Figur 3 näher erläutert. Das Signalaufbereitungsteil 44 verfügt über einen Signalerkennungszweig 48, in der Figur 3 unten, und einen Signalspeicherzweig 50 oben.
Der Signalerkennungszweig 48 umfasst ein Vergleichselement 52 in Form eines Kom- parators. Ein Signaleingang 54 des Vergleichselements 52 ist mit einer Empfangssig- naleingangsleitung 56 verbunden. Die Empfangssignaleingangsleitung 56 ihrerseits ist mit dem Ausgang des Empfängers 30 verbunden. An der Empfangssignaleingangslei- tung 56 liegt das Ausgangssignal, gegebenenfalls das analoge elektrische Empfängersignal 42, des Empfängers 30 an.
An einem Vergleichseingang 58 des Vergleichselementes 52 liegt über eine entsprechende Vergleichsleitung 60 ein Schwellwert 62 an. In den Figuren 6 und 7 ist ein beispielhafter Schwellwert 62 jeweils als gestrichelte, zur Zeitachse parallel verlaufende Linie angedeutet. Der Schwellwert 62 ist vorgegeben und liegt beispielsweise in einer nicht gezeigten Speichereinheit der Auswerteeinrichtung 26 vor. Ein Ausgang 64 des Vergleichselements 52 ist mit einer Erkennungsausgangsleitung 66 verbunden. Die Erkennungsausgangsleitung 66 führt zu dem in der Figur 3 nicht gezeigten Berechnungsteil 46.
Mit dem Vergleichselement 52 wird das analoge Ausgangssignal des Empfängers 30, gegebenenfalls das Empfängersignal 42, mit dem Schwellwert 62 verglichen. Übersteigt die Signalhöhe des Ausgangssignals bei Eintreffen der steigenden Flanke des Empfängersignals 42 den Schwellwert 62, so wird am Ausgang 64 ein digitaler Erkennungswert 68, beispielsweise eine logische Eins, bereitgestellt. Auf diese Weise wird signalisiert, dass ein Empfängersignal 42 vorliegt. Ein beispielhafter Erkennungswert 68 ist in den Figuren 6 und 7 durch zwei parallel zur Signalachse verlaufende Striche angedeutet. Ist die Signalhöhe des Ausgangssignals des Empfängers 30, gegebenenfalls des Empfängersignals 42, kleiner als der Schwellwert 62, so wird am Ausgang 64 ein Wert, beispielsweise eine logische Null, bereitgestellt, welcher charakterisiert, dass kein Empfängersignal 42 vorliegt beziehungsweise das Ende, respektive die fallende Flanke des Empfängersignals 42 erreicht ist.
Der Signalspeicherzweig 50 umfasst ein Verzögerungselement 70, ein Zwischenspeicherelement 72 und einen Analog-Digital-Wandler 74.
Das Verzögerungselement 70 ist als Laufzeitleitung ausgestaltet. Ein Eingang des Verzögerungselements 70 ist über eine Verzweigung mit der Empfangssignaleingangslei- tung 56 verbunden. Ein Ausgang des Verzögerungselements 70 ist mit einem Eingang 76 des Zwischenspeicherelements 72 verbunden. Das Zwischenspeicherelement 72 ist als analoges Speicherelement, beispielsweise ein Switched Capacitor Array (SCA), ausgestaltet, welches geeignet ist zur Speicherung von analogen elektrischen Empfän- gersignalen 42. Mit dem Verzögerungselement 70 kann eine Weiterleitung eines an seinem Eingang anliegenden Ausgangssignal des Empfängers 30, gegebenenfalls des Empfängersignals 42, an das Zwischenspeicherelement 72 verzögert werden. Mit dem Zwischenspeicherelement 72 kann ein Ausschnitt des Signalverlaufs des entsprechenden Empfängersignals 42 zwischengespeichert werden.
Ein Ausgang 78 des Zwischenspeichers 72 ist mit einem Eingang 80 des Analog- Digital-Wandlers 74 verbunden. Ein Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 80 ist mit einer Signalverlaufsausgangsleitung 84 des Signalaufbereitungsteils 44 verbunden. Die Signalverlaufsausgangsleitung 84 wiederum führt zum Berechnungsteil 46 der Auswerteeinrichtung 26.
Mit dem Analog-Digital-Wandler 74 kann ein an seinem Eingang 80 anliegendes analoges Empfängersignal 42 aus dem Zwischenspeicherelement 72 digitalisiert werden. Das digitalisierte Empfängersignal 42 kann über den Ausgang an die Signalverlaufsausgangsleitung 84 weitergegeben werden.
Ein Steuereingang 86 des Zwischenspeicherelements 72 ist über eine Steuerleitung 88 und eine Kontrolllogik 90 mit der Erkennungsausgangsleitung 66 verbunden. Mit der Kontrolllogik 90 kann das Zwischenspeicherelement 72 bei Vorliegen eines digitalen Erkennungswert 68 an der Erkennungsausgangsleitung 66 freigegeben werden. Ferner ist die Kontrolllogik 90 mit einem Steuereingang 92 des Analog-Digital-Wandlers 74 verbunden, sodass auch dieser entsprechend freigegeben werden kann.
Beim Betrieb des Laserscanners 12 werden mit dem Sender 28 optische Sendesignale 32 in Form von Laserpulsen in den Überwachungsbereich 14 gesendet. Treffen die Sendesignale 32 auf ein Objekt 1 6, so werden sie an der Objektoberfläche reflektiert und als entsprechende pulsförmige optische Empfangssignale 34 zurückgesendet. Die optischen Empfangssignale 34 werden gegebenenfalls durch die Umlenkspiegeleinrichtung auf den Empfänger 30 geleitet.
Mit dem Empfänger 30 werden die optischen Empfangssignale 34 in analoge elektrische Empfängersignale 42 umgewandelt und mit dem entsprechenden Verstärker verstärkt. Die verstärkten Empfängersignale 42 werden der Empfangssignaleingangslei- tung 56 zugeführt. Die Empfängersignale 42 liegen sowohl am Signaleingang 54 des Vergleichselements 52 als auch am Eingang des Verzögerungselements 70 an.
Mit dem Vergleichselement 52 wird die Höhe des Ausgangssignals des Empfängers 30 mit dem vorgegebenen Schwellwert 62 verglichen. Solange kein Empfängersignal 42 anliegt ist die Signalhöhe kleiner ist als der Schwellwert 62. In diesem Fall wird an dem Ausgang 64 des Vergleichselements 52 der entsprechende Wert, beispielsweise die logische Null, bereitgestellt. Dieser Wert für das NichtVorliegen eines Empfangssignals 42 liegt über die Erkennungsausgangsleitung 66 einerseits an dem Berechnungsteil 46 und andererseits an der Kontrolllogik 90 an.
Mit der Kontrolllogik 90 wird die Steuerleitung 88 mit einem entsprechenden Steuersignal belegt, mit dem das Zwischenspeicherelement 72 deaktiviert wird. Die hinter dem Verzögerungselement 70 an dem Eingang 76 anliegenden analogen Daten des Ausgangssignals des Empfängers 30 werden in diesem Fall nicht in dem Zwischenspeicherelement 72 gespeichert. Ebenso wird mit der Kontrolllogik 90 über den Steuereingang 92 der Analog-Digital-Wandler 74 deaktiviert.
Überschreitet die Höhe des Ausgangssignals des Empfängers 30 bei einer steigenden Flanke des elektrischen Eingangssignals 42 den Schwellwert 62, so wird mit dem Vergleichselement 52 am Ausgang 64 der digitale Erkennungswert 68 für das Vorliegen eines elektrischen Empfangssignals 42, beispielsweise eine logische Eins, bereitgestellt. Der digitale Erkennungswert 68 wird über die Erkennungsausgangsleitung 66 einerseits dem Berechnungsteil 46 und andererseits der Kontrolllogik 90 zugeführt. Mit der Kontrolllogik 90 wird über die Steuerleitung 88 das Zwischenspeicherelement 72 freigegeben. Das Zwischenspeicherelement 72 speichert das an seinem Eingang 76 anliegende, durch das Verzögerungselement 70 verzögerte Empfängersignal 32. Das Verzögerungselement 70 ist so gewählt, dass die Verzögerungszeit ausreicht, um das Empfängersignal 42 von Beginn der steigende Flanke an zu speichern.
Außerdem wird mit der Kontrolllogik 90 der Analog-Digital-Wandler 74 freigegeben. Der in dem Zwischenspeicherelement 72 gespeicherte Signalverlauf des Empfängersignals 42 wird von dem Analog-Digital-Wandlers 74 ausgelesen. Mit dem Analog-Digital- Wandler 74 wird der Signalverlauf des Empfängersignals 42 in digitale Werte umge- wandelt und der Signalverlaufsausgangsleitung 84 dem Berechnungsteil 46 zugeführt. Mit dem Zwischenspeicherelement 72 wird auf diese Weise nur der Abschnitt des Ausgangssignals des Empfängers 30 gespeichert, der das Empfängersignal 42 enthält. Auf diese Weise kann eine Auslesezeit des Zwischenspeicherelements 72 entsprechend verkürzt werden.
Es kann vorgegeben werden, für welche Dauer und/oder mit welcher Auflösung das Zwischenspeicherelement 72 das Empfängersignal 42 Zwischenspeichern soll. Der Zeitpunkt der Ausgabe des Empfängersignals 42 kann, abhängig von einer Signaldauer und/oder der entsprechenden Datenmenge bei einer entsprechenden Auflösung des Signalverlaufs, vorgegeben werden. So können die zwischengespeicherten Daten dann in den Analog-Digital-Wandler 74 eingelesen werden, wenn sich in dem Zwischenspeicherelement 72 genügend Daten befinden.
Mit dem über den Analog-Digital-Wandler 74 digitalisierten Signalverlauf des Empfängersignals 42 aus dem Zwischenspeicherelement 72 und dem digitalen Erkennungswert 68 aus dem Vergleichselement 52 kann ein exakter Zeitpunkt des Empfangs des reflektierten optischen Empfangssignals 34 und damit eine Entfernung des Objektes 1 6 vom Laserscanner 12 bestimmt werden.
In der Figur 4 ist ein Blockschaltbild eines Signalaufbereitungsteils 44 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel aus der Figur 3 ist beim zweiten Ausführungsbeispiel ein Analog-Digital-Wandler 74 vor einem Eingang 76 eines Zwischenspeicherelements 172 angeordnet. Das Zwischenspeicherelement 172 ist beim zweiten Ausführungsbeispiel als digitales Zwischenspeicherelement, beispielsweise als First-in-first-out-Memory, ausgestaltet. Der Analog- Digital-Wandler 74 ist also zwischen dem Verzögerungselement 70 und dem Zwischenspeicherelement 72 angeordnet.
Das mit dem Verzögerungselement 70 verzögerte analoge Empfängersignal 42 wird nach Erkennung und entsprechende Freigabe mit dem Vergleichselement 52 zunächst mit dem Analog-Digital-Wandler 74 digitalisiert. Das digitalisierte Empfängersignal 42 wird in dem digitalen Zwischenspeicherelement 172 zwischengespeichert. Der digitalisierte Signalverlauf des elektrischen Empfangssignals 42 wird über die entsprechende Signalverlaufsausgangsleitung 84 an das Berechnungsteil 46 übermittelt und ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit dem entsprechenden digitalen Erkennungswert 68 des Vergleichselements 52 zu entsprechenden Entfernungsdaten für das Objekt 1 6 verarbeitet.
Bei weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispielen werden anstelle der optischen Sendesignale 32 und der optischen Empfangssignale 34 andersartige Sende- und Empfangssignale, beispielsweise elektromagnetische Signale, bevorzugt Radarsignale, oder Schallsignale, bevorzugt Ultraschallsignale, verwendet. Entsprechend sind der Sender 28 und der Empfänger 30 ausgestaltet.

Claims

Ansprüche
1 . Elektronische Auswerteeinrichtung (26) für eine nach einem Impulslaufzeitverfahren arbeitende Detektionsvorrichtung (12), insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem (18) eines Fahrzeugs (10), zur Auswertung von gepulsten Empfängersignalen (42) wenigstens eines Empfängers (30) der Detektionsvorrichtung (12), wobei die Auswerteeinrichtung (26) wenigstens einen Signalerkennungszweig (48) aufweist, mit dem ein Beginn und/oder ein Ende wenigstens eines Empfängersignals (42) erfasst und ein entsprechendes Erkennungssignal (68) bereitgestellt werden kann, gekennzeichnet durch wenigstens einen Signalspeicherzweig (50), mit dem wenigstens ein Teil eines Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals (42) gespeichert und bereitgestellt werden kann, wobei wenigstens ein Ausgang (64) des wenigstens einen Signalerkennungszweigs (48) mit wenigstens einem Steuereingang (86, 92) des wenigstens einen Signalspeicherzweigs (50) verbunden ist.
2. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Signalspeicherzweig (50) wenigstens ein Zwischenspeicherelement (72; 172) aufweist.
3. Auswerteeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Signalerkennungszweig (48) wenigstens ein Vergleichselement (52) aufweist zum Vergleichen des wenigstens einen Empfängersignals (42) mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellwert (62).
4. Auswerteeinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Signalspeicherzweig (50) wenigstens ein Verzögerungselement (70) aufweist zum Verzögern des wenigstens einen Empfängersignals (42).
5. Auswerteeinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ausgang (64) des wenigstens einen Signalerkennungszweigs (48) und/oder wenigstens ein Ausgang (84) des wenigstens einen Signalspeicherzweigs (50) mit wenigstens einem elektronischen Berechnungsteil (46) verbunden werden kann, mit dem aus dem wenigstens einen Erkennungssignal (68) und/oder wenigstens einem Teil des Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals (42) Informationen über ein mit der Detektionsvorrichtung (12) erfasstes Objekt (1 6) ermittelt werden können.
6. Auswerteeinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass wenigstens ein Signalspeicherzweig (50) zur Speicherung von analogen Empfängersignalen (42) ausgestaltet ist und/oder wenigstens ein Signalspeicherzweig (50) zur Speicherung von digitalen Empfängersignalen (42) ausgestaltet ist.
7. Auswerteeinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Signalspeicherzweig (50) und/oder wenigstens ein Signalerkennungszweig (48) wenigstens eine Einrichtung (74) zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen (42) in digitale Empfängersignale aufweist.
8. Auswerteeinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Einrichtung (74) zum Umwandeln von analogen Empfängersignalen (42) in digitale Empfängersignale (42) signaltechnisch vor wenigstens einem Zwischenspeicherelement (172) oder nach wenigstens einem Zwischenspeicherelement (72) des wenigstens einen Signalspeicherzweigs (50) angeordnet ist.
9. Detektionsvorrichtung (12), mit wenigstens einer elektronischen Auswerteeinrichtung (26), insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem (18) eines Fahrzeugs (10), insbesondere nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Detektionsvorrichtung (12) nach einem Impulslaufzeitverfahren arbeitet, und wobei die wenigstens eine Auswerteeinrichtung (26) vorgesehen ist zur Auswertung von gepulsten Empfängersignalen (42) wenigstens eines Empfängers (30) der Detektionsvorrichtung (12), wobei die Empfängersignale (42) mit dem wenigstens einen Empfänger (30) aus von wenigstens einer Oberfläche (1 6) in einen Überwachungsbereich (14) der Detektionsvorrichtung (12) reflektierten und als Empfangssignale (34) zurück gesendeten gepulsten Sendesignalen (32) eines Senders (28) der Detektionsvorrichtung (12) erzeugt werden, wobei die Auswerteeinrichtung (26) wenigstens einen Signalerkennungszweig (48) aufweist, mit dem ein Beginn und/oder ein Ende wenigstens eines Empfängersignals (42) erfasst und ein entsprechendes Erkennungssignal (68) bereitgestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Auswerteeinrichtung (26) wenigstens einen Signalspeicherzweig (50) aufweist, mit dem wenigstens ein Teil eines Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals (42) gespeichert und bereitgestellt werden kann, wobei wenigstens ein Ausgang (64) des wenigstens einen Signalerkennungszweigs (48) mit wenigstens einem Steuereingang (86, 92) des wenigstens einen Signalspeicherzweigs (50) verbunden ist.
10. Fahrerassistenzsystem (18) eines Fahrzeugs (10) mit wenigstens einer Detektions- vorrichtung (12) aufweisend wenigstens eine elektronischen Auswerteeinrichtung (26), wobei die Detektionsvorrichtung (12) nach einem Impulslaufzeitverfahren arbeitet, zur Auswertung von gepulsten Empfängersignalen (42) wenigstens eines Empfängers (30) der Detektionsvorrichtung (12), insbesondere nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Empfängersignale (42) mit dem wenigstens einen Empfänger (30) aus von wenigstens einer Oberfläche (1 6) in einen Überwachungsbereich (14) der Detektionsvorrichtung (12) reflektierten und als Empfangssignale (34) zurück gesendeten gepulsten Sendesignalen (32) eines Senders (28) der Detektionsvorrichtung (12) erzeugt werden, wobei die wenigstens eine Auswerteeinrichtung (26) wenigstens einen Signalerkennungszweig (48) aufweist, mit dem ein Beginn und/oder ein Ende wenigstens eines Empfängersignals (42) erfasst und ein entsprechendes Erkennungssignal (68) ausgegeben werden kann dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Auswerteeinrichtung (26) wenigstens einen Signalspeicherzweig (50) aufweist, mit dem wenigstens ein Teil eines Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals (42) gespeichert und ausgegeben werden kann, wobei wenigstens ein Ausgang (64) des wenigstens einen Signalerkennungszweigs (48) mit wenigstens einem Steuereingang (86, 92) des wenigstens einen Signalspeicherzweigs (50) verbunden ist.
1 1 . Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Auswerteeinrichtung (26) für eine nach einem Impulslaufzeitverfahren arbeitenden Detektionsvorrichtung (12), insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem (18) eines Fahrzeugs (10), insbesondere nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem gepulste Empfängersignale (42) wenigstens eines Empfängers (30) der Detektionsvorrichtung (12) ausgewertet werden, wobei die Empfängersignale (42) mit dem wenigstens einen Empfänger (30) aus von wenigstens einer Oberfläche (1 6) in einen Überwachungsbereich (14) der Detektionsvorrichtung (12) reflektierten und als Empfangssignale (34) zurück gesendeten gepulsten Sendesignalen (32) eines Senders (28) der Detektionsvorrichtung (12) erzeugt werden, wobei mit wenigstens einem Signalerkennungszweig (48) der Auswerteeinrichtung (26) ein Beginn und/oder ein Ende wenigstens eines Empfängersignals (42) erfasst und ein entsprechendes Erkennungssignal (68) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einem Signalspeicherzweig (50) der Auswerteeinrichtung (26) wenigstens ein Teil eines Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals (42) gespeichert und bereitgestellt wird, wobei mit dem Erkennungssignal (68) des wenigstens einen Signalerkennungszweigs (48) der wenigstens eine Signalspeicherzweig (50) gesteuert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass aus dem wenigstens einen Erkennungssignal (68) und/oder wenigstens einem Teil des Signalverlaufs des wenigstens einen Empfängersignals (42) Informationen über ein mit der Detek- tionsvorrichtung (12) erfasstes Objekt (16) ermittelt werden.
PCT/EP2017/066544 2016-07-07 2017-07-04 Elektronische auswerteeinrichtung einer detektionsvorrichtung, detektionsvorrichtung, fahrerassistenzsystem und verfahren zum betreiben einer elektronischen auswerteeinrichtung Ceased WO2018007342A1 (de)

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