专利名称：在探测装置的探测区域中探测障碍物的方法
技术领域：
本发明涉及一个在一个探测装置的探测区域中探测一个障碍物的方法。此外，本发明还涉及所述的探测装置以及一个用于实施这个方法的计算机程序。最后，本发明还涉及一个具有所述计算机程序的数据载体。
背景技术：
在现有技术中，这种探测装置原则上是公知的。典型的是，它们被安装在一个机动车的保险杠中并且因此作为泊车的辅助的使用，其方式是它们探测机动车的附近环境中的障碍物。这种公知的装置典型地以超声波原理工作并且包括至少一个发射装置和至少一个第一及第二接收装置，其中，第二收装置比第一接收装置离发射装置更远。为了在探测装置的探测区域中获知一个障碍物，其发射装置构造为总是在一个发射时刻发射一个发射信号、例如一个超声波信号。同样地，在该发射时刻，第一接收装置被激活以便接收一个第一接收信号并且第二接收装置被激活以便接收一个第二接收信号，其中，这些接收信号尤其可能包含发射信号的在障碍物上被反射回的份额。然后对至少第一接收信号进行在探测装置的探测区域中障碍物的存在方面的分析。然后，当至少是第一接收信号包含了发射信号的在障碍物上被反射回的份额时，该障碍物就被识别出了。
在对至少第一接收信号进行在障碍物的存在方面的分析时，在现有技术中，典型地是这样进行的，即，第一接收信号不是直接从所述发射时刻起就进行，而是最早从一个与每个接收装置单独对应的阈值时刻起才进行的。这个阈值时刻在现有技术中典型地是通过与每个接收装置单独对应的、到发射装置的距离来定义的。对于一个接收装置所特定的阈值时刻是通过将发射装置到接收装置的距离除以发射信号在空间中的传播速度得出的。这意味着，相应的接收信号的在时间上在该与所述距离对应的阈值时刻之前被接收的信号份额肯定不是来自待被探测的障碍物；因此，该探测装置出于物理学的原因就不能够探测到离该装置比离声短路近的障碍物，该声短路被定义为发射装置到接收装置的相应距离的一半。出于同样的原因，如上面已经提及的那样，该接收信号的分析是在该单独的阈值时刻之后才开始的。
但是，即使在这个阈值时刻之后，该接收信号可能至少部分地是由干扰信号构成的，当这些干扰信号被错误地视为发射信号在障碍物上被反射回的份额时，则所述干扰信号导致一个错误的、关于在探测装置的探测区域中障碍物的存在的假设。因此这种错误则是非常有可能的，因为干扰信号在其信号形式方面不是必然与发射信号的被反射回的份额不同的。
发明内容
基于该现有技术，本发明的任务是，这样进一步改进用于探测一个障碍物的公知方法以及一个计算机程序和一个用于实施该方法的探测装置，使得一个在探测装置的探测区域中在障碍物的存在方面的更可靠的判断是可能的。
这一任务通过在权利要求1中要求保护的方法解决。该方法的特征在于如下的步骤优选对第二接收信号的至少一部分进行在干扰信号份额方面的重复分析，该干扰信号份额使得可以推论出该空间中一个干扰信号源的存在；只有当在第二接收信号中没有探测到干扰信号份额时，才执行该监视或利用该监视的结果。
本发明的方法考虑，准备一个与障碍物探测无关的干扰信号探测。当由与第一接收装置有间隔地设置的第二接收装置探测到一个干扰信号时，则作为可能是最不利的情况在原则上假定，这个干扰信号也包含在第一接收信号中并且相应地可能导致对该接收信号的在障碍物的存在方面的错误分析。为了避免这种误解读，因此在这种情况下，对至少第一接收信号进行在障碍物的存在方面的监视或者对监视结果的利用将中断一个预定的截止持续时间。换句话说，根据本发明，只有当未探测到干扰信号份额时才对第一接收信号进行在障碍物的存在方面的分析，由此，能实现一个关于探测区域中障碍物的存在的更加可靠的判断。
有利的是，考虑到包含在第二接收信号中的干扰信号份额，对第二接收信号的分析仅在一个位于发射时刻和一个通过第二接收装置到发射装置的空间距离所代表的阈值时刻之间的时间区间内进行，因为只有这样才能保证，第二接收信号不包含发射信号的在障碍物上被探测到的份额，而是因此必然地仅包含干扰信号份额。
为了进一步地提高关于障碍物存在的判断的可靠性，有利的是，发射信号的发射、第一和第二接收信号的接收以及对第二接收信号进行在干扰信号份额方面的分析至少要重复一次。
另外，本发明的上述任务还通过一个计算机程序和一个用于实施该方法的探测装置以及一个具有该计算机程序的数据载体来解决。这个解决方案的优点对应于上面参考要求保护的方法所描述的优点。此外有利的是，将第二接收装置离发射装置的距离选得尽可能的大。
此外，可以有利的是，第二接收装置被构造为可探测其他形式的物理信号、特别是干扰信号，只要这些信号也可能负面地影响第一接收装置或者第一接收信号的接收的话。
本说明书总共附有两个附图，其中图1示出本发明的探测装置的结构和图2示出本发明的方法。
具体实施例方式
在图1中示出的用于监视一个空间的监视装置100包括至少一个用于发送一个发射信号的发射装置110-1和至少一个用于接收一个第一接收信号的第一接收装置110-2和一个用于接收一个第二接收信号的第二接收装置110-4。对于本发明的监视装置100的结构来说重要的是，第二接收装置110-4被设置得比第一接收装置110-2离发射装置110-1更远。对于该不同距离的理由在于，该第一接收装置110-2是被设置用于探测所述异物200的，而第二接收装置110-4是被设置用于探测干扰信号份额的。在下面继续进行更进一步的理由。
监视装置100还包括一个第一分析装置120，用于对至少第一接收信号进行在空间中异物200的存在方面的分析。可选择地，除了第一接收装置110-2外原则上第二接收装置110-4也可以应用于探测异物200。但是出于物理学的原因有利的是，对于该探测仅仅应用那些相被尽可能靠近发射装置110-1设置的接收装置。
根据本发明，监视装置100还包括一个第二分析装置130，用于对第二接收信号进行在干扰信号份额方面的分析，该干扰信号份额使得可以推断出在空间中一个干扰信号源(此处未示出)的存在。最后，监视装置100还包括一个控制装置140，用于激活至少第一分析装置或者只有当第二分析装置130在第二接收信号中没有探测到干扰信号时才释放关于异物的存在的监视结果。
一个典型的、可能产生不希望的干扰信号的干扰源例如是一个载重汽车的制动系统，如果这个制动系统被排气的话。由此，在该载重汽车的周围环境中会产生强烈的压缩空气波动，这些压缩空气波动可能作为干扰信号对一个位于附近的本身装有监视装置的客车对该附近区域的监视产生负面影响，特别是当这个监视装置基于超声波原理工作时。
原则上每个监视装置都是按照一个物理学原理工作的，特别是基于超声波原理。因此它尤其也可能被物理上相同形式的干扰信号干扰。由此通常有利的是，第二接收装置被构造用于接收与干扰信号物理上相同形式的信号。但是该监视装置还有可能被物理上其它形式的干扰信号干扰；因此例如可以想到，一个监视装置100——其发射装置和第一接收装置是基于超声波工作的——还可能被雷达信号干扰。为了有效地探测这种形式的干扰信号，有利的是，第二接收装置110-4被构造用于探测这种物理上其它形式的信号。
图1中示出的发射-和接收装置110-1...-4可以分别是一个转换器装置的部分。一个这样的转换器装置、例如一个超声波转换器的特征在于，它可以选择性地或是作为发射装置工作或是也可以作为接收装置工作。参见图1，这意味着，在此示出的装置110-1...-4的每个可以选择性地作为发射—或者作为接收装置工作。不仅对于异物200的探测而且对于可能的干扰信号份额的探测来说有利的是，优选在每次重复本方法来探测异物和/或探测干扰信号份额时改变发射-和接收装置的位置。这个改变优选周期性地进行。如果在发射装置110-1和接收装置110-2...-4的到现在为止描述的结构中发生了本方法的第一次执行，则在本方法的一个随后的周期性的重复中，一个在位置110-4处的转换器装置可以作为发射装置工作，而在这些装置110-1，110-2的位置上的另外的转换器装置可分别作为接收装置工作。因此建议，使在位置110-1上的转换器装置作为用于探测干扰信号份额的第二接收装置工作，因为这个转换器装置距离在位置110-4上作为发射装置工作的转换器装置具有最大的距离。
但是对此的先决条件是，存在一个从位置110-1上的转换器装置到第二分析装置130的连接(图1中未示出)。另外可能必需的是，这些转换器装置可以被一个控制装置、例如控制装置140在其各个所希望的工作方式、即发射工作或接收工作方面调节。
下面参考图1和2详细地说明这个在图1中描述的监视装置的功能方式、即本发明的用于监视一个空间的方法。
在图2中可以看出，在一个开始步骤S0之后的一个步骤S1中首先进行各个变量的初始化。一方面属于此的是，一个变量n优选被预先占用1，该变量代表本方法每次被执行运行的次数。另外在方法步骤S1中还确定，这个下面还要详细描述的干扰信号探测是否在时间上应该在一个异物的存在方面的空间监视开始之前就已经开始，或者应该同时地开始或者应该在那之后才开始。对于在图2中描述的实施例可以举例性地假定，对空间的监视(步骤S2-S4)在干扰信号方面的监视(步骤S5)开始时就已经进行了。这个情况将借助以下的实施例进一步地说明。
在方法步骤S1中初始化以后，在方法步骤S2中开始对空间、特别是对一个机动车的周围环境进行在一个异物200、尤其是一个泊车-障碍物的存在方面的监视，该监视是通过发射装置110-1在一个发射时刻向所述的空间中发射一个发射信号开始的。优选同时地，在方法步骤S3中激活第一接收装置110-2，以接收一个第一接收信号。随后，由接收装置110-2接收的第一接收信号由第一分析装置120在方法步骤S4中进行在该空间中异物200的存在方面的分析。因此当该分析装置120在该第一接收信号中发现了先前由发射装置110-1所发出的发射信号的在异物200上被反射回的份额时即探出该异物200。
问题是或者说确定在第一发射信号中所发现的信号份额事实上是否是在异物200上被反射回的信号份额或者这些信号是否可能由一个位于该空间中的干扰信号源(未示出)所引起，借助这种在第一接收信号中接收的信号份额的信号形式通常是不能识别出的。因此有帮助的是，提供附加的信息，该信息可以允许一个关于该接收的第一接收信号是至少部分地含有干扰信号或者不是的判断。
在发射信号的发射和第一接收信号的接收的时刻之间经历的持续时间提供了一个这种的第一指示。如果这个持续时间短于一个由发射信号在第一接收装置和发射装置之间的距离上的传播时间所代表的第一阈值时刻，则就肯定地排除探测到的第一接收信号是发射信号的在异物200上被反射回的份额。这点可由物理学的基本原理来解释，即，由发射装置110-1所发射出的发射信号为了到达相应的接收装置110-2需要一个通过所述阈值代表的最小时间。这个最小时间与发射装置110和接收装置110-2之间的直线距离以及与发射信号在空间中的传播速度即例如声速相关。基于这个物理学基本原理，在现有技术中该第一接收信号的在所述的阈值时刻以前所接收的份额已不被分析为异物200的存在。
但是，在所述的第一阈值时刻之后还可能的是，第一接收信号至少部分地包含干扰信号份额，它明显地降低了一个关于在空间中异物的存在的推断的可靠性。因此值得期望的是，特别是在所述的第一阈值时刻之后就能够实现一个关于第一接收信号是否包含了干扰信号份额或至少可能包含了的识别。
为了获得这种识别，根据本发明，在方法步骤S5中，该第二接收装置110-4的接收信号被作在干扰信号份额的存在方面的分析。为了可靠地借助第二接收装置110-4探测事实上仅可能的干扰信号份额，该第二接收信号仅仅在一个位于发射时刻——这时发射该发射信号——和一个与第二接收装置单独对应的第二阈值时刻之间的时间区间中被分析。对于第二接收装置的第二阈值时刻类似于与第一接收装置110-2对应的第一阈值时刻地被确定；但是它在时间上相对所述发射时刻迟后于所述与第一接收装置110-2对应的阈值时刻，因为第二接收装置110-4至发射装置110-1之间的距离大于第一接收装置110-2与发射装置110-1之间的空间距离。两个阈值时刻之间的差值代表了这样的时间间隔，其中在时间上在该第一阈值时刻之后还可能实现一个关于在第一接收信号中可能的干扰信号的存在的判断。这个时间区间越大，则该可能的预告时间间隔就越大。因此为了实现一个尽可能大的时间差值，有利的是，第二接收装置110-4和发射装置110-1之间的距离与第一接收装置110-2至发射装置110-1之间的距离相比较尽可能的大。在实践中，特别是将监视装置安装在一个保险杠300中的情况下，这个比例通常是通过保险杠或机动车的给定的尺寸被自动地限制的。即使所述的距离尽可能的大，但它也不允许是如此之大，以致于在探测第二接收信号中的一个干扰信号份额时由于在第二和第一接收装置之间一个过大的距离，该作为本发明基础的假设，即，在第二接收信号中被探知的干扰信号份额也被包含在第一接收信号中，就可能不再是恰当的了。
当在方法步骤S6中确定出，在方法步骤S5中执行的分析中，在第二接收信号中包含干扰信号份额时，则按照方法步骤S7，这个在方法步骤S4中执行的对第一接收信号在异物200的存在方面的分析结果就被摒弃，因为这个结果非常有可能由于在方法步骤S5和S6中所确定出的干扰信号份额搀假了。另一方面，当在方法步骤S6中确定出在第二接收信号中没有干扰信号时，因为由于缺少了干扰信号份额它被归入真实的或者说正确的一类，将释放用于分析的第一接收信号S10。按照方法步骤S10，该释放——如通过图2中方法步骤S9所表示的那样——可以与一个附加的条件相关。这个附加的条件可以例如是如此的先决条件，即，在按照方法步骤S10的释放进行之前，必须在对第二接收信号中的干扰信号份额进行最后地探测之后经历一个预先确定的截止持续时间。在方法步骤S10中通过第一分析装置120分析的结果的释放或者说它的为了另外应用的截止在图1中通过一个从控制装置140到第一分析装置120的连接示出，通过该连接，使一个相应的释放信号被传输到第一分析装置上。
替换地，按照方法步骤S9，所述条件可以是，在按照方法步骤S10的释放进行之前，在对第二接收信号作预定数量的重复分析的最后的干扰信号份额的探测之后，在该第二接收信号中不可能再探测到干扰信号份额。如果相应的条件不能被满足，则按照图2，方法步骤S10被跳过。在方法步骤S7或在方法步骤S10之后，在方法步骤S8中，代表本发明方法的执行次数的变量n则在方法步骤S8中被加1。然后本方法有利地又分支到方法步骤S2的开始，以便通过重新地发送发射信号继续对空间进行在异物200的存在方面的监视。如已在上面参考图1所提及的那样，在该重复中有利是，激活一个被定位在其它位置上的发射装置，如在先前的运行中被激活的发射装置110-1那样。在此后的重新运行中有利的是，当在方法步骤S5和S6的重复中重新确定或认定，在该第二接收信号中仍然包含了干扰信号份额时，一个可能作为条件在方法步骤S9中被选择的截止持续时间就开始重新在全长上运行。
这个刚才描述的本发明的方法优选以一个用于监视装置的计算机程序的形式实现。这个计算机程序必要时可以与用于监视装置的另外的计算机程序一起被储存在一个数据载体上。该数据载体可以是一个软盘、一个光盘、一个快闪存储器或类似物。然后该存储在数据载体上的计算机程序可以作为产品出售给顾客。
替换地，该计算机程序也可以不借助一个电子的存储媒介而通过一个电子通信网络、特别是国际互联网作为产品传送并出售给顾客。
权利要求
1.一种方法，用于借助一个监视装置(100)在一个异物(200)、特别是一个障碍物的存在方面监视一个空间、特别是一个机动车的周围环境，该监视装置具有至少一个发射装置(110-1)和至少一个第一(110-2)和一个第二(110-4)接收装置，其中，第二接收装置(110-4)比第一接收装置离发射装置(110-1)更远，包括如下步骤通过该第二接收装置(110-4)接收至少一个第二接收信号，其特征在于优选在干扰信号份额方面重复地分析第二接收信号的至少一部分，这些干扰信号份额使得可以推论空间中一个干扰信号源的存在(步骤S5)，并且只有当在第二接收信号中没有探测到干扰信号份额时，才执行该监视或利用该监视的结果(步骤S6，S10)。
2.按权利要求1的方法，其特征在于第二接收信号的为了探测干扰信号份额被分析的部分在时间上是在一个通过第二接收装置到发射装置的空间距离所代表的阈值时刻以前被接收的。
3.按前面权利要求之一的方法，其特征在于对空间的监视或监视结果的利用只有在最后基于那时当前的第二接收信号进行的干扰信号份额的探测之后在一个预定的截止持续时间结束以后才被执行(步骤S9)。
4.按权利要求3的方法，其特征在于该截止持续时间在对干扰信号份额的每次重复探测时都开始重新在全长上运行。
5.按权利要求1或2的方法，其特征在于对空间的监视或监视结果的利用只有当在对第二接收信号进行预定次数的重复分析时没有探测到干扰份额时才进行(步骤S9)。
6.按前面权利要求之一的方法，其特征在于对异物的探测-优选重复地-包括如下步骤通过发射装置(110-1)在一个发射时刻向空间中发射一个发射信号(S2)，通过第一接收装置(110-2)接收第一接收信号和通过第二接收装置(1104)接收第二接收信号(S3)，和对至少第一接收信号进行在空间中异物(200)的存在方面的分析，其中异物必要时通过在至少这些接收信号的一个中发射信号的在异物上反射回的份额来代表(S4)。
7.按前面权利要求之一的方法，其特征在于当监视装置(110)具有多个分别带有至少一个第一(110-2)及一个第二(1104)、对应的接收装置的发射装置(110-1)时，各个发射装置和与其对应的接收装置在各次重复该异物(200)的探测或者第二接收信号的分析时被-优选周期性地-交替地激活。
8.计算机程序，具有用于监视装置(100)的程序编码，其特征在于该程序编码被设计用于执行根据权利要求1-7之一的方法。
9.一种数据载体，它具有按照权利要求8的计算机程序。
10.监视装置(100)，用于在一个异物(200)、特别是一个障碍物的存在方面监视一个空间、特别是一个机动车的周围环境，包括至少一个用于在至少一个发射时刻向该空间中发射一个发射信号的发射装置(110-1)，至少一个用于接收一个第一接收信号的第一接收装置(110-2)和一个用于接收一个第二接收信号的第二接收装置(110-4)，其中第二接收装置(110-4)被设置得比第一接收装置(110-2)离发射装置(110-1)更远，和一个第一分析装置(120)，用于对至少该第一接收信号进行在空间中异物(200)的存在方面的分析，其特征在于一个第二分析装置(130)，用于对第二接收信号的至少一部分优选重复地进行在干扰信号份额方面的分析，所述干扰信号份额使得可以推论出空间中干扰信号源的存在；一个控制装置(140)，用于只有当第二分析装置(130)在第二接收信号中没有探测到干扰信号时才激活至少第一分析装置(120)或用于释放关于异物的存在的监视结果。
11.按权利要求10的监视装置其特征在于第二接收装置(110-4)被构造为——如第一接收装置那样——接收物理上相同形式的信号或者物理上其他形式的信号。
12.按权利要求10或11之一的监视装置，其特征在于这些发射-和/或接收装置被至少部分地分别构造为一个转换器装置的部分，该转换器装置可以选择性地作为发射装置或作为接收装置工作。
全文摘要
本发明涉及一种方法和一个装置，用于对一个空间进行在异物的存在方面进的监视。其中监视装置通常包括至少一个发射装置和一个第一及一个第二接收装置。在现有技术中的针对由接收装置所接收的接收信号的通常的分析中，对于接收信号是否可能包含了使得在异物的存在方面会搀假的分析只能实现一个有条件的判断。为了改进该判断的可靠性，根据本发明建议，将第二接收装置的信号——该第二接收装置设置得比第一接收装置离发射装置更远——进行在干扰信号份额方面的分析。当在第一和第二接收装置之间的距离不是过大时就可认为，在第二接收信号中探测到的干扰信号份额也包含在第一接收信号中。在这种情况下建议，应该校正该空间的监视或者至少将已经获得的这个监视结果如此长时间地放弃，直到在重复地分析第二接收信号时不再探测到干扰信号份额为止。
文档编号G01S7/537GK1867838SQ200480029783
公开日2006年11月22日 申请日期2004年9月16日 优先权日2003年10月11日
发明者马库斯·亨贝格尔, 海因里希·格茨格 申请人:瓦莱奥开关传感器有限公司