专利名称：超声测量装置和用于分析超声信号的方法
技术领域：
本发明涉及一种超声测量装置。本发明还涉及一种用于分析超声信号的方法。
背景技术：
车辆通常具有用于确定车辆周围环境中的物体的位置的超声系统。DE3813083A1 公开了一种这样的超声系统。这种超声系统具有安装在车辆上的至少一个发射装置和接收装置。超声系统尤其也可以包括分散地设置在车辆上的多个发射和接收装置。发射和接收装置通常安装在一个设备中并且使用同一电/声转换器(膜片)作为双向激励的天线装置。在这种情况下天线装置不仅可以用作发射器而且也可以用作超声信号的接收器。通常如此进行具有多个天线装置的超声系统的激励，使得在某一时刻仅仅一些天线装置发射超声信号作为发射信号。为了避免探测模糊性，在发出脉冲状的发射信号之后等待称作回波周期的时间段，直至发出下一发射脉冲。超声系统的所有天线装置至少发射一次发射信号所需的时间段通常称作超声系统的发射周期。由天线装置发出的发射信号可能射到至少一个反射物体点上并且在所述反射物体点上被至少部分地反射。随后，接收器的天线装置接收反射的超声信号，并且确定发出发射信号与接收反射的超声波信号之间的持续时间。随后，超声系统的分析装置可以根据至少一个所确定的持续时间来确定车辆周围环境中的至少一个反射物体点的位置。
发明内容
本发明提供一种具有权利要求1的特征的超声测量装置以及一种具有权利要求8 的特征的用于分析超声信号的方法。在从属权利中描述了本发明的有利扩展方案。通过超声测量装置的实施方式的特征实现的优点在相应的方法中也可以保证。本发明基于所接收的超声波信号的周期持续时间的测量序列与指纹类似地分别不仅是所发出的发射脉冲的特征而且是去往接收装置的传输路径的特征，其中，传输路径例如不仅通过进行发射和/或进行接收的天线的方向特性而且通过物体(所发出的脉冲在其去往接收装置的路径上在所述物体上被反射)和通过其相互间的相对运动来确定。如果分析装置识别到表征传输场景的指纹(所述指纹优选通过基准周期持续时间序列代表)， 则在接收器侧可以探测到对于所接收的超声信号存在哪一种场景。超声信号是零均值的交变信号，因此可以描述为具有时间可变的信号强度的周期持续时间序列。周期持续时间可以理解为超声信号在两个彼此相继的过零之间的区段，其通常也称作半周期持续时间，或者理解为两次相邻的从负/正信号状态到正/负信号状态的变换之间的持续时间，也称作正/负周期持续时间。但替代周期持续时间也可以确定和分析等效参量。在此明确指出所确定的测量序列可以包括正周期持续时间序列、负周期持续时间序列、相对于正基准周期持续时间的正周期持续时间偏差的序列、相对于负基准周期持续时间的负周期持续时间偏差的序列、时间可变的频率和/或相对于基准频率的时间可变的频率偏差。作为替代或者作为补充，所述信息也可以包括与接收信号的至少一个周期持续时间的偏差相关的周期持续时间参量或者频率参量。例如，所述信息可以是正/负周期持续时间差和/或接收信号与发射信号之间的频率差。
所述方法例如可以包括用于获得测量装置的接收信号固有特征的方法。
借助于本发明能够以较少的时间开销和工作开销来确定周期持续时间序列和/ 或时间可变的频率变化。随后，可以将所述周期持续时间和/或所述频率变化用于确定反射物体的至少一个形状特征和/或速度特征。借助于至少一个所识别的形状特征和/或速度特征可以实施改进的环境检测。例如可以通过所确定的相对速度将接收信号的强度变化以较大概率对应于一物体。同样可通过确定物体的空间构型更好地识别物体类型。通过所述方式可以使用不同的发射信号在进行发射和进行接收的超声装置之间传输信息。
因此，本发明提供一种用于确定相对运动、用于实施反射物体的物体分类和/或用于区别所发出的不同发射信号波形的脉内分析。
附加地，借助于本发明可以更精确地预测回波的可能接收时间。通过所述方式获得的更高测量精度可以用于缩短反应时间和/或用于增大测量范围。此外，还可以将在超声系统的发射周期内在不同时间获得的物体信息(例如物体距离)归一化到基准时刻上， 由此可实施车辆周围的物体场景的更精确分析。此外，如果发出可由接收装置区分的发射信号，则可以附加地改善测量精度和反应时间。借助于本发明，接收装置能够根据接收信号的时间变化过程识别所发出的发射信号具有一组可能的信号波形中的哪一个信号波形。在此，在本发明的所述实施方式中，不(仅仅)如在现有技术中那样根据信号强度来检查接收信号与发射脉冲的相似性。取而代之地，所述实施方式能够确定接收信号的频率和/或周期持续时间的时间变化过程与发射脉冲的相似性。这确保其他系统改进，例如以更短的脉冲重复持续时间发射和/或脉冲分离。此外，通过所述方式可容易地实现车辆/车辆通信中进行发射的超声装置与进行接收的超声装置之间的信息传输的改进。
迄今常见的纯粹面向振幅分析的用于运行超声系统的方法的缺点是根据一个单独的回波不可识别物体相对于超声系统的相对运动。在迄今的测量方法中，根据彼此相继的发射周期中物体的多个回波的传播时间差的分析才能够实现物体的相对速度。在此，测量误差的重要来源是在两个彼此相继的发射脉冲之间的时间间隔期间的相对运动。由于相对运动，物体上的反射点在空间上可能如此变化，使得出现仅仅由反射点的移动引起的传播时间差，所述传播时间差不是相对运动的后果。这也往往在将接收信号对应于确定物体时导致误差。
如果通过针对每一可能的接收脉冲波形计算相应的模拟值与接收信号的互相关来解决接收脉冲与各物体和/或发射信号波形的对应，可能需要多高的开销。互相关的计算开销很高并且通过可能的回波信号的数量而倍增。
因此期望为了克服传统限制开发一种方法，借助所述方法可在不需要附加测量的情况下预测反射时刻的时间发展趋势。尤其是期望提供探测反射点相对于例如固定地设置在车辆上的超声天线装置的相对速度。这通过本发明可以实现。
特别地，本发明能够实现正周期持续时间和负周期持续时间的同时/时间并行的分析。通过所述方式获得可用于相互可信度检验的冗余分析结果。可通过如下方式实施可信度检验考虑在几乎无误差地实施正周期持续时间和负周期持续时间的测量和分析时由负周期持续时间获得的分析结果相应于由正周期持续时间获得的分析结果。在此，例如可以通过求平均值来改进从脉内分析获得的分析结果。
通过本发明也可以更好分离紧密相邻的反射点上的反射。
在根据本发明的方法中，尤其可以通过在对测量时基的要求较小的情况下在一个以上的周期持续时间上的测量来实现较高的超声波测量时间精度要求，例如对于每lkm/h 相对速度变化0. 16%的测量分辨率。
根据本发明的超声测量装置和相应的方法例如可以用于安全系统、驾驶员辅助系统和/或用于信息输出和/或报警设备。适当的驾驶员辅助系统的示例例如是自动化的制动、转向和/或加速系统。对于本发明而言优选的安全系统例如是安全气囊系统、可调节的发动机罩、安全带拉紧器、车窗升降器和/或主动式头枕。
因此，本发明能够提供具有信号波形识别、物体探测和/或相对速度估计的车辆周围环境超声探测。除分析测量序列以外，可以同时分析瞬时信号强度的时间变化过程。因此可以在本发明中集成传统的分析方法。
超声测量装置的可能使用的阈值开关可以输出关于回波传播时间变化可调的阈值。作为确定测量序列的补充，也可以多个测量装置时间并行地或者准时间并行地工作，以确定多个测量序列。
作为接收到的超声信号的可能信号波形，可通过本发明确定载波频率、单脉冲、双脉冲、直接序列脉冲、线性调频调制和/或跳频调制。
以下根据附图解释本发明的其他特征和优点。附图示出
图IA至C :用于解释为了脉内分析而分析的数据的坐标系，其中，图IA示出一个发射信号，图IB示出正周期持续时间而图IB示出负周期持续时间；
图2A至C :超声测量装置的一种应用可能性的示例，其中，在图2A中示出一种交通情况，在图2B中示出接收到的超声波信号的时间强度分布而在图2C中示出可由超声信号计算出的其他交通参与者的相对速度；
图3 :用于示出超声测量装置的第一实施方式的电路装置的框图4 :用于示出超声测量装置的第二实施方式的电路装置的框图5 :用于示出超声测量装置的第三实施方式的电路装置的框图6A和B :用于示出超声测量装置的第四实施方式的电路装置的电路框图和坐标系，其中，图7A示出电路装置而图7B示出由电路装置实施的计算步骤；
图7A至C :用于示出超声测量装置的第五实施方式的电路装置的电路框图和两个坐标系；
图8A和B :用于不出超声测量装置的一种实施方式的第一应用不例的两个坐标系，其中，图8A示出周期持续时间的分析而图8B示出频率的分析；
图9A和B :用于不出超声测量装置的一种实施方式的第二应用不例的两个坐标系，其中，图9A示出周期持续时间的分析而图9B示出频率的分析；
图IOA和B :用于不出超声测量装置的一种实施方式的第三应用不例的两个坐标系，其中，图IOA示出周期持续时间的分析而图IOB示出频率的分析；和
图11 用于示出超声测量装置的一种实施方式的第四应用示例中的周期持续时间的分析的坐标系。
具体实施例方式图IA至C示出用于解释为了脉内分析而分析的数据的坐标系，其中在图IA中示出发射信号，在图IB中示出正周期持续时间，在图IB中示出负周期持续时间。图IA至C的坐标系的横轴是时间轴τ。图IA的坐标系的纵坐标反映由超声测量装置的发射装置发出的发射信号s( τ )。图IB和C的坐标系则不具有纵坐标。发射信号s( τ )是超声信号，例如零均值的带通信号。发射信号s( τ )的频率通常位于几kHz的频带内。在0和Ts之间的时间间隔内发出发射信号s( τ)。因此，发射信号8(1)的脉冲宽度的值是Ts。同样在图IA的坐标系中绘制发射信号S(T)的包络线
S(T)0发射信号s ( τ )的频率变化过程可以表示为正周期持续时间ΡΡ1-ΡΡ6的序列和/ 或表示为负周期持续时间Pm_PN6的序列。在图IB中表示的正周期持续时间PPl至PP6 和在图IC中表示的负周期持续时间Pm至PN6几乎相互独立地包含关于由超声测量装置的发射装置发出的发射信号S( τ )的信息并且通过发射信号s( τ )的发射频率的时间变化过程预给定。所使用的概念——正周期持续时间PP1-PP6理解为两次前后相继的从发射信号 s(T)相对于基准值SB的“较小值”过渡到“较大值”之间的时间间隔。相应地，负周期持续时间Pm-PN6应理解为两次前后相继的从“大于SB的值”过渡到“小于SB的值”之间的时间间隔。发射信号s( τ )的瞬时频率时间变化过程的其他表示可能性是相对于正基准周期持续时间的正周期持续时间偏差的序列和/或相对于负基准周期持续时间的负周期持续时间偏差的序列。例如，正基准周期持续时间或者负基准周期持续时间是正周期持续时间PP1-PP6或者负周期持续时间Pm-PN6的平均值。替代地，概念一正/负周期持续时间可以等同地用于例如正/负半周期持续时间，即从比SB小/大的信号值到比SB大/小的信号值的变化之间的时间区段。发射信号s ( τ )的频率变化过程也可以表示为频率的序列和/或相对于基准频率的频率偏差的序列，例如通过形成相应倒数值。因此，在本发明的以下描述的实施方式中， 取代正周期持续时间ΡΡ1-ΡΡ6、负周期持续时间Pm-PN6、相对于正基准周期持续时间的正周期持续时间偏差和/或相对于负基准周期持续时间的负周期持续时间偏差，也可以研究频率和/或相对于基准频率的频率偏差。当然除所列举的值以外，也可以分析频率和/或相对于基准频率的频率偏差。因为周期持续时间与频率之间的关系对于本领域技术人员而言是显而易见的，所以在这里不探讨这些实施方式。为了表达更清晰，以下仅仅讨论周期持续时间偏差的确定和分析。在此不区分正周期持续时间PPl至PP6与负周期持续时间Pm至PN6或者它们的偏差。但在此仍然应指出所述的周期持续时间可以理解为正周期持续时间PPI至PP6、负周期持续时间Pm至 PN6、相对于正基准周期持续时间的正周期持续时间偏差和/或相对于负基准周期持续时间的负周期持续时间偏差。因此，概念“周期持续时间偏差”是具有相同效果的不同表达方式的同义词。
在以不等于零的相对速度相对于超声测量装置运动的单个物体点上反射时和/ 或在车辆自身发射器、物体点和车辆自身接收器之间的相对速度不等于零时，由超声测量装置的发射装置发出的发射信号S(T)的周期持续时间改变。由于物体的不同反射点上的反射的叠加和/或由于天线和/或传播介质的传输特性，信号在发射器和接收器之间的路径上也可以改变。此外还可能使用在发射信号的周期持续时间/瞬时周期持续时间的时间变化过程中不同的多个发射信号。由此，由超声测量装置的接收装置接收到的接收信号的周期持续时间可能具有与所发出的发射信号s( τ)的周期持续时间不同的值。这里还需指出反射物体的物体形状也可以引起反射的超声信号的改变的周期持续时间。因此，通过接收到的超声信号的周期持续时间的分析，除至少一个相对速度以外，还可以获得关于物体形状和(因此)物体类型的信息。其他信息同样也可以从发射装置传输至接收装置。
利用以下描述的脉内分析方法——优选实现为信号强度加权的脉内分析，这些效果可以在附加开销相对较小的情况下从接收信号中得出并且可以用作通知驾驶员的信息， 在转向、加速和/或制动过程中支持驾驶员的信息、进行参数化的信息和/或用于操作用于减轻事故后果的装置的信息。
例如对于接收信号可以研究相对于至少一个基准的周期持续时间偏差的序列，尤其是在具有高信号强度的接收信号区段中。以下根据示例进一步描述脉内分析的更详细的处理方法。
图2Α至C示出超声测量装置的一种应用可行方案，其中，在图2Α中示出一种交通情况，在图2Β中示出接收到的超声信号的时间强度分布，在图2C中示出可由超声信号确定的其他交通参与者的相对速度。
对于在图2Α中示意性示出的交通情况，车辆10以速度νΟ在行驶方向12上行驶。 车辆10示例性地装配有具有发射和接收装置13和14的超声测量装置。发射和接收装置 13和14如此固定在车辆10上，使得由发射装置13发出的超声信号射到在行驶方向12上位于车辆10前方的部分周围环境上。在此，至少一个发射装置13在发出超声信号时可以具有足够大的张角用于良好地覆盖在行驶方向12上位于车辆10前方的部分周围环境。
在图2Α中出示的发射器13和接收器14的布置仅仅理解为示例性地用于简单说明原理。这里明确指出的已知事实是现今位于同一位置上的常见超声换能器可以交替地承担发射器13和接收器14的功能，并且在车辆10上安装通常两个以上的超声换能器。
这类基于超声的测量装置可以成本相对较低地制造。它们对于污染相对稳健。附加地，超声测量装置的性能也不易受如同黑暗、大雾、降雨和降雪的气候影响。
在所示交通情况中，车辆16a、16b和16c在行驶方向12上位于车辆10的前方。因此，车辆16a、16b和16b位于发射和接收装置13和14的测量范围内。车辆16a至16c中的每一个具有相对于车辆10的不同相对速度va、vb或vc。车辆16b以相对速度vb同样在行驶方向12上行驶，而车辆16a和16c以其相应的相对速度va或vc与行驶方向12相反地行驶。
车辆16a、16b和16c中的每一个将由至少一个发射装置13发出的超声信号的一部分反射回车辆10。如以下更详细地描述地，在图2A中车辆16a和16b如此彼此邻近，使得它们的反射叠加成根据强度分布无法区分的总反射。只要多个物体位于相对于车辆10大致相同的距离上，则往往出现这种情况。在由车辆10行驶的道路上也反射所发出的超声信号的一部分。这示意性地通过位于车辆10和车辆16a至16c之间的路面障碍物18表示。以下将解释如何借助于超声测量装置通过分析反射的超声信号来检测所示交通情况。在图2B中示出的坐标系作为横坐标具有时间轴τ而作为纵坐标具有由至少一个发射装置发出的超声信号的接收回波的强度分布R( τ)。在时间轴τ上示出的总持续时间例如为18ms。除所确定的回波的时间强度分布R(T)以外，在坐标系中也给出(时间可变的)重要性阈值RLimh )，其例如在时刻τ =0时发出超声信号之后呈指数减小。在强度分布Rh)中，优选仅仅考虑高于重要性阈值RLim(T)的超越区域20至30用于分析。优选地使用时间可变的重要性阈值R( τ )。但替代时间可变的重要性阈值RLim( τ )也可以使用时间恒定的阈值。优选地，对于超声驾驶员辅助系统的脉内分析，实施接收到的脉冲的周期持续时间的时间变化过程相对于基准时间变化过程的变化，尤其是仅仅对于接收信号的高信号强度。对于这样的信号强度加权的瞬时周期持续时间分析，对于每个超越区域20至30借助于以下描述的处理方式确定相应的周期持续时间P。图2C的坐标系的纵坐标说明超越区域 20至30的所确定的瞬时周期持续时间ρ的值。图2C的坐标系的横坐标是时间轴τ。图 2C示出在物体16a至16c和18上反射的超声信号的周期持续时间ρ例如由于多普勒效应如何变化。在所示示例中，所确定的周期持续时间P位于19. 2μ S和20. 2μ S之间的值范围内。在这里描述的示例中，超声测量装置被设计用于发出具有20μ s的几乎恒定的瞬时周期持续时间P的超声信号。如以下进一步描述的那样，也可考虑不同的发射信号瞬时周期持续时间时间变化过程，尤其是用于区别不同的信号波形。此外，超声测量装置具有分析装置，所述分析装置被设计用于持续地确定车辆10相对于车道的速度VO并且计算与速度VO相对应的基准信号32。在此，基准信号32相应于以速度VO运动的物体上的反射的多普勒频移。在图2C中，基准信号32约为19.7ys。例如在这里可以通过车辆在地面上的相对速度来预给定基准信号的值。从时刻τ 1开始，在持续时间Δ 1上接收到串扰20作为超越区域20。超越区域 20具有与所发出的超声信号相同的瞬时周期持续时间P，只要其回波传播时间τ 1在当前声速下相应于两个传感器13和14的距离，则超越区域20据此可明确地识别为两个以相对速度0运动的传感器13和14之间的串扰。在时间τ 2至τ 4时，在持续时间Δ 2至Δ 4上接收到在地面障碍物18上反射的地面回波22作为超越区域22。地面回波22具有位于所发出的超声信号的周期持续时间ρ 和相应于车辆的速度νΟ的基准信号32之间的值范围内的瞬时周期持续时间P。由于超声测量装置“斜视”地面，地面回波22的周期持续时间ρ之间存在偏差。可以根据这些特征在瞬时周期持续时间的变化过程的脉内分析时更容易地识别地面回波22和滤除地面回波 22。从时刻τ5开始，在持续时间Δ5中接收叠加的接收信号Μ，所述接收信号由车辆 16a的反射信号沈和车辆16b的反射信号28组成。这里解释的超声测量装置的一大优点在于其可以根据接收信号的瞬时周期持续时间的时间变化过程识别出接收信号24由两个单个信号26和28组成。这通过如下方式实现超声测量装置在相对于所发出的信号的变化方面研究接收信号24的瞬时周期持续时间p的时间变化过程并且在此识别出接收信号24的瞬时周期持续时间p的时间变化过程可对应于两个相对速度va和Vb (参见图2C)。 因此，超声测量装置识别出接收信号24可对应于具有不同相对速度va和vb的两个不同物体。例如可以通过识别出接收信号24不表示紧凑的单个物体的位置而表示具有不同相对速度va和vb的两个不同物体的位置，识别并且及时地防止事故情况。
这是在这里解释的超声测量装置相对于传统超声系统的主要优点。通过分析接收到的回波的至少一个瞬时周期持续时间P (或者至少一个瞬时频率)，可以识别并且为了接收信号的分析消除物体的这种空间叠加。尤其是当物体彼此具有相对于观察者的不同相对速度时在此可以容易地区分这些物体。例如车辆16a和16b由于其不同的相对速度可通过分析瞬时周期持续时间P明显地区分。因此，借助于瞬时周期持续时间P的分析可以从回波中获得关于当前交通情况的明显更准确的信息。
传统超声系统仅仅在考虑所确定的超越区域20至30的时间的情况下确定车辆周围环境中的物体。传统超声系统仅仅被设计用于根据超过重要性阈值RLim( T )来确定接收到的回波的超越区域20至30是否对应于一物体。因此，在传统超声系统中物体分类限于回波强度(强度分布R(O)的分析。因此需要多个回波周期，以便识别出物体相对于车辆10的相对运动。如果在作用距离较大的情况下避免回波模糊性，则需要较大的回波稳定时间(Echoberuhigungszeit)。因此,尤其在相对速度更大的情况下,系统的发射周期持续过长以便可靠地确定这些快速的相对速度的可能性增大。
此外，根据现有技术的超声系统往往不能根据回波的强度分布R( T )来区分彼此紧密相邻的物体(车辆16a和16b)。因此无法实现确定物体上的回波的超越区域的可靠对应。使用多个阈值往往也不能解决这个问题。因此，根据现有技术仅仅可以借助于其他回波信息来分离彼此紧密相邻的物体，例如使用直接回波、分析其他传感器的回波和/或通过重复发射(优选通过安装在其他车辆位置上的传感器)。但尤其在物体距离较大时通常无法实现区分。
从时间T 6开始，在持续时间A 6上探测到在车辆16c上反射的超声信号作为接收信号30。对于超越区域30也可以确定相对速度。所确定的相对速度va、vb或vc可以位于明显不同于行人和/或骑车人的典型速度的范围以内。因此，根据所确定的相对速度 va、vb或vc通常已经可以将相应的物体对应于一种物体类型。例如，超声测量装置在本示例中被设计用于确定接收信号26、28和30以高概率反映车辆16a、16b和16c的位置、形状和/或速度。
尤其在复杂的情况下，可以根据关于物体的相对运动的知识在随后的回波周期中更准确地确定其假定的停留位置，并且通过这些预测与在随后的回波周期中出现的实际回波传播时间的比较可以检验物体模型以及运动模型。
此外可以根据在空间上不同的传感器分布情况中和在不同时刻确定的回波传播时间和相对速度将每个反射点换算成一个空间基准坐标系的基准时刻，以便因此获得共同参考中的物体场景的总体情况。
如果这种系统的发射传感器使用不同类型的发射信号脉冲，则可以在发射传感器和接收传感器之间传输信息，例如发射时刻、发射位置、传感器识别、关于自身车辆的行驶方式的信息和/或周围环境信息。
在图2B中示例性示出的强度分布R( τ )和在图2C中示出的接收信号强度加权的周期持续时间P相应于由发射装置13发出并且随后由接收装置14接收的交通场景信号。
超声信号具有相对较小的传播速度。由此具有多个天线装置的传统超声系统的发射周期相对较长。此外，为了可靠地观察物体场景，发射周期随着测量距离的增大而变长。 这导致借助于传统超声系统仅仅能够以各测量之间的相对较大的间隔持续时间确定关于车辆周围环境内的反射物体点的位置的信息。因此，在传统超声系统中，可确定物体场景的可靠最新信息的频次受到极大限制。
因为反射物体点通常相对于车辆进行运动，所以各测量之间的较大间隔持续时间使得借助于传统超声系统将在不同时间确定的特征对应于单个物体变得困难。因此，在传统超声系统中仅仅不够好地满足对应时的唯一确定性条件。尤其是，由于确定反射物体点的当前位置时的有限频次，传统超声系统仅仅受限制地适于根据变化的距离信息来确定车辆周围环境内反射物体的速度。这极大地限制了传统超声系统的应用可能性，尤其是对于自动化的车辆控制系统而言。
此外，在使用传统超声系统时经常出现以下问题多个物体点的在传播时间上错开的单个反射导致总反射信号上的叠加。例如，如果发射信号在多个物体上和/或在单个物体的不平坦的表面上被反射，则出现单个反射的相应叠加。根据由传播时间差得出的单个反射相互的相位，叠加可以引起总反射信号的增强、减弱或者消失。因此，单个反射的叠加使借助于传统超声系统确定可靠的位置和速度数据或者确定物体形状变得困难。
但这些功能妨害可通过在这里描述的超声测量装置消除。
图3示出用于表示超声测量装置的第一实施方式的电路装置的框图。
在图3中示意性给出的电路装置98中没有示出发射器，因为除关于一个/多个发射脉冲的形状的知识以外(如根据图1解释的那样)，以下描述的脉内分析仅仅在接收路径中发生。
示意性地给出的电路装置98包括声/电转换器100，借助所述声/电转换器将接收到的超声信号转换成接收信号，例如电信号。随后，接收信号被输出给信号处理单元102。 例如，信号处理单元102包含放大器和/或用于滤除不期望的信号成分和/或频率特性修正的带通滤波器。信号处理单元102在其输出端上提供(经处理的)接收信号r ( τ )。
对于每个测量时间范围，脉内分析包括至少一个用于确定瞬时周期持续时间偏差 Δ ρ或者相应的等效值的测量装置61，可选地随后是至少一个分别根据基准周期持续时间偏差PG 105或者根据相应的等效基准序列(例如瞬时频率偏差)来分析瞬时周期持续时间偏差的装置106，可选地随后是用于基于品质度量的信号处理的装置108，以及随后是至少一个用于最终信号判定的装置112。
在图3中示意性地给出的电路装置61被设计用于确定接收信号r( τ )的相对于预给定的基准周期持续时间的瞬时周期持续时间偏差Δρ。可以如此修改电路装置61，使得取代瞬时周期持续时间偏差Δρ而确定周期持续时间、频率和/或相对于预给定的基准频率的频率偏差。由电路装置61确定的瞬时周期持续时间偏差Δρ同样可以被转换成周期持续时间、频率和/或频率偏差。
也可以时间错开地启动多个测量装置61，并且分别在多个(半)周期上测量平均周期持续时间偏差。随后可以分别在一个或多个在后连接的分析单元中将周期持续时间偏差的有限长度的基准序列分别与所测量的瞬时周期持续时间偏差的序列中的相应等长度的片段进行比较。在此，例如首先确定相应值对的偏差的平均值。可选地，确定所述序列的相应值对的偏差的分散宽度的粗略度量。同样可以形成和分析描述分别相互比较的序列的哪些值对彼此偏差特别大的度量。对于每个时间错开的测量时间范围-1、-2...并且根据是否分开地测量电平变化方向作为正瞬时周期持续时间偏差和负瞬时周期持续时间偏差，借助每个测量装置61-1、 61-2...分别确定瞬时周期持续时间偏差Ap 104的度量并且将所述度量传输给后面的单元，其中，传输优选借助于时钟信号CLK来同步。每个测量的测量时间范围分别以开始信号 59-1,59-2...开始。在多个时间错开的测量时间范围内的同时测量时，可以借助于时钟时基56和适当的信号延迟装置57或者等效的时钟发生器彼此延迟开始信号59-l、59-2..。在彼此时间错开的测量范围内分别在一个或多个周期持续时间上的同时测量虽然要求多个同时工作的测量装置，但另一方面与在超声信号的仅仅一个半周期或周期上的测量时相比对用于确定瞬时周期持续时间偏差的基准时基的要求更小。因为用于时间错开的测量的级除时间错开的开始信号59-2、59_3...以外构造相同，所以在图3的下部中仅仅示例性地借助61-2表示这些级。在所示情况下，模块61-1由用于时间错开地测量正瞬时周期持续时间偏差和负瞬时周期持续时间偏差l(Ma-l和104b_l的两个测量装置a和b组成，其中，在所示特殊情况下所有测量装置62a-l、62a-2. . .、62_bl、62_b2...共享一个阈值开关60，由此可避免额外的开销。在一种优选的实施方式中，直接由二进制信号b( τ )产生测量装置的同步，因此所述二进制信号也承担同步信号59的任务。在另一优选的简化实施方式中，对于每个接收级仅仅分别存在一个用于测量正瞬时周期持续时间偏差和用于测量负瞬时周期持续时间偏差10 和104b的测量装置，从而不需要附加的延迟级57。例如，所述装置可以依次测量正半周期和负半周期的瞬时周期持
续时间偏差，并且后面的装置106a-U106a-2. · · U06b-lU06b-2.....如以下详细描述的
那样分析这些序列。在脉内分析的一种非常简单的实施方式中，分别直接由判定级112接收瞬时周期持续时间偏差104的当前值。接收信号r( τ)被输出给用于将接收信号r( τ)转换成二进制信号b( τ)的阈值开关60。阈值开关60确定对于接收信号r( τ)的哪一振幅输出具有两个电平——高和低的二进制信号b( τ )。优选地，阈值开关的阈值应与阈值RLim( τ )相同，尤其是以便实现与接收电路中的其他功能的协同以实现开销最小化。二进制信号b( τ)被提供给第一和第二分析路径。两个分析路径中的每一个在其始端具有电路6 或62b。电路6 被设计用于根据二进制信号b( τ )确定相对于一个预给定的正基准周期持续时间的正瞬时周期持续时间偏差10如。相应地，电路62b被设计用于根据二进制信号b ( τ )确定相对于一个预给定的负基准周期持续时间的负瞬时周期持续时间偏差104b。优选地，通过分析高/低电平变化或者低/高电平变化来进行时间测量，以确定正瞬时周期持续时间偏差和负瞬时周期持续时间偏差。偏差极大的瞬时周期持续时间偏差可由两个电路62a和62b滤除，其方式是， 事先确定有效值范围并且通过电路62识别违反情况。
如果根据脉内分析如下研究接收信号不同的可能的发射信号和/或物体中的哪一个导致接收信号，并且在必要时在使用多个测量装置6la-1、6la-2. . .、61b_l、 61b-2...的情况下分别在模块106...中将瞬时周期持续时间104...中的每一个分别与代表可能的不同的发射信号和/或物体的基准PG... 105进行比较。分别由于这样的比较将分别相对于基准序列PG...的瞬时周期持续时间偏差的序列的原始平均周期持续时间偏差Aprr传输给后面的级。
除原始平均周期持续时间偏差Aprr以外，装置106每时钟周期可选地产生模式向量i以及平均值分散的原始度量O r，所述模式向量丄描述当前研究的相对于基准序列 PG 105的瞬时周期持续时间偏差序列以何种方式偏差。所有三个参量Aprr、丄和or借助于数据线路104、110传输给后面的装置。
在可选地分别位于后面的用于基于品质度量的信号处理的级108中优选每时钟步骤根据中间参量Aprr、e和or进行结果评估。
理想地，在偏差向量e的接收时刻中证明所测量的瞬时周期持续时间偏差序列除恒定值Aprr以外与基准周期持续时间偏差序列PG没有区别，并且平均偏差的度量or 也证明两个序列在所述时刻的较大相似性，从而用于基于品质度量的信号修正的级在所述时刻不必进行修正，并且后面的判决装置112在信号强度123和信号持续时间122足够大的情况下可以就此得出在所述时刻接收到了与基准PG类似的信号脉冲，其具有相应于周期持续时间偏差Aprr的相对运动。如果在112中通过分析与多个基准PG...的比较进行判定，则一个基准代表至少一个信号波形和/或物体，由此在124中除相对运动信息以外还传输关于探测到的信号波形和/或物体类型的信息。
在所有不同于所述理想情况的其他情况中，用于基于品质度量的信号处理的级 108修正地处理原始中间值，例如如同以下描述的那样。
如果以上描述的理想情况没有出现并且在高回波强度下代表瞬时周期持续时间偏差与基准PG...的依次进行的比较的偏差度量O中的任何一个均不足够小，则判定装置 112可以得出当前高的接收强度不相应于基准中的任何一个，或者当前高的接收强度与其偏差度量O与其他相比最小的基准PG最相似。例如可以根据部分分析的偏差度量0 的大小来判定这两种信息类型中的哪一种。
由电路62a确定的正瞬时周期持续时间偏差作为数据信号104与时钟信号 CLK(t) 一起提供给计算装置106a。计算装置106a分别根据基准周期持续时间偏差序列 PG对所测量的瞬时周期持续时间偏差的输入序列进行归一化，并且被设计用于确定平均正瞬时周期持续时间偏差、各瞬时周期持续时间偏差和/或瞬时周期持续时间偏差的分散的总和。随后，由计算装置106a计算出的值作为数据信号110输出给分析装置108a。
用于信号处理的装置108a根据在其输入端上施加的原始值实施信号处理，其方式是，其借助于所传输的品质度量确定在所述时钟步骤中计算出的相应基准序列的最终值、即归一化平均周期持续时间偏差△ Pr或者由此计算出的等效值，例如相对速度，和/或经处理的度量O，所述度量描述在相应的部分分析中与相应的基准序列进行比较的所测量的瞬时周期持续时间偏差序列以怎样的概率一致。在此，分析装置108a被设计用于通过滤除其平均正瞬时周期持续时间偏差和/或分散与预给定的比较值偏差过大的正瞬时周期持续时间偏差来确定经优化的平均正瞬时周期持续时间偏差和/或经优化的正瞬时周期持续时间偏差序列并且将其作为数据信号110输出给判定装置112。
由电路62b确定的负瞬时周期持续时间偏差作为数据信号104b与时钟信号 CLK(x) 一起输出给计算装置106b。计算装置10 的功能相应于已经描述的计算装置106a 的功能。在计算装置106b后面也连接有具有分析装置108a的功能的分析装置108b。由计算装置106b计算出的值作为数据信号IlObUllb和114b输出给分析装置108b，并且，只要负瞬时周期持续时间偏差相应于预给定的估计品质，则在必要时在用于基于品质度量的信号处理的级108b中的处理之后转发给判定装置112。
除用于确定和分析周期持续时间偏差的组件以外，电路装置98还可以具有其他组件118和120。这通过图3的虚线示出。组件118和120例如是整流器118和积分滤波器120并且生成关于当前信号强度的信息123。组件118和120可以被设计用于通过现有技术中已知的方式在回波的时间强度分布方面分析所提供的接收信号H τ )(参见图2Β)。 通过所述方式可以粗略地确定反射物体点相对于超声测量装置的位置。由组件118和120 确定的信号122和123也可以输出给判定装置112。
如以上已经描述的那样，可能的发射信号的类型、传播路径的类型和反射物体的类型的每一种组合分别需要可能的瞬时周期持续时间偏差的自己的基准序列PG. ..105,从而对于相应的基准序列中的每一个可能需要由比较单元106和可选地由用于基于品质度量的信号处理的单元108组成的部分分析。如果应当根据正周期持续时间和负周期持续时间分离接收信号和/或分别在多个周期持续时间上分析接收信号，则所需的开销如在图3 中示出的情形中那样以时间并行地工作的测量装置61的数量翻倍。随后，不同部分分析的通过所述方式获得并且基于相应的基准序列PG...的各假设被提供给信号判定装置112， 用于描述在相应时刻关于发射信号、传播路径中的基本变化的组合以及(因此)可选地关于反射物体类型的最可能的接收假设。
因此，判定装置112例如被设计用于关于相应的位置分别确定相对速度以及(可选的)超声测量装置的周围环境中的物体类型。它也可以识别相应的接收信号基于哪一种信号波形。
判定装置112同样也可以被设计用于识别至少一个物体的形状。特别地，判定装置可以被设计用于探测至少一个反射物体的表面结构。判定装置112也可以根据所识别的形状/表面结构和相对运动识别哪种类型的物体位于超声测量装置的周围环境中。例如， 判定装置112可以区分成人、儿童、动物、位置固定的结构(如墙)和/或灵活且运动的物体(如自行车)。
作为替代或作为补充，判定装置112也可以被设计用于确定一组可能的信号波形中的哪一种信号波形由超声测量装置的发射装置发射以及随后由超声测量装置的周围环境中的物体反射。以下根据示例给出所述过程的更详细描述。
此外，判定装置112可以被设计用于基于所估计的物体形状和/或所估计的运动方向将一个发射周期的所有回波的传播时间分别归一化到一个观察时刻上。同样对于随后的发射周期可以通过识别物体形状和运动方向来更好地预测反射物体的回波传播时间的预期范围。因此，可以有针对性地确定并且在其速度和/或物体形状方面分析车辆周围环境中的物体。由判定装置112确定的位置数据、速度数据、物体形状数据、物体表面数据、物体类型数据、物体对应关系数据和/或发射信号波形数据例如可以作为信息信号1M、126和 128转发给自动车辆控制系统，例如自动的制动、转向和/或加速系统。作为所示电路装置98的替代方案，电路6 和/或62b也可以是时间测量装置，所述时间测量装置测量与周期持续时间偏差等效的参量，例如周期持续时间和/或频率(借助于频率/电压变换器)和/或频率偏差。可以使用例如单脉冲方法、直接序列脉冲方法、 线性调频方法和跳频方法的调制方法作为信号波形。仍需指出，取代仅仅两个时间测量装置，也可以时间错开地启动多个时间测量装置，因此在多个(半)周期上并行地测量平均周期持续时间偏差。随后，可以在一个或多个在后面连接的分析单元中将周期持续时间偏差的有限长度的基准序列分别与所测量的周期持续时间偏差的序列中的相应等长度的区段进行比较。在此，例如首先确定相应值对的偏差的平均值。可选地，也可以确定序列的相应值对的偏差的分散范围的粗略度量。同样可以形成和分析描述分别彼此进行比较的序列的哪些值对彼此偏差特别大的度量。图4示出用于表示超声测量装置的第二实施方式的电路装置的框图。所示电路装置58示出在以上电路装置中描述的信号分析的具体实现形式，其具有恰好仅仅一个测量装置61和一个使用恰好仅仅一个基准PG的比较器106以及一个开销较低地实现的信号评估装置108和一个信号判定装置112。电路装置58与以上电路装置相比不仅被设计用于确定所接收的接收信号H τ)的周期持续时间偏差Δρ而且也设计用于确定所确定的周期持续时间偏差Δρ的测量品质。电路装置58具有一个阈值开关60作为测量装置的子单元，所述阈值开关将由超声测量装置的接收装置提供的接收信号r (T)转换成二进制信号b ( τ )，所述接收信号r (T) 例如归因于由超声测量装置发出的超声信号在一物体上的反射。例如，阈值开关60产生二进制信号b ( τ )，所述二进制信号b ( τ )对于接收信号r ( τ )的正值具有值1而对于接收信号Ητ)的负值具有值0。优选地，阈值开关60借助时间可变的重要性阈值来评估接收信号r( τ)，如以上所述那样。随后，二进制信号b( τ)被输出给用于确定一个瞬时周期持续时间偏差Δρ (多个瞬时周期持续时间偏差)的电路62。电路62例如可以包括以下描述的组件50和52。比较电路106在所示情形中由比较单元101和用于确定估计品质的单元组成，所述用于确定估计品质的单元由用于确定偏差模式的单元103以及用于确定原始平均偏差品质的计算单元107组成。所示的用于基于品质度量的信号处理的单元108在这里示例性地仅仅由一个阈值开关80组成，所述阈值开关由估计品质的原始度量生成经处理的估计品质ο。在这一简单示例中，在信号处理108中不使用误差向量ε中的信息。在图4中示出的简单的判定装置112中，根据信号强度以及根据经处理的估计品质ο判定提供用于进一步处理的速度信息ν是否具有有效值或者标记为无效。为了更准确地理解比较电路106，在此指出，在脉冲内不仅在信号强度的时间变化过程方面分析接收到的超声脉冲而且此外也在瞬时周期或瞬时频率的时间变化过程方面分析接收到的超声脉冲。因此，接收到的脉冲的周期持续时间(瞬时周期持续时间)的序列等同于指纹并且不仅表示所发出的发射脉冲的特征而且表示去往接收器的传播路径的特征。例如，可以通过发射天线和/或接收天线的方向特性和/或通过物体(所发出的脉冲在其去往接收器的路径上在所述物体上被反射)及其彼此的相对运动来确定传播路径。 如果接收器识别出表征传播场景的指纹(其这里通过基准周期持续时间的序列来代表)， 则在接收器侧可以探测到对于接收到的脉冲存在哪种场景。
简单起见，可以假设在相对运动时仅仅出现基准序列的与速度成正比的时间压缩或延展。借助在图4中示出的电路以恰好一个指纹(即由N个元素组成的基准序列)为例示出如何通过简单手段实现这样的分析。
对于所述分析，在所述具体实施方式
中借助于时钟CLK ( T )将通过测量单元62获得的瞬时周期持续时间偏差Ap在时间上依次传输到比较单元101中，在所述比较单元中分别进行基准序列105的N个基准元素与所测量的瞬时周期持续时间偏差序列之间的差。
在101中示出的模块中借助于N个分别具有在后连接的结果寄存器64的减法级 66的彼此连接进行比较，其中，在所述减法方法中使用的基准序列105例如可以通过从对于所述传输情况而言典型的接收信号的周期持续时间序列中导出来形成。
在这种比较中有利的是，由于所期望的接收信号的带宽限制，在求差时不出现较大的值差，由此寄存器仅仅需要较小的存储深度，并且可以通过一个或少量的递减级或递增级(即例如通过对值进行向下计数或向上计数)来实现求差。可以省去开销较高的减法机构。
在通过电路62执行N个时钟之后，在寄存器64的N个输出端ApK(N)至ApK(I) 上分别提供N个所测量的瞬时周期持续时间偏差相对于N阶基准序列的差值，其也称作归一化周期持续时间偏差序列。借助于加法级68和以因数1/N工作的比例元件70形成的偏差序列的平均值得出原始平均周期持续时间偏差Apr。
为了计算归一化周期持续时间偏差ApK(N)至ApK(I)的分散，将每个归一化周期持续时间偏差ApK(N)至ApK(I)减去平均值A pM。这通过N个计算机构72实现。随后，借助于计算机构72计算出的差值D (N)至D (I)分别提供给计算单元74，所述计算单元被设计用于乘方所提供的相应差值D (N)至D (I)。这得出N个分散O (N)至。(I)。
在用于评估估计品质的单元103中，对于每一个元素ApKC..)检验其与平均值 Apr的偏离程度。在图4中示出的示例中，为此对于每个时钟步骤在76中确定N元的偏差向量e，所述偏差向量说明元素ApKC..)中的每一个与每个时钟周期形成的平均值Apr 的偏离程度。通过借助72和随后的评估曲线72的求差确定每一个偏差。优选地，所述评估曲线相应于之前在72中计算出的相对于A pr的偏差ApKC..)的平方的数值。但替代平方函数也可以使用数值或其他函数作为偏差大小的度量。
在图4中示出的用于确定原始平均偏差品质O r的计算单元107中，对于每个时钟步骤形成相应偏差向量e的所有元素的总和并且将其提供给后面的单元108。对于每个时钟周期，分析单元76可以由N个偏差e (N)至e⑴建立具有N个值的序列e。随后可以将所述序列与至少一个比较序列进行比较。
再次指出，根据图4描述的电路可以被设计用于确定估计品质，即分散的度量。 可以借助于估计品质进行有效性判定是否继续处理和分析归一化周期持续时间偏差ΔpK(N)至ΔρΚ(1)。多于分散的各归一化周期持续时间偏差ΔρΚ(Ν)至ΔρΚ(1)可以被滤除并且被保存在误差存储器中。通过所述方式可以识别各错误测量。通过过滤确定为有效的剩余归一化周期持续时间偏差ΔρΚ(Ν)至ΔρΚ(1)随后可以用于计算优化平均周期持续时间偏差，其具有足够的估计品质。
但也可以根据误差向量ε的分析来实现每个时钟周期的测量值的品质评估。如果在偏差向量的元素中与在图9中描述的瞬时周期持续时间类似地存在在比较时考虑的瞬时周期持续时间偏差和相应的基准周期持续时间偏差值的配对的个别异常值，以值 ΔρΚ(...)表示，则这些配对被解释为“无效”，从而在确定最终有效的平均周期持续时间偏差ΔρΓ时不再考虑这些配对，这也导致在所述极中根据修正值重新计算的平均偏差度量 σ的减小。也可考虑，如果在相应的偏差向量ε中被探测为异常值的元素的数量太大，则在一个时钟周期中提供的这组值被解释为无效。
在图4中描述的电路也可以根据借助图3描述的原理扩展到多个基准序列上和/ 或用于多个通过时间错开地工作的测量装置61获得的值的处理。
图5示出用于表示超声测量装置的第四实施方式的电路装置的框图。
借助图5解释的电路装置148特别良好地适于确定平均周期持续时间偏差。在此有利地，超声测量装置的发射装置发射具有几乎恒定的信号频率(即具有几乎恒定的周期持续时间Ρ0)的发射信号。通过所述方式可弥补一个比较器。
模拟接收信号r( τ)被提供给第一和第二分析路径。在此，第一分析路径具有低高比较器(LH-Komparator) 150a而第二分析路径在其始端具有高低比较器 (HL-Komparator) 150b。两个比较器150a和150b中的每一个被设计用于将模拟接收信号 Ητ)转换成二进制信号Μ(τ)或Ι32(τ)。比较器150a和/或150b中的至少一个在此可以满足具有时间可变的重要性阈值的阈值开关的功能。可选地，在比较器150a和/或150b 后面连接有用于平滑二进制信号Μ(τ)和Ι32(τ)的平滑单元15 和/或152b。但也可以在不具有二进制信号Μ(τ)和Ι32(τ)的平滑的情况下进行借助在图5中描述的用于分析接收信号H τ)的方法。
可以通过经平滑(去抖)的二进制信号Μ(τ)或Ι32(τ)来提供时钟信号 CLK(T)0如果周期持续时间测量装置15 或154b例如在一个周期持续时间上工作，则时钟信号CLK ( τ )优选等于经平滑的二进制信号bl ( τ )或Id2( τ )。如果周期持续时间测量装置15 或154b在Nm个周期上平均，则可以相应地通过除以Nm来降低时钟频率CLK( τ )。
经平滑或未经平滑的二进制信号bl ( τ )被提供给周期持续时间测量装置IMa。 周期持续时间测量可以在多个周期上和/或仅仅在一个过零方向上进行。优选地，周期持续时间测量装置15 被设计用于根据二进制信号bl ( τ )对于一个正周期持续时间(瞬时周期持续时间)确定时间离散的8位周期持续时间值。
在周期持续时间测量装置15 后面连接有计算机构156a。借助于计算机构156a， 由周期持续时间测量装置15 对于一个正周期持续时间确定的值可以被转换成周期持续时间偏差(瞬时周期持续时间偏差)。为此，周期持续时间减去一个常数，例如发射信号的 (平均)周期持续时间P0。
第二分析路径也可以具有周期持续时间测量装置154b和计算机构156b。第二分析路径的周期持续时间测量装置154b例如被设计用于根据经平滑或未经平滑的二进制信号1^2( τ)对于一个负周期持续时间确定时间离散的8位周期持续时间值。随后，借助于计算机构，所确定的周期持续时间的值减去发射信号的周期持续时间Ρ0，以便分别对于一个负周期持续时间(瞬时周期持续时间)形成一个值。借助于周期持续时间测量装置15 和计算机构156a计算出的正周期持续时间偏差既被输出给计算机构158a也被输出给N位(延时)移位寄存器160a。由时钟信号 CLK(x)向移位寄存器160a提供时钟。移位寄存器160a的输出端连接到计算机构158a的负输入端上。因此，所确定的正周期持续时间偏差通过计算机构158a加在一起，其中，分别减去最后N个周期持续时间偏差。因此，由计算机构158a输出的值相应于最后N个所确定的正周期持续时间偏差的总和。由计算机构158a输出的值转发给计算机构162。第二分析路径也具有由时钟信号CLK( τ)提供时钟的N位(延时)移位寄存器 160b，其在输出侧连接到计算机构156b的负输入端上。附加地，计算机构156b的输出端连接到计算机构158b的正输入端上。因此由计算机构158b输出的值相应于最后N个所确定的负周期持续时间偏差的总和。计算机构158b的输出端也连接到计算机构162上。计算机构162将由计算机构158a和158b提供的总和相加，以便确定在负周期持续时间偏差中包含的信息以及在正周期持续时间偏差中包含的信息的平均值。在输出侧， 计算机构162连接到除法器164上，所述除法器将由计算机构162计算出的总和除以值2N。 如果值N等于2a(其中，a是自然数)，则借助于除法器164执行的除法是特别有利的。但也可对于其他的值N实施借助图5解释的分析方法。随后，由除法器164计算出的值被输出给输出存储器166。也可以借助于时钟信号CLK(T)向输出存储器166提供时钟。优选地，在N个周期上平均的周期持续时间偏差仅仅在测量品质足够好时才由后面的处理单元接受。例如当在其值分散方面分析在移位存储器160中存储的值时，可以与以上已经描述的示例类似地实施测量品质的确定和/或在输出存储器166中存储的在N个周期上平均的周期持续时间偏差的其他处理和分析。因此在这里不再对此进行探讨。在电路装置148的一种扩展方案中，可以使用多个具有不同N的估计器，用于物体分类或者用于结果级联。图6Α和B示出用于表示超声测量装置的第四实施方式的电路装置的电路框图和坐标系，其中，图6Α表示电路装置而图6Β表示由电路装置执行的计算步骤。借助图6Α示意性地示出的电路装置198被设计成FM解调器，其用于在下频率 f0- Δ fmax和上频率f0+ Δ fmax之间的范围内探测主载波信号的信号频率。在此，图6A尤其示出频率/电压转换器的电路体系结构。不仅确定接收信号Ητ)的具有生成的频率 f0+ Δ fmax的频谱分量而且确定接收信号r ( τ )的具有另一生成的频率 _ Δ fmax的频谱分量。随后，形成这两种频谱分量的数值的差作为周期持续时间偏差或频率偏差的度量。接收信号r ( τ )被提供给电路装置198的信号输入端。借助于电路装置198在其频率方面研究接收信号H τ)。所述电路包括第一基准发生器200a和第二基准发生器200b。第一基准发生器 200a被设计用于生成具有频率f。+Afmax的信号并且在其输出端上提供所述信号。而第二基准发生器200b被设计用于在其输出端上输出具有频率f^-Δ fmax的信号。因此，值 2Afmax表示值范围的带宽，在所述值范围内确定接收信号Γ(τ)的相关频率。优选地，频
1率f0是输出发射信号的平均频率。特别地，发射信号可以涉及具有几乎恒定的频率f0的信号。
借助于混频器202a将由基准发生器200a生成的信号ff A fmax与接收信号r ( t ) 进行混频。在此生成的信号以下称作信号rl+。附加地，具有频率ff A fmax的信号被输出给相位旋转器204a并且被旋转90°。随后，借助于混频器206a将经旋转的信号与接收信号HO混频成信号rQ+。
相应地，也借助于混频器202b将由基准发生器200b生成的具有频率fcr A fmax的信号与接收信号r( T )混频成信号rl-。同样地，具有频率ff Afmax的信号被输出给相位旋转器204b并且被旋转90°。借助于混频器206b将经旋转的信号与接收信号r( T )进行混频。通过所述方式生成信号rQ-。
信号rl+、rQ+、rl-和rQ-分别输出给低通滤波器208a、210a、208b或210b。用于对信号进行滤波的公式如下I T
(低通滤波器208a)+ _IP T-TFI T
(低通滤波器210a) — j rQ + (t)dtIP T-TFI T
(低通滤波器208b) ^ I rl-{t)dtx-TFI >
(低通滤波器210b); j⑷-⑷力IP x-TF
在此，TF优选是2 A fmax的倒数，即
TF = -^--2 Aj max
经滤波的信号rl+、rQ+、rl-和rQ-分别输出给乘方器212a、214a、212b和214b。 随后，借助于加法器216a将平方器212a和214a的信号相加。相应地,也借助于加法器216b 将平方器212b和214b的信号相加。在此得到信号r2+和r2-。在图6B中示出传输函数 |r+(f) I和|r_(f) I的示图及其差值r+_。
随后，信号r2+被输出给根确定单元218a。信号r2-也被提供给根确定单元218b。 随后，借助于加法器220将由根确定单元218b提供的信号减去由根确定单元218a提供的信号。
在加法器220的输出端上提供的信号与周期持续时间偏差(或者与频率偏差的倒数)近似成正比。因此。可以通过简单的方式根据加法器220的信号通过采样装置226和时钟发生器228确定接收信号r( T )的当前频率与频率f0偏差怎样的值。
可选地，也可以简化地借助于加法器222如此混频信号r2+和r2-，使得从信号 r2-中减去信号r2+。随后，可以通过因数形成单元224、采样装置226和时钟发生器228产生与频率偏差近似成正比的信号。
虽然电路装置198的计算开销较大，但其具有以下优点通过一个周期内的多次采样考虑全部曲线信息。这确保良好的噪声抑制。
图7A至7C示出用于表示超声测量装置的第五实施方式的电路装置的电路框图和两个坐标系。以上已经描述了如何将接收信号r( τ)转换成二进制信号b( τ)。二进制信号 b(x)也可以称作1-0信号(10信号)，因为其对于接收信号r( τ)的正相位具有第一值而对于接收信号H τ)的负相位具有第二值。在此第一值和第二值是“1”和“0”(参见具有时间轴τ作为横坐标的图7Β)。二进制信号b ( τ )被输送给单稳态触发器单元50。单稳态触发器单元50被如此设计，使得其在每次识别到二进制信号b ( τ )的从0到1的上升边沿时开始具有脉冲持续时间TM的时钟信号脉冲CLK( τ )的脉冲(作为脉冲信号)。在图7B中同样示出由单稳态触发器单元50产生的时钟信号CLK( τ )。时钟信号CLK(T)与二进制信号b( τ) —起被输送给预设置定时器捕获单元 (Preset-Timer-Capture-Einheit) (PTC 单元)52。PTC 单元 52 由定时器 53 和捕获寄存器 54组成，所述定时器53的以值Na预设置的计数器值从时钟信号CLK( τ )的下降边缘开始以时钟时间Tc向下计数，直至达到计数器值Ne，所述捕获寄存器M在二进制信号b ( τ )的上升边沿时采用定时器53的当前计数器值。可以根据图7Β和7C的坐标系领会延时捕获体系结构48——即彼此连接的组件 50至M的工作原理。在此，坐标系的横坐标说明时间轴τ。在二进制信号Μτ)的电平变化之后开始测量，在延迟持续时间(脉冲持续时间 TM)上对二进制信号b( τ)的其他电平变化没有反应。由此实现的去抖与低通滤波器作用相同。在此可以相对较长地确定延迟持续时间。在延迟持续时间结束之后立即启动PTC单元52的计数器，优选以优选相应于不同速度数值的数量的值Na加载所述计数器，并且优选如此调节时钟频率，使得当单稳态触发器的延迟持续时间TM开始以来基准周期持续时间恰好结束时计数器包含值0。在这样的设计中，周期持续时间偏差的每一个值直接相应于速度值，无需其他换算。随着上升边沿，定时器的当前计数器值被作为度量接受到捕获寄存器 54中。在图7C中示出由PTC单元52确定的周期持续时间偏差Δρ (瞬时周期持续时间偏差)的三个示例Δρ(1)和△ P O)。在第一种情况下，待测量的周期持续时间恰好是基准周期持续时间，因此Δρ(1) = 0。在第二种情况下，待测量的周期持续时间大于基准周期持续时间，因此借助在这里示出的电路装置得出Δρ(2) >0。如果计数器在之前没有因为识别到二进制信号b( τ )的上升边沿而停止的情况下达到预给定的终止计数值Ne，则计数过程中断，其方式是，周期持续时间偏差Δ ρ的值被设置为“无效”。因此，在确定周期持续时间偏差Δρ时已经进行不可信的值的滤除(参见图7C的最后一个示例)。在识别到二进制信号b( τ )的下一个上升电平变化的瞬间读出计数器的当前计数值作为周期持续时间偏差Δρ的度量，其中，所述时刻同时是通过单稳态触发器50的触发开始周期持续时间偏差Δρ的随后测量的新起始点。借助图7Α至7C解释的电路可以被设计成不仅用于确定正周期持续时间偏差而且用于确定负周期持续时间偏差。其也可以设计成具有其他定时器计数方向和/或其他的计数器值正负号或者控制信号。脉冲持续时间TM越大，则在要求保持不变的情况下时钟时间Tc就越大。例如通过可区分的相对速度值来确定这些要求。
图8A和B示出用于表示超声测量装置的一种实施方式的第一应用示例的两个坐标系，其中，图8A表示瞬时周期持续时间的分析，而图8B表示瞬时频率的分析。
图8A和B的坐标系的横坐标是时间轴τ。图8A的坐标系的在左侧示出的纵坐标说明瞬时周期持续时间P ( τ )。而图8Β的坐标系的在左侧示出的纵坐标相应于瞬时频率 f ( τ )。在右侧的纵坐标分别示例性地说明在怎样的相对速度下相应于约20 μ s的周期持续时间得出具有约50kHz的信号频率的信号脉冲的约5kHz的频率偏移或者约2 μ s的等效周期持续时间变化。
在坐标系中绘出由相应的超声测量装置发出的发射信号的瞬时周期持续时间 250a (图8A)和发射信号的相应瞬时频率250b (图8B)。根据瞬时周期持续时间250a和瞬时频率250b可以分别描绘出曲线251a和251b。在此显而易见，当脉内分析探测到由于几 km/h的相对运动引起的信号变化时，瞬时周期持续时间250a与(未示出的)平均周期持续时间的偏差以及瞬时频率250b与(未示出的)平均频率的偏差相对较大。例如，发射信号内的周期持续时间差别显著大于所找到的信息的最小分辨率，所述信息例如可以是由于相对速度引起的回波周期持续时间偏差。这就是说，发射信号无论有意(例如在线性调频调制的情况下)还是无意(例如由于超声发射器的瞬态震荡)均经受变化。
在图8A和B中也记录了偏移了传输传播时间的(无干扰的)接收信号的瞬时周期持续时间25 和瞬时频率252b的所确定的值，如其例如在超声发射器与接收装置之间直接传输时可能出现。这些值可以通过简单的方式进行分析并且表示为曲线253a和25北。 在此可以看出，在无干扰的传输的情况下，所有周期持续时间25 和频率252b位于曲线 253a 和 253b 上。
根据曲线251a和253a的比较或者曲线251b和25 的比较，例如可在考虑多普勒频移的情况下确定反射物体(待分析的接收信号在所述反射物体上被反射)和/或超声发射器与接收装置之间的相对速度。在所示示例中相对速度为8m/s (约30km/h)。
在此，图8A和B也示出测量误差低于2%。附加地示出，在怎样的相对速度下相应于约20 μ s的周期持续时间得出具有约50kHz的信号频率的发射脉冲的约5kHz的频率偏移或者约2μ s的等效周期持续时间变化。
对于通过分析多普勒频移来确定相对速度而言有利的是，发射信号的信号波形对于分析而言作为基准。例如可以通过如下方式实现相对速度的确定计算接收信号的所确定的瞬时周期持续时间25 和/或瞬时频率252b与基准周期持续时间和/或基准频率的差值。可通过所述方式通过求差将接收信号的周期持续时间的序列归一化到基准序列上。 这例如在上面借助图4进行了描述。
由此，在确定的简化边界条件下，这些差值的平均值相应于待确定的相对速度。如果在接收器侧在发出变化的发射信号波形之后预期不同的接收信号波形，则可以借助不同的基准实施比较。在此，可以在时间上并行地将所确定的瞬时周期持续时间25 和/或瞬时频率252b减去不同的基准周期持续时间和/或基准频率的序列。基准周期持续时间和 /或基准频率的序列可以分别相应于一组不同信号波形中的一种可能的发射信号信号波形和/或不同物体形状的反射模式。
如果期望根据多个基准查找接收信号的脉内变化过程中的差别，则通过计算归一化的瞬时周期持续时间25 和/或归一化的瞬时频率252b的平均值、各分散和/或平均分散可以在分析时确定所发出的发射信号相应于可能的信号波形中的哪一个和/或哪种物体形状引起回波。借助于被设计用于借助接收信号的脉内分析来确定之前发出了一组可能的发射信号中的哪个发射信号的超声测量装置，可以实现其他的系统改进，如长距离信号抑制 (Langlauferunterdriickung/ 或时间并行运行。按照意义，如果接收信号的所确定的各瞬时周期持续时间25 和/或瞬时频率 252b之间的较大差别不是归因于具有剧烈变化的瞬时周期持续时间250a和/或瞬时频率 250b的发射脉冲而是归因于反射物体点的确定模式，则对超声测量装置也提出相当的要求。在这种情况下，通过借助比较周期持续时间和/或比较频率的确定序列来准同时归一化接收信号的所确定的瞬时周期持续时间25 和/或瞬时频率252b，可以使一种确定的模式对应于所确定的瞬时周期持续时间25 和/或瞬时频率252b和(因此)反射物体点。图9A和B示出用于表示超声测量装置的一种实施方式的第二应用示例的两个坐标系，其中，图9A表示周期持续时间的分析，而图9B表示频率的分析。图9A和B的横坐标和纵坐标相应于图8A和B的横坐标和纵坐标。在图9A和B中记录了以上所述的发射信号的瞬时周期持续时间250a和瞬时频率250b，连同借助发射信号的瞬时周期持续时间250a和瞬时频率250b示出的曲线25Ia 和251b。附加地示出了由接收信号确定的并且偏移了传输传播时间的瞬时周期持续时间 256a (图9A)和由接收信号确定的瞬时频率256b (图9B)，所述瞬时频率256b偏移了所述传输传播时间。在无干扰的传输中通常不出现的位于由极限曲线258a和^Oa或者258b和^Ob 展开的值范围以外的极值25 和254b可以借助所描述的电路容易地识别为极值25 和 254b并且例如可以借助于用于测量瞬时周期持续时间偏差的适当构造的电路滤除。通过滤除获得的瞬时周期持续时间256a和/或瞬时频率256b可以通过所描述的方法借助于极限曲线258a和^Oa或者258b和^Ob作为“无效”滤除并且在最终计算时不予考虑。因此，极值25 和254b不会引起结果失真，从而可在低于2%的测量误差下确定相对速度为8m/s (约30km/h)。极值同样可以根据其相对于平均值的分散来识别、作为“无效”滤除并且在随后的计算中不予考虑。取代由极限曲线258a和^Oa或者258b和^Ob展开的值范围，为了滤除极值25 和254b也可以分析归一化到相应基准上的周期持续时间256a和/或频率256b的分散。图IOA和B示出用于表示超声测量装置的一种实施方式的第三应用示例的两个坐标系，其中，图IOA表示瞬时周期持续时间的分析，而图IOB表示瞬时频率的分析。图IOA 和B的横坐标和纵坐标相应于图8A和B的横坐标和纵坐标。在图IOA和B中也记录了以上描述的发射信号的瞬时周期持续时间250a和瞬时频率250b，连同曲线251a和251b。同样在图9A中示出了由接收信号确定的并且偏移了一传输传播时间的瞬时周期持续时间260a，而在图9B中示出了由接收信号确定的并且同样偏移了所述传输传播时间的瞬时频率260b。在此，图IOA和B的观察者可以注意到接收信号的所确定的瞬时周期持续时间^Oa和瞬时频率^Ob与以上示例相比具有严重的分散。但可以通过计算周期持续时间 ^Oa和/或频率^Ob的优化平均值来均衡接收信号的瞬时周期持续时间^Oa和瞬时频率 260b的这些严重的分散。这样即使在接收信号的瞬时周期持续时间^Oa和瞬时频率^Ob 的分散相对较大的情况下也可以在低于15%的测量误差下确定8m/s (约30km/h)的相对速度。
图11示出用于表示在超声测量装置的一种实施方式的第四应用示例中分析瞬时周期持续时间的坐标系。在此，坐标系的横坐标是时间轴τ。坐标系的纵坐标说明周期持续时间P。
在所示应用示例中，具有形成曲线沈6的瞬时周期持续时间沈4的所发出的发射信号在两个物体点上被反射。两个(未示出的)物体点以约^mm的路程差相互错开。由于两个物体之间的路程差相对较小，各物体的单个反射之间可能出现叠加。因此根据接收信号确定的并且偏移了传播时间的瞬时周期持续时间268具有相对较大的分散。
例如在接收到的脉冲的脉冲持续时间明显长于所发出的脉冲的脉冲持续时间时出现这样的叠加。因此，优选借助于仅仅考虑回波开始和结束时的周期持续时间的时间变化过程的分析方法来分析这种接收信号的瞬时周期持续时间沈8，其中，优选通过在之前较长时间低于之后第一次超过接收信号的信号强度的重要性阈值来限定回波的开始，并且在较长时间低于之前最后一次超过接收信号的信号强度的重要性阈值来限定结束。通过所述方式可以识别单个反射的叠加。所使用的超声测量装置被设计用于识别对于所确定的接收信号的周期持续时间268而言形成两个曲线270和272是否有利。附加地，超声测量装置还可以确定两个物体之间的距离。
此外，超声测量装置可以根据多普勒频移来确定物体的相对速度。在此超声测量装置识别到两个物体以相同的相对速度8m/s (约30km/h)运动。在此测量误差低于12%。
在以上段落中仅仅较详细地探讨了借助于脉内分析获得周期持续时间和/或频率。对于本领域技术人员而言，容易得出根据周期持续时间和/或频率获得的基本信息(例如相对速度、物体表面和/或所发射的信号波形)的进一步处理，成为周围环境场景图像和 /或周围环境场景影像。因此这里不再对此进行探讨。
在另一实施方式中，可以实现车辆/车辆通信，其同时适于传输车辆/车辆运动关系。
为此，优选地在每个车辆角部各安装一个天线。前面两个天线FL(左前)和FR(右前)尤其主要朝着行驶方向定向。后面两个天线RL(左后)和RR(右后)在此情况下主要与行驶方向相反地定向。尤其可以借助于脉冲调制方法传输车辆的运动关系，其中，由天线分别发出的脉冲调制到不同的载波频率f (VL)、f (VR)、f (RL)和f (RR)上。这一频率组相互间的频率关系(频率差)是固定的、对于所有接收器而言已知的并且如此选择，使得车辆的实际运动不/几乎不(例如由于多普勒频移)而如此偏移使得脉冲不再能够明确地对应于车辆上的发射位置。
这一频率组的中心频率(或基频或基准频率)优选与车辆的速度成正比，从而脉冲的接收器可以识别进行发射的车辆的速度。时间宽度——即由车辆向前和向后发出的脉冲的脉冲持续时间优选与由车辆估计的与在前行驶的车辆或者在后行驶的车辆的距离成正比。在距离较大时发出较大的脉冲持续时间，而在距离较小时发出较小的脉冲持续时间。优选地，前面和后面的脉冲持续时间完全彼此无关。此外，当在行驶方向上位于右侧的进行发射的车辆将另一障碍物距离识别为位于左侧时，左侧天线上和右侧天线上的脉冲持续时间也可以是不同的。接收所述脉冲的交通参与者可以根据脉冲持续时间来识别由进行发射的车辆认为的场景。
在所有车辆中，对于每个行驶方向，天线的基本距离应当是尽可能一致的并且优选位于130cm至150cm之间。
优选地，对于两个方向(前面与后面)在同一时刻开始发出脉冲。进行接收的车辆可以通过所述方式确定进行发射的车辆的天线基本距离。替代地，也可以在同一时刻结束发出调制到载波频率上的脉冲。在一天线上接收经调制的脉冲的接收器在此情况下可以由脉冲的可能的传播时间差来识别接收天线与进行发射的车辆之间的空间关系。通过另一天线上的同时接收来验证和改进运动关系确定。可以如此确定发射器和接收器之间可能的部分遮蔽。
脉冲之间的时间间隔除通信中常见的随机分量以外可能与自身速度和/或与相对于周围车辆的相对速度有关。在自身速度较高时和/或在相对于相邻物体/车辆的相对速度较高时，脉冲间隔在此情况下小于由静止的车辆/物体包围的静止的车辆情况下的脉冲间隔。为了接收器可以更好地分析由于多径传播引起的信号变化，也可以替代一个连续的脉冲而发出在时间上紧密连续的双脉冲或者在时间上紧密彼此相继的脉冲序列。
在车辆/车辆通信的一种变型方式中，行驶方向的天线的左侧的和右侧的脉冲也可以相互间具有接收器已知的时间关系。在最简单的情况下，这可以降低对接收器的要求， 因为所述接收器必须在较少载波频率上同时进行接收。为了车辆之间的信息传输，同样可以使用脉冲相互间的可变时间关系和/或载波频率的可变关系。根据接收到的脉冲的振幅及其相互间的时间关系，接收器可以估计进行发射的车辆与进行接收的车辆之间的距离。
在使用超声作为传输手段时，借助现今的手段可以容易控制缓慢的传播速度。此外，许多现代车辆在外角部上具有至少四个超声泊车传感器形式的相应天线。可以通过频率复用实施信号编码。可以借助于相关方法附加地提高可实现的作用距离。在适当的系统设计时，能够在直到30米的空地上实现这种车辆/车辆通信。特别地，这一频率载波组可以替代固定的频率而使用一组频率芯片。这可以避免具有相同速度的车辆相互干扰。
在以上所述系统的精细设计中，可以一起考虑当今常见天线的发射时序和载波频率。例如可以根据天线中的可用带宽、发射和接收路径来使用其他载波频率上的其他天线， 以实现附加的消息传输。可通过所述方式传输的消息例如是固定物体的位置、事故的位置和/或其他交通参与者的位置。当然也可以通过所述方式作为不直接涉及交通流的数据传输多媒体数据、娱乐数据和/或关于过路费的信息。
能够例如通过在行驶方向上取代两个天线而安装仅仅一个天线来实现简化。这此情况下也能够良好地实现从在前行驶的车辆到在后车辆的通信。
超声信号在较高速度下常见的漂移现象在这样的系统中不严重，因为声从在前行驶的车辆朝着在后车辆——即沿着信息流路径漂移。
在以上段落中描述的方法中，优选发出与载波频率的间距较大的频率混合。在此， 也可以在无线电支持的车对车项目中实现测量的改进。
尤其是借助于以上段落中描述的技术可以简单地实现交通参与者相互间的定位。
权利要求
1.用于车辆(10)的超声测量装置，其具有接收装置(14)，所述接收装置被设计用于接收由车辆自身的和/或外部的超声发射器(13)发出的超声信号(r(o)并且确定和提供关于所接收的超声信号(r(O)的周期持续时间(PNl至PN6，PPl至PP6)的时间变化过程方面的测量序列(Ap, Ap(I), Ap⑵，f, PNl 至 PN6，PP1 至 PP6)；比较装置(101)，在所述比较装置上存放了至少一个基准序列(ApO⑴至ApO(N))， 并且所述比较装置被设计用于将所确定的测量序列(A p，Ap(I), Ap(2)，f，PNl至PN6， PPl至PP6)与所述至少一个基准序列(ApO(I)至ApO(N))进行比较并且确定关于所确定的测量序列(Ap, Ap(I), A p (2)，f，PNl至PN6, PPl至PP6)的相对于所述至少一个基准序列(ApO(I)至ApO(N))的偏差方面的比较信息(Apn(I)至Apn(N));和分析装置(112)，所述分析装置被设计用于在考虑所确定的比较信息(Apn(I)至 Apn(N))的情况下确定关于由所述超声发射器(13)发射的信号波形、所述接收装置(14) 和所述外部的超声发射器(13)之间的相对速度、至少一个位于所述接收装置(14)与所述车辆自身的和/或外部的超声发射器(13)之间的传输路径中的反射物体(16a, 16b, 16c, 18)的相对速度方面的信息和/或所述至少一个反射物体(16a，16b，16c，18)的形状特征。
2.根据权利要求I所述的超声测量装置，其中，由所述接收装置(14)确定的所述测量序列(Ap, Ap(I), Ap (2)，f，PNl至PN6, PPl至PP6)包括所述超声信号(r(x))的正周期持续时间(PPl至PP6)的序列、所述超声信号(r(O)的负周期持续时间(PNl至PN6) 的序列、所述超声信号(Ht))的相对于基准周期持续时间(PO)的正周期持续时间偏差 (Ap, Ap(I), Ap(2))的序列、所述超声信号(HO)的相对于基准周期持续时间(PO)的负周期持续时间偏差的序列、所述超声信号(HO)的频率(f)的序列和/或所述超声信号(HO)的相对于基准频率(f0)的频率偏差的序列。
3.根据权利要求I或2所述的超声测量装置，其中，所述接收装置(14)包括阈值开关(60)，所述阈值开关具有预给定的重要性阈值(R( O)，所述阈值开关被设计用于如此滤波所述超声信号(HO)，使得在考虑所述超声信号(HO)的具有高于所述重要性阈值(R(T))的强度(1(0)的信号范围(Al至A6)的情况下确定所述测量序列(Ap， Ap(I), A p (2), f，PNl至PN6, PPl至PP6)，并且滤除所述超声信号(r ( x ))的具有低于所述重要性阈值(HO)的强度(I(t))的信号范围。
4.根据以上权利要求中任一项所述的超声测量装置，其中，所述接收装置(14)包括二进制信号输出装置，所述二进制信号输出装置被设计用于至少将所接收的超声信号 (r(x))的一些范围转换成二进制信号(b(0，bl(0，b2(0)，其中，所述接收装置(14) 包括至少一个时间测量单元(62a,62b, 154a, 154b),所述至少一个时间测量单元被设计用于在考虑所提供的二进制信号(b(T)，bl(T)，b2(T))的情况下确定相对于所述基准周期持续时间(PO)的正周期持续时间偏差(Ap，Ap⑴，Ap(2))的序列和/或负周期持续时间偏差的序列作为测量序列(Ap, Ap(I),八？(2)，6 附至？恥，？？1至？？6)。
5.根据权利要求4所述的超声测量装置，其中，所述接收装置(14)包括第一时间测量单元(62a, 154a)和第二时间测量单元(62b, 154b),其中，所述第一时间测量单元(62a, 154a)被设计用于确定相对于所述基准周期持续时间(PO)的正周期持续时间偏差(Ap， Ap(I), Ap(2))，并且所述第二时间测量单元(62b，154b)被设计用于确定相对于所述基准周期持续时间(PO)的负周期持续时间偏差。
6.根据以上权利要求中任一项所述的超声测量装置，其中，在所述比较装置(60)上存放有关于所述至少一个反射物体(16a，16b，16c，18)的第一比较形状特征方面的至少一个第一基准序列以及关于所述至少一个反射物体(16a，16b，16c，18)的第二比较形状特征方面的至少一个第二基准序列。
7.根据以上权利要求中任一项所述的超声测量装置，其中，所述分析装置(11 被设计用于在考虑所确定的比较信息(Δρη(1)至Δρη(Ν))的部分序列的情况下确定所述至少一个物体(16a，16b，16c，18)的至少一个第一相对速度(va)和与所述第一相对速度(va) 不同的第二相对速度(vb)，其中，所述分析装置(11 附加地被设计用于在确定所述第一相对速度(va)和不同的所述第二相对速度(vb)时识别在相应于所述部分序列的时间间隔(Δ5)期间在至少两个不同的物体(16a，16b)上反射的超声信号(Ητ))由所述接收装置(14)接收。
8.用于分析由车辆自身的和/外部的超声发射器(13)发出的超声信号(Ητ))的方法，所述方法包括以下步骤确定关于所接收的超声信号(Ητ))的周期持续时间(Pm至ΡΝ6，ΡΡ1至ΡΡ6)的时间变化过程方面的测量序列(Δρ, Δρ(1),八？(2)，€，卩附至卩恥，卩卩1至卩卩6)；将所确定的测量序列(Δρ, Δρ(1),八？0)，乜？附至？恥，卩卩1至？卩6)与至少一个基准序列(Δρ0(1)至Δ ρΟ(Ν))进行比较，其中，确定关于所述测量序列(Δρ, Δρ(1), Δρ(2), f, Pm至PN6，PPl至PP6)的相对于所述至少一个基准序列(Δρ0(1)至ΔρΟ(Ν))的偏差方面的比较信息(Δρη(1)至Δρη(Ν))；以及在考虑所确定的比较信息(Δρη(1)至Δρη(Ν))的情况下，确定关于由所述超声发射器(1 发射的信号波形、所述接收装置(14)与所述外部的超声发射器(1 之间的相对速度、至少一个位于所述接收装置(14)和所述车辆自身的和/或外部的超声发射器(13)之间的传输路径中的反射物体(16a，16b，16c，18)的相对速度方面的信息和/或所述至少一个反射物体(16a, 16b, 16c, 18)的形状特征。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，确定所述超声信号(Ητ)))的正周期持续时间 (PPl至ΡΡ6)的序列、所述超声信号(Ητ))的负周期持续时间(Pm至ΡΝ6)的序列、所述超声信号(H τ))的相对于基准周期持续时间(PO)的正周期持续时间偏差(Δρ，Δρ(1)， Δρ(2))的序列、所述超声信号(Ητ))的相对于基准周期持续时间(PO)的负周期持续时间偏差的序列、所述超声信号(H τ ))的频率(f)的序列和/或所述超声信号(H τ ))的相对于基准频率(f0)的频率偏差的序列作为测量序列(Δρ, Δρ(1),八？(2)3，卩附至卩恥， PPl 至 ΡΡ6)。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，如果在考虑所确定的比较信息(Δρη⑴至 Δρη(Ν))的部分序列的情况下确定所述至少一个物体(16a，16b，16c，18)的至少一个第一相对速度(va)和与所述第一相对速度(va)不同的第二相对速度(vb)，则确定在与所述部分序列相对应的时间间隔(Δ5)期间接收到在至少两个不同的、外部的物体(16a，16b) 上反射的超声信号(Ητ))。
全文摘要
本发明涉及一种超声测量装置，其具有接收装置(14)、比较装置和分析装置，所述接收装置设计用于确定关于由车辆自身和/或外部的超声发射器(13)接收的超声信号的周期持续时间的时间变化过程方面的测量序列，所述比较装置确定关于所确定的测量序列的相对于至少一个基准序列的偏差方面的比较信息，所述分析装置在考虑所确定的比较信息的情况下确定关于由所述超声发射器(13)发射的信号波形、接收装置(14)和超声发射器(13)之间的相对速度、至少一个位于接收装置(14)与超声发射器(13)之间的传输路径中的反射物体(16a，16b，16c，18)的相对速度方面的信息和/或至少一个反射物体(16a，16b，16c，18)的形状特征。本发明还涉及一种用于分析超声信号的方法。
文档编号G01S15/58GK102549451SQ201080033446
公开日2012年7月4日 申请日期2010年7月14日 优先权日2009年7月20日
发明者M·卡尔 申请人:罗伯特·博世有限公司