DE102013008235A1

DE102013008235A1 - Verfahren zur Messung eines Abstands mittels Ultraschall

Info

Publication number: DE102013008235A1
Application number: DE102013008235.8A
Authority: DE
Inventors: Egbert Spiegel
Original assignee: Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2014-11-13

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Messung des Abstands zwischen einem Sensorsystem und einem Objekt mittels Ultraschall, wobei ein Sender einen ersten Ultraschallburst und einen zweiten Ultraschallburst aussendet. Jeder der Ultraschallbursts weist eine Kodierung auf. Die ausgesendeten Signale werden an einem Objekt reflektiert. Die reflektierten Ultraschallbursts werden durch einen Empfänger empfangen. Eine Analyseeinheit wertet das Empfängerausgangssignal aus und gibt ein Datum aus, das dem Abstand entspricht. Das Besondere ist, dass diese zwei Ultraschallbursts sich in ihrer Kodierung unterscheiden und der erste Ultraschallburst, so kodiert ist, dass sein Signal bei einer Überreichweite in den zeitlichen Messbereich des zweiten Ultraschallbursts hinein mit dem Signal dieses zweiten Ultraschallbursts so wenig korreliert, dass das Korrelationsergebnis unter einem vordefinierbaren Schwellwert liegt. Dabei liegt dieser Schwellwert unterhalb von 10% des Korrelationsergebnisses, das die Korrelation des Signals des zweiten Ultraschallbursts mit dem Reflektionssignal des zweiten Ultraschallbursts ergibt. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Reflektion von einem anwendungsgemäß zu erkennenden minimalem Reflektor (Objekt) hervorgerufen würde. Die Eigenschaften dieses Objektes sind somit anwendungsspezifisch. Der zweite Ultraschallburst wird so kodiert, dass eine Dopplerverschiebung verursacht durch eine Objektbewegung innerhalb eines vorgegebenen Objektgeschwindigkeitsbereichs einen Messfehler des Abstands unterhalb einer bezifferbaren maximalen Messfehlergrenze ergibt. Diese Messgrenze wird in der Regel ebenfalls anwendungsspezifisch gewählt.

Description

Einleitung und Stand der Technik
Für viele Anwendungen ist die Detektion des Abstands von einem Objekt eine zentrale Aufgabe. Eine beispielhafte Anwendung ist die Detektion der Abstände eines Kraftfahrtzeugs von Hindernissen, insbesondere beim Einparken. Hierbei ergeben sich widerstrebende Anforderungen. Zum einen soll eine möglichst große Reichweite erzielt werden, zum anderen soll der Minimalabstand möglichst klein sein.
Die Erfindung befasst sich daher mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Messung des Abstands zwischen einem Sensorsystem und einem oder mehreren Objekten mittels Ultraschall, die diese Bedingungen erfüllen. Ein typisches Ultraschallsystem aus dem Stand der Technik umfasst dabei mindestens einen Sender der ein Ultraschallsignal, typischerweise als aufeinanderfolgende Ultraschallbursts aussendet. Diese werden durch das Objekt reflektiert. Ein Empfänger detektiert diese reflektierten Ultraschallburstsignale und wandelt sie in ein Empfängerausgangssignal um. Eine Analyseeinheit wertet das oder die Empfängerausgangssignale aus und gibt die Daten der gemessenen Reflektionen nach außen zur Weiterverarbeitung weiter. Dies geschieht typischerweise über ein Datenbussystem oder als analoges Signal. Für weit entfernte Objekte verschwindet das reflektierte Signal mit zunehmender Entfernung im Rauschuntergrund. Für eine sichere Detektion ist es daher sinnvoll, durch ein spektrales Spreizverfahren den Ultraschallburst in seiner spektralen Form und Breite so zu modifizieren, dass er sich optimal aus dem Rauschuntergrund bei einer Korrelation des Empfangssignals mit dem Sendesignal heraushebt. Dies geschieht durch die Verwendung von Spreiz-Kodes, mit denen der Ultraschallburst nach einem jeweils speziellen Verfahren moduliert wird. Solche Kodes sind beispielsweise aus „Radar Signals, Nadav Levanon, Eli Mozeson, ISBN: 978-0-471-47378-7, July 2004, Wiley-IEEE Press" bekannt. Durch ein solches Verfahren wird damit natürlich nicht nur der Störabstand sondern insbesondere auch die Reichweite wesentlich verbessert.
Ein in der Ultraschallmesstechnik im Gegensatz zur Radartechnik besonders relevantes Problem ist dabei die auftretende Dopplerverzerrung des reflektierten Ultraschallbursts durch eine mögliche Bewegung des reflektierenden Objekts in Richtung auf den Empfänger und/oder Sender zu oder von diesen fort. Diese Dopplerverzerrung führt im einfachsten Fall zu einer zeitlichen Kornpression oder Dehnung des Ultraschallbursts. Da die Schallgeschwindigkeit um einen Faktor von grob 10⁶ kleiner ist als die Lichtgeschwindigkeit ist dies ein dominierendes Problem.
Daher kommen im Falle einer Ultraschallabstandsmessung nur solche Kodes und Modulationsverfahren in Frage, die bei einer zeitlichen Kompression oder Streckung des ursprünglichen Sendesignals immer noch eine gute Korrelationsfunktion mit dem ursprünglichen Sendesignal liefern, die einem Dirac-Puls typischerweise nahe kommen soll. Dabei müssen die Kodes gegenüber solchen aus der Radartechnik auch hinsichtlich Verwirbelungen des Medium, also der Luft, robust sein. Dies ist eine weitere Anforderung, die Ultraschallmessungen von Radar-Messungen wesentlich unterscheidet. Es ist daher eben nicht naheliegend, dass eine praktikable Lösung der Radartechnik auch eine wirtschaftlich sinnvolle Lösung für die Ultraschalltechnik darstellt. Ein wesentliches Problem kommt insbesondere dadurch zustande, dass ein solcher Spreiz-Kode den Ultraschallsendeburst verlängert.
Da es kostengünstig ist, als Empfänger und als Sender denselben Transducer zu verwenden, muss dieser aber nicht nur die Aussendung des Ultraschallsendebursts abschließen, sondern muss auch noch ausschwingen. Hier sei der Vollständigkeit halber erwähnt, dass im Folgenden mit Transducer immer ein kombinierter Sender/Empfänger gemeint ist. In dieser Zeit des Sendens kann der Transducer nichts empfangen. Somit führt ein langer komplexer Spreiz-Kode zu einem langen und komplexen Ultraschallsendeburst und damit zu einer längeren Zeit, in der der Transducer bereits sendet, aber eben noch keinen Empfang hat. Somit entsteht ein Blindbereich unmittelbar vor dem Sensor in dem Objekte nicht sicher erkannt werden. Natürlich ist es möglich, einen zweiten Empfänger zu nutzen, was aber aufwendiger wäre.
Im Rahmen der Entstehung der Erfindung wurde erkannt, dass es daher sinnvoll ist, in Abhängigkeit vom geschätzten Abstand des zu messenden Objekts unterschiedliche Kodes oder anders gesagt unterschiedliche Ultraschallburstsignale zu verwenden.
Ein Problem ergibt sich jedoch bei Überreichweiten. Wird also versucht, mit einem ersten Ultraschallburst den Nahbereich in einer ersten Messphase zu vermessen, und anschließend mit einem zweiten Ultraschallburst den Fernbereich in einer zweiten zeitlichen Messphase, so kann es vorkommen, dass ein großes, relativ weit entferntes Objekt in der zweiten Messphase, die ja eigentlich dem zweiten Ultraschallburst zugeordnet ist, ein Echo des ersten Ultraschallbursts liefert. Dieses Problem kann umgangen werden, wenn die Kodes des ersten und zweiten Ultraschallbursts nicht miteinander korrelieren.
Diese Anforderung der Nichtkorrelation widerspricht aber der zuvor beschriebenen Forderung nach Robustheit gegenüber dem Dopplereffekt (Dopplerrobustheit).
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine optimale dopplerunempfindliche Erkennung von Reflexionen bei gleichzeitigem minimalen Mindestabstand für ein noch zu erkennendes Objekt zu ermöglichen, wobei dies durch Lösung des Problems der Nichtkorrelation bei gleichzeitiger Dopplerrobustheit erfolgen soll. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren des Anspruchs 1 und/oder eine Vorrichtung des Anspruchs 8 gelöst.
Beschreibung der grundlegenden Erfindung
Im Rahmen der Entstehung der Erfindung wurde erkannt, dass es sinnvoll ist, in Abhängigkeit vom geschätzten Abstand des zu messenden Objekts nicht nur unterschiedliche Kodes oder anders gesagt unterschiedliche Ultraschallburstsignale zu verwenden, sondern im Nahbereich einen kurzen, ersten Ultraschallburst und im Fernbereich einen langen, zweiten Ultraschallburst zu verwenden. Für eine sichere Detektion weit entfernter Hindernisse ist es nämlich sinnvoll, einen möglichst energiereichen zweiten Ultraschallburst auszusenden, um damit das Reflektionssignal zu maximieren. Da die Sendeleistung im Allgemeinen nicht beliebig gesteigert werden kann, ist eine Erhöhung der Energie eines zweiten Ultraschallbursts nur über eine Verlängerung des zweiten Ultraschallbursts zu erreichen. Eine Erniedrigung der Energie des ersten Ultraschallbursts ist analog nur über eine Verkürzung des ersten Ultraschallbursts zu erreichen. Durch eine angepasste Filterung hebt sich das empfangene Signal des zweiten Ultraschallbursts optimal aus dem Rauschuntergrund ab. Durch den langen zweiten Ultraschallbust ergibt sich allerdings eine entsprechend verschlechtert Ortsauflösung des reflektierten Signals des zweiten Ultraschallbursts. Dieser Nachteil kann unter Verwendung einer geeigneten Kodierung des zweiten Ultraschallbursts (Barker-Kode, P4-Kode, etc.) und einer entsprechenden Korrelation im Empfänger überwunden werden. Ein weiteres Problem kommt nun dadurch zustande, dass ein langer zweiter Ultraschallburst den Blindbereich für die Vermessung mit diesem zweiten Ultraschallburst, wie oben bereits erwähnt, verlängert. Dadurch können Objekte im Nahbereich mit Hilfe einer Vermessung durch einen solchen zweiten Ultraschallburst nicht mehr erkannt werden.
Daher wird hier ein erster Ultraschallburst verwendet, der sich quasi orthogonal bezüglich der Vermessung mit Hilfe des zweiten Ultraschallbursts verhalten muss. Im Rahmen der Erfindung wurde diese Anforderung erkannt. Ebenso wurde erkannt, dass diese Forderung gleichbedeutend ist mit einer Energiereduktion für diesen ersten Ultraschallburst. Diese Energiereduktion kann auf zwei Arten simultan erfolgen: Zum einen kann der erste Ultraschallburst in seinem Energieinhalt reduziert werden. Dies geschieht am einfachsten durch Verkürzung. Zum anderen reduziert sich die Amplitude der Reflektionen mit fortschreitender Zeit nach Aussendung des ersten Ultraschallbursts.
Im Kurzbereich kann ein solcher erster Ultraschallburst daher im Extremfall nur ein einzelner Ultraschallpuls sein und trotzdem gute Ergebnisse liefern. Die Erfahrung hat gezeigt, dass einer oder einige wenige aufeinanderfolgende Ultraschallpulse für einen Ultraschallburst zur Erkennung von Objekten im Nahbereich besonders vorteilhaft sind. Ganz besonders vorteilhaft sind ca. 4 Ultraschallpulse.
Im Sinne dieser Offenlegung können im Übrigen Ultraschallbursts unterschiedlicher Länge bereits als Ultraschallbursts unterschiedlicher Kodierung verstanden werden, die beispielsweise mit unterschiedlichen Sende-Kodes durch Multiplikation moduliert sind. Dabei wäre der eine Kode für den längeren Ultraschallburst etwas länger auf 1 als der Kode für den kürzeren Ultraschallburst.
Werden die beiden verschiedenen Ultraschallbursts schnell hintereinander gesendet, so kann, wie bereits beschrieben, ein großes Hindernis in weiter Entfernung zu einer Überreichweite des kurzen ersten Ultraschallbursts für die Vermessung von Objekten im Nahbereich führen. Das bedeutet, dass der reflektierte längere zweite Ultraschallburst durch die Überreichweite des kürzeren ersten Ultraschallbursts gestört würde. Die Kodierung des längeren zweiten Ultraschallbursts unterdrückt jedoch solche Überreichweiten durch Vergrößerung des Störabstandes. Durch die Kürze des ersten Ultraschallburst gepaart mit der ohnehin eintretenden Schwächung infolge der größeren Entfernung werden somit die Überreichweiten durch diese drei Maßnahmen unterdrückt. Die beiden Kodes verhalten sich daher quasi orthogonal zueinander. Die Erfindung erreicht somit ein mathematisch nicht direkt offensichtlich erreichbares Ergebnis in Form eines geeigneten technischen Kompromisses. Dies gilt nur für Überreichweiten des kurzen ersten Ultraschallbursts. Dies gilt nicht für Überreichweiten des längeren zweiten Ultraschallbursts. Nach dem längeren zweiten Ultraschallburst muss daher ausreichend lange gewartet werden, um ein Abklingen der Welle sicherzustellen und Überreichweiten des langen zweiten Ultraschallbursts in den Messbereich des kurzen ersten Ultraschallbursts hinein sicher auszuschließen.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Hilfe der 1 bis 9 erläutert. Die Figuren zeigen
1 beispielhafte Signale, die im Folgenden erläutert werden,
2 ein Beispiel für ein Doppelecho beim Barker-Kode,
3 die Korrelationsfunktion in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts im Falle des Barker-Kodes,
4 die Korrelationsfunktion in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts im Falle des P4-Kodes,
5 die Korrelationsfunktion in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts im Falle des P4-Kodes mit zusätzlichen Rauschunterdrückungsmaßnahmen,
6 ein Empfängerausgangssignal bei einem sehr kleinen Objektabstand und bei Verwendung eines kurzen ersten Ultraschallbursts,
7 ein Empfängerausgangssignal bei einem größeren Objektabstand und bei Verwendung eines kurzen ersten Ultraschallbursts,
8 ein Empfängerausgangssignal ohne Objekt und bei Verwendung eines kurzen ersten Ultraschallbursts und eines P4-Kodes für den langen zweiten Ultraschallburst in Kombination,
9 ein Korrelationssignal mit größerem Objektabstand und bei Verwendung eines kurzen ersten Ultraschallbursts und eines P4-Kodes für den zweiten Ultraschallburst in Kombination.
Zunächst wird die 1 besprochen. Für die weitere Diskussion sei festgelegt, dass ein Ultraschallburst (26) aus einer oder mehreren Pulssequenzen (3) bestehen kann. Jede Pulssequenz (3) besteht dabei aus einem oder mehreren Ultraschallpulsen (2).
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Modulation eines längeren Ultraschallbursts (4, 5, 6) als Phasenmodulation (nur 5, 6) erfolgt. Durch Messungen wurde ermittelt, dass 4 Ultraschallpulse (2) in einer Pulssequenz (3) eines Ultraschallbursts (26) besonders vorteilhaft sind. Am Ende einer solchen Pulssequenz (3) wird die Phase der Transducer-Schwingung geändert.
In 1 stellt das Sendesignal 1 einen kurzen ersten Ultraschallburst aus vier solchen Ultraschallpulsen (2) in einer einzigen Pulssequenz (3) dar. Die Phasenmodulation kann beispielsweise als Bi-Phase-Code, also einem Kode mit nur zwei erlaubten Phasenlagen erfolgen. Diese sind typischerweise um 180° zueinander verschieden. Ein solcher Kode ist der Barker-Kode. Ein beispielhafter Barker-Code setzt sich wie folgt zusammen
Dieser Phasen-Adder wird der Phase eines Basissendesignals hinzuaddiert. Hierbei gibt i die jeweilige Nummer der aufeinanderfolgenden Pulssequenzen (3) eines Ultraschallbursts (26) an. Diese Kodierung entspricht dem als Signal 5 des in 1 dargestellten Signals mit N = 4.
Der Barker-Kode hat den Nachteil, dass schon bei einer geringen Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts, Doppelt- und Mehrfachechos auftreten können.
Nicht alle Kodes sind also aufgrund der in der Realität auftretenden Dopplerverschiebung für den Praxiseinsatz geeignet.
2 zeigt dieses Problem der Bi-Phasen-Codes am Beispiel eben dieses Barker-Kodes. 1a (0 m/s) zeigt dabei das Korrelationssignal bei einer Objektgeschwindigkeit von 0 m/s und 1b (1 m/s) bei einer Objektgeschwindigkeit von 1 m/s.
Bei einer Objektgeschwindigkeit 1 m/s zeigt ein solches beispielhaftes Ultraschallmesssystem offensichtlich bereits zwei Echos (8, 9) statt einem Echo (7).
Der Modulationssprung um 180° hat noch einen weiteren wesentlichen Nachteil: Durch die gegenläufige Ansteuerung des Transducers wird dieser quasi gebremst und liefert zunächst Energie in die Sendestufe zurück. Es wird also weniger Energie abgestrahlt. Dieses Problem ist umso signifikanter, je öfter die Phase gewechselt wird. Somit hätte die Nutzung von Bi-Phase-Kodes den Nachteil, dass sich die Reichweite besten Falls nicht in dem Maße vergrößert, wie dies durch die Nutzung eines Kodes beabsichtigt ist.
Eine wesentlich bessere Energieabstrahlung kann mit einem Quadriphasen-Kode erreicht werden. Bei diesem springt die Phase bei einem Phasenwechsel um 90°. Hierdurch wird der Transducer bei einem Phasenwechsel nicht abgebremst. Die nicht phasengerechte Energie verliert der Transducer durch Abstrahlung der Schallenergie.
Dies kann durch Verwendung von Poly-Phasen-Kodes oder Mehrphasen-Kodes, deren Phasensprungweite kleiner als 90° ist, noch weiter verbessert werden.
Ein besonders geschwindigkeitsrobuster Code ist der P4-Kode. Dieser erzeugt bei einer Dopplerverschiebung zwar einen gewissen Messfehler, die Autokorrelationsfunktion ist aber in weiten Teilen einem Dirac-Puls ähnlich. Ein dementsprechender P4-Kode kann durch die Formel
beschrieben werden. Ein beispielhafter Kode mit N = 4 ist in 1 als Signal 6 dargestellt. Der P4-Kode erzwingt somit nur Sprünge um +/–90° dies dämpft den Transducer weniger. Besonders wichtig ist es, dass die Autokorrelationsfunktion jedoch gegenüber der zuvor erwähnten Bi-Phasen-Modulation unverändert bleibt.
3 zeigt eine besondere Darstellung der Autokorrelationsfunktion. Hierbei stellt f_D/b die Dopplerverschiebung dividiert durch die Bandbreite dar. Die Skala t/t_b stellt zeigt die Autokorrelation normiert auf die Breite einer Pulssequenz (3) dividiert durch die Länge des Ultraschallbursts (26) dar. Die Amplitude ist mit χ bezeichnet. Ohne Dopplerverschiebung ergibt sich eine eindeutige Zuordnung der Signalverzögerung über einen Spike (Dirac-Puls 12). Tritt nun eine Dopplerverschiebung auf, so treten zunächst die mit den beiden Pfeilen versehenen Höcker (10, 11) auf. Bei noch größerer Dopplerverschiebung wird das Ergebnis mehr oder weniger beliebig und uneindeutig.
Im Gegensatz dazu zeigt 4 die gleiche Funktion für einen P4-Code. Die Funktion zeigt im Wesentlichen nur eine mehr oder weniger stabile Ausprägung (13) des Dirac-Pulses. Allerdings hat auch diese Kodierung ihre Grenzen. Ab einem bestimmten Punkt, können die parasitären Elemente (14) nicht mehr vernachlässigt werden. Daher ist der Bereich der erlaubten Dopplerverschiebungen auch hier begrenzt.
5 zeigt, wie diese Funktion aussehen kann, wenn durch weitere Maßnahmen das Rauschen der Korrelationsfunktion unterdrückt wird. Der Korrelationspeak (16) ist hier stark ausgeprägt. Auch diese Methode hat Ihre Grenze bei zu großer Dopplerverschiebung durch Störungen (15). Somit kann hinsichtlich der Phasenkodierung des Ultraschallsendebursts zusammengefasst werden, dass eine P4 Kodierung besonders vorteilhaft ist. Im Nahbereich ist dieser P4 Kode, wie oben bereits ausgeführt aber nachteilig.
6 zeigt das Empfängerausgangssignal für einen kurzen ersten Ultraschallburst (Bezugszeichen 1 in 1). Im Folgenden wird dieses Verfahren Einzelpulsverfahren genannt. Es hat sich allerdings gezeigt, dass es optimal ist, die kurzen ersten Ultraschallbursts aus ca. 4 Ultraschallpulsen wie in 1 zusammenzusetzen. In dem Beispiel dauert der Ultraschallburst (18) bis zu einer Zeit, die einem Abstand von 0,1 m aufgrund der Schallgeschwindigkeit entspricht.
Dann trifft die Reflektion (17) auf den Empfänger. Es ist offensichtlich, dass die kurze Aussendezeit, diesen kurzen Minimalabstand von hier beispielhaft 11 cm überhaupt erst ermöglicht.
7 zeigt das beispielhafte Empfängerausgangssignal für ein Plastikrohr in 1 m Entfernung (20). Die Amplitudenabnahme gegenüber dem Signal in 5 ist offensichtlich.
Zu 8: In einem kombinierten Verfahren werden ein kurzer erster Ultraschallburst (22) gefolgt von einem langen, P4-kodiertem zweiten Ultraschallburst (23) gesendet. Dies ist in 8 dargestellt.
Sowohl der kurze erste Ultraschallburst (22), wie auch der lange kodierte zweite Ultraschallburst (23) werden in dem jeweiligen Zeitbereich durch Korrelation verarbeitet. Der Zeitbereich des kurzen ersten Ultraschallbursts (22) geht bis zur Nahtstelle (27), dem ersten Maximalabstand, bezogen auf den Aussendezeitpunkt des kurzen ersten Ultraschallbursts. Der Zeitbereich des langen kodierten zweiten Ultraschallbursts (23) von der Nahtstelle (28), dem ersten Minimalabstand, diesmal bis zur Maximalreichweite des Systems bezogen auf den Aussendezeitpunkt des langen zweiten Ultraschallbursts.
9 zeigt eine beispielhafte sich daraus ergebende kombinierte Korrelationsfunktion. Das beispielhafte Hindernis (25) befindet sich dabei in 1 m Entfernung. Die Nahtstellen (27, 28) aus 8 werden dabei durch die Auswertung auf eine gemeinsame Nahtstelle (24) abgebildet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Radar Signals, Nadav Levanon, Eli Mozeson, ISBN: 978-0-471-47378-7, July 2004, Wiley-IEEE Press" [0002]

Claims

Verfahren zur Messung des Abstands zwischen einem Sensorsystem und mindestens einem Objekt mittels Ultraschall, wobei • ein Sender mindestens einen ersten Ultraschallburst und mindestens einen zweiten Ultraschallburst aussendet, die – jeder für sich eine Kodierung aufweisen, und • das Objekt diese Ultraschallbursts reflektiert und • die reflektierten Ultraschallbursts durch einen Empfänger empfangen werden und • das Empfängerausgangssignal durch eine Analyseeinheit ausgewertet wird, • wobei diese mindestens ein Datum ausgibt, das mindestens einem Abstand Sender zu Objekt oder Empfänger zu Objekt entspricht gekennzeichnet dadurch, dass • mindestens zwei Ultraschallbursts sich in ihrer Kodierung unterscheiden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • mindestens ein erster Ultraschallburst, so kodiert ist, dass sein Signal bei einer Überreichweite in den zeitlichen Messbereich des besagten zweiten Ultraschallbursts hinein mit dem Signal dieses zweiten Ultraschallburst so wenig korreliert, dass das Korrelationsergebnis unter einem vordefinierbaren Schwellwert liegt, wobei dieser Schwellwert unterhalb von 10% des Korrelationsergebnisses liegt, den die Korrelation des Signals des zweiten Ultraschallbursts mit dem Reflektionssignal des besagten zweiten Ultraschallbursts, hervorgerufen durch Reflektion einem anwendungsgemäß zu erkennenden Objekt, ergibt und • mindestens ein zweiter Ultraschallburst, so kodiert ist, dass eine Dopplerverschiebung verursacht durch eine Objektbewegung innerhalb eines vorgegebenen Objektgeschwindigkeitsbereichs einen Messfehler des Abstands unterhalb einer bezifferbaren maximalen Messfehlergrenze ergibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei einer der Kodierungen um • eine Poly-Phasen-Kode handelt oder • um eine P4-Kode handelt oder • um einen Bi-Phasen-Kode oder • um einen Barker-Kode • um einen Quadriphasen-Kode handelt
Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass • ein zweiter Ultraschallburst mit einer Kodierung entsprechend Anspruch 2 dafür verwendet wird, Abstände oberhalb eines ersten Minimalabstands (28) auszumessen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • es sich bei einer der Kodierungen um einen kurzen Ultraschallburst (1) handelt, wobei dieser dadurch gekennzeichnet ist, dass er nicht mehr als 4 oder 6 oder 8 Ultraschallpulse (2) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • es sich bei einer der Kodierungen um einen kurzen Ultraschallburst handelt, wobei dieser dadurch gekennzeichnet ist, dass er mehr als 1 Ultraschallpuls (2) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5 und/oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass • ein erster Ultraschallburst mit einer Kodierung entsprechend Anspruch 5 und/oder 6 dafür verwendet wird, Abstände unterhalb eines ersten Maximalabstands (27) auszumessen.
Vorrichtung zur Messung des Abstands zwischen einem Sensorsystem und mindestens einem Objekt mittels Ultraschall, die umfasst • mindestens einen Sender, der mindestens einen ersten Ultraschallburst und mindestens einen zweiten Ultraschallburst aussendet, die – jeder für sich eine Kodierung aufweisen, und • mindestens einen Empfänger, der mindestens einen Teil der reflektierten Ultraschallbursts empfängt und • mindestens eine Analyseeinheit, die mindestens ein Empfängerausgangssignal auswertet und die mindestens ein Datum ausgibt, das mindestens einem Abstand Sender zu Objekt oder Empfänger zu Objekt entspricht gekennzeichnet dadurch, dass • mindestens zwei gesendete Ultraschallbursts sich in ihrer Kodierung unterscheiden und
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • mindestens ein erster Ultraschallburst, so kodiert ist, dass sein Signal bei einer Überreichweite in den zeitlichen Messbereich des besagte zweiten Ultraschallbursts hinein mit dem Signal dieses zweiten Ultraschallburst so wenig korreliert, dass das Korrelationsergebnis unter einem vordefinierbaren Schwellwert liegt, wobei dieser Schwellwert unterhalb von 10% des Korrelationsergebnisses liegt, den die Korrelation des Signals des zweiten Ultraschallbursts mit dem Reflektionssignal des besagten zweiten Ultraschallbursts, hervorgerufen durch Reflektion einem anwendungsgemäß zu erkennenden Objekt, ergibt und • mindestens ein zweiter Ultraschallburst, so kodiert ist, dass eine Dopplerverschiebung verursacht durch eine Objektbewegung innerhalb eines vorgegebenen Objektgeschwindigkeitsbereichs einen Messfehler des Abstands unterhalb einer bezifferbaren maximalen Messfehlergrenze ergibt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei einer der Kodierungen mindestens eines gesendeten Ultraschallbursts um • eine Poly-Phasen-Kode handelt oder • um eine P4-Kode handelt oder • um einen Bi-Phasen-Kode oder • um einen Barker-Kode • um einen Quadriphasen-Kode handelt
Vorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass • Sie die empfangenen Daten je nach Reflektionszeitpunkt unterschiedlich verarbeitet.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass sie • für den Empfangssignalteil, der nach einem Grenzzeitpunkt (28) liegt, ein Korrelationssignal durch Korrelation mit einem Signal mit einer Kodierung entsprechend Anspruch 9 berechnet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • es sich bei einer der verwendeten Kodierungen um ein Sendesignal für einen kurzen Ultraschallburst (1) handelt, wobei dieser dadurch gekennzeichnet ist, dass er nicht mehr als 4 oder 6 oder 8 Ultraschallpulse (2) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • es sich bei einer der verwendeten Kodierungen um ein Sendesignal für einen kurzen Ultraschallburst handelt, wobei dieser dadurch gekennzeichnet ist, dass er mehr als 1 Ultraschallpuls (2) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12 und/oder 14 dadurch gekennzeichnet, dass • für den Empfangssignalteil, der vor einem Grenzzeitpunkt (27) liegt, ein Korrelationssignal durch Korrelation mit einem Signal mit einer Kodierung entsprechend Anspruch 13 und/oder 14 berechnet wird