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1. WO2020126192 - VERNETZTE AKUSTISCHE SENSOREINHEITEN ZUR ECHOBASIERTEN UMFELDERFASSUNG

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]
VERNETZTE AKUSTISCHE SENSOREINHEITEN ZUR ECHOBASIERTEN

UMFELDERFASSUNG

Beschreibung

Titel

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine akustische Sensoreinheit zur

echobasierten Umfelderfassung und ein zugehöriges System zur echobasierten Umfelderfassung.

Aktuelle Ultraschallsensoren werden über eine zentrale elektronische

Steuereinheit, auch ECU genannt, angesteuert. Dazu ist jeder der

Ultraschallsensoren eines Sensorsystems über jeweils einen dem

Ultraschallsensor zugehörigen Kabelstrang mit der zentralen elektronischen Steuereinheit verbunden. Dies führt jedoch dazu, dass ein Aufwand zur

Verkabelung der Ultraschallsensoren groß ist. Bei einem Sensorsystem, in welchem beispielsweise zwölf Ultraschallsensoren an einem Fahrzeug angeordnet sind, werden oftmals an die 70m Leiterdraht benötigt, um die Ultraschallsensoren mit der zentralen elektronischen Steuereinheit zu verbinden. Die daraus resultierenden langen Leitungswege führen dazu, dass das die Ultraschallsensoren umfassende System oftmals eine langsame Reaktionszeit aufweist, die sich zum einen aus den notwendigen Signallaufzeiten und zum anderen aus einer Reaktionszeit der zentralen Steuereinheit ergibt.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße akustische Sensoreinheit zur echobasierten

Umfelderfassung umfasst eine Sendeeinheit, welche dazu eingerichtet ist, ein akustisches Signal auszusenden, eine Kommunikationsschnittstelle, und eine Steuerelektronik, welche dazu eingerichtet ist, ein Signal über die

Kommunikationsschnittstelle auszugeben, um Informationen an eine weitere

akustische Sensoreinheit zu senden, und ein Signal von der weiteren

akustischen Sensoreinheit über die Kommunikationsschnittstelle zu empfangen.

Die akustische Sensoreinheit ist somit dazu eingerichtet, ein Signal direkt an eine weitere akustische Sensoreinheit zu senden, ohne das Signal über eine zentrale elektronische Steuereinheit zu senden. Es wird somit eine akustische

Sensoreinheit geschaffen, welche dazu in der Lage ist, direkt mit anderen akustischen Sensoreinheiten zu kommunizieren. Dadurch werden

Signallaufzeiten verkürzt und ein Verkabelungsaufwand kann verringert werden. So ist es insbesondere in einem Sensorsystem nicht notwendig, dass die akustische Sensoreinheit über einen eigenen Leitungsstrang mit einer zentralen elektronischen Steuereinheit verbunden ist.

Die akustische Sensoreinheit ist insbesondere ein Ultraschallsensor. Das akustische Signal ist somit bevorzugt ein Ultraschallsignal. Die

Kommunikationsschnittstelle ist eine Schnittstelle, welche es der akustischen Sensoreinheit ermöglicht, elektrische Signale auszusenden und zu empfangen. Dazu ist die Kommunikationsschnittstelle bevorzugt mit einem elektrischen Leiter verbunden, über welchen die Signale geleitet werden. Die Signale sind dabei Kommunikationssignale.

Die Steuerelektronik ist bevorzugt eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, kurz ASIC. Die Kommunikationsschnittstelle ist bevorzugt in die Steuerelektronik integriert. Die weitere akustische Sensoreinheit ist eine

Sensoreinheit, welche bevorzugt baugleich zu der akustischen Sensoreinheit ist.

Durch die akustische Sensoreinheit wird also eine Kommunikation zwischen zwei akustischen Sensoreinheiten ermöglicht. Somit ist es nicht notwendig, dass eine zentrale elektronische Steuereinheit eine Synchronisierung einzelner akustischer Sensoreinheiten steuert oder auch die Signale einzelner akustischer

Sensoreinheiten zusammenführt.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Bevorzugt ist die Steuerelektronik dazu eingerichtet, ein Steuersignal über die Kommunikationsschnittstelle auszugeben, um die weitere akustische

Sensoreinheit dazu anzusteuern, Sensorinformationen bereitzustellen, welche

eine Eigenschaft des akustischen Signals beschreiben, wenn dieses von der weiteren akustischen Sensoreinheit empfangen wird, die Sensorinformationen über die Kommunikationsschnittstelle zu empfangen, basierend auf den

Eigenschaften des ausgesandten akustischen Signals und den

Sensorinformationen eine Objektinformation zu erzeugen, welche eine

Eigenschaft eines Objektes beschreibt, an welchem das akustische Signal reflektiert wurde, und die Objektinformation über die Kommunikationsschnittstelle auszusenden. Die akustische Sensoreinheit ist somit dazu geeignet, die echobasierte Umfelderfassung zu steuern. So ist das Steuersignal insbesondere dazu geeignet, die weitere akustische Sensoreinheit dazu anzusteuern, das von der Sendeeinheit ausgesendete akustische Signal zu empfangen. Das akustische Signal wird typischerweise nach einer Reflektion an einem Objekt zu der weiteren Sensoreinheit zurückgeworfen, wodurch durch das Aussenden des akustischen Signals durch die akustische Sensoreinheit und das Empfangen des akustischen Signals durch die weitere akustische Sensoreinheit eine

echobasierte Umfelderfassung erfolgen kann.

Das Steuersignal umfasst bevorzugt Informationen bezüglich einer Sendezeit oder einer Modulation des akustischen Signals. Die Sensorinformationen beschreiben Eigenschaften des akustischen Signals, wenn dieses von der weiteren akustischen Sensoreinheit empfangen wird. Diese Eigenschaft kann jegliche Eigenschaft des akustischen Signals sein, insbesondere eine

Signallaufzeit zwischen dem Aussenden durch die Sendeeinheit und dem

Empfang durch die weitere akustische Sensoreinheit, eine Frequenz oder ein Frequenzverlauf des akustischen Signals, wenn dieses von der weiteren akustischen Sensoreinheit empfangen wird, oder eine Signalstärke des akustischen Signals, wenn dieses von der weiteren akustischen Sensoreinheit empfangen wird.

Die Sensorinformationen werden von der akustischen Sensoreinheit empfangen und von der Steuerelektronik verarbeitet. Es werden dadurch

Objektinformationen erzeugt, welche eine Eigenschaft des Objektes beschreiben, an dem das akustische Signal reflektiert wurde, bevor dieses von der weiteren akustischen Sensoreinheit empfangen wurde. So wird von der Steuerelektronik beispielsweise ein Abstand zwischen der akustischen Sensoreinheit und dem Objekt berechnet und als Objektinformation bereitgestellt. Bevorzugt greift die Steuerelektronik dazu auf weitere Informationen zurück. So sind in der

Steuerelektronik bevorzugt Informationen bezüglich einer Position der weiteren akustischen Sensoreinheit hinterlegt und die Objektinformationen werden basierend auf der hinterlegten Position der weiteren akustischen Sensoreinheit berechnet.

Weiter bevorzugt ist die akustische Sensoreinheit dazu eingerichtet, das

Steuersignal an mehrere weitere akustische Sensoreinheiten auszusenden, von diesen mehreren weiteren akustischen Sensoreinheiten jeweils zugehörige Sensorinformationen zu empfangen und basierend auf den Sensorinformationen der mehreren weiteren akustischen Sensoreinheiten die Objektinformation zu erzeugen.

Die Objektinformation ist insbesondere eine Lage des Objektes gegenüber der akustischen Sensoreinheit, ein Abstand des Objektes von der akustischen Sensoreinheit oder eine Relativgeschwindigkeit des Objektes gegenüber der akustischen Sensoreinheit. Weiter bevorzugt umfasst die Objektinformation Eigenschaften bezüglich des Objektes, welche beispielsweise eine Struktur des Objektes beschreiben. Die Objektinformationen werden über die

Kommunikationsschnittstelle ausgesendet, also bereitgestellt. Es werden von der akustischen Sensoreinheit somit nicht nur Sensorinformationen ausgegeben, sondern es erfolgt eine Signalverarbeitung in der akustischen Sensoreinheit. Es können somit unnötige Signallaufzeiten verhindert werden und die

Objektinformationen schnell bereitgestellt werden.

Weiter bevorzugt ist die akustische Sensoreinheit dazu eingerichtet, in Reaktion auf ein über die Kommunikationsschnittstelle empfangenes Startsignal das akustische Signal über die Sendeeinheit auszusenden, das Steuersignal über die Kommunikationsstelle auszugeben, die Sensorinformationen über die

Kommunikationsschnittstelle zu empfangen, die Objektinformationen zu erzeugen und Objektinformationen über die Kommunikationsschnittstelle zu senden. Es kann somit ein einzelner Messzyklus zum Erzeugen von

Objektinformationen über die Kommunikationsschnittstelle ausgelöst werden. Es können somit unnötige Messvorgänge zum Erzeugen der Objektinformation vermieden werden, wobei die Objektinformationen insbesondere nur dann bereitgestellt werden, wenn dies benötigt wird.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Kommunikationsschnittstelle eine Powerline-Kommunikation bereitstellt, welche eine Spannungsversorgung der akustischen Sensoreinheit bereitstellt. So weist die Kommunikationsschnittstelle

insbesondere lediglich zwei Anschlusskontakte auf, über welche sowohl eine Spannungsversorgung als auch eine Übertragung des Signals zu oder von der Kommunikationsschnittstelle erfolgt. Optional weist die

Kommunikationsschnittstelle eine zusätzliche Masseverbindung auf. Der notwendige Verdrahtungsaufwand bei einer Verwendung der akustischen Sensoreinheit wird somit weiter verringert.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Kommunikationsschnittstelle eine

Netzwerkschnittstelle ist. Dabei ist die Kommunikationsschnittstelle insbesondere eine Ethernet-Schnittstelle. Das bedeutet, dass die Kommunikationsschnittstelle ein Netzwerkprotokoll unterstützt. So unterstützt die Kommunikationsschnittstelle insbesondere ein 100-Base-T1 oder 1000-Base-T1 Protokoll. Es wird somit eine Kommunikationsschnittstelle bereitgestellt, welche eine ausreichende

Geschwindigkeit hat, um mit den weiteren akustischen Sensoreinheiten zu kommunizieren. Gleichzeitig kann bei einem Signalrouting auf handelsübliche Komponenten zurückgegriffen werden.

Bevorzugt ist die Kommunikationsschnittstelle eine Powerline-Kommunikationsschnittstelle, wobei die Kommunikationsschnittstelle das Netzwerkprotokoll unterstützt. Mittels der Kommunikationsschnittstelle wird dabei bevorzugt ein Netzwerksignal in eine Powerline-Kommunikation umgesetzt, wobei das über die Powerline-Kommunikation übertragene Signal bevorzugt alle Informationen umfasst, die entsprechend dem zugehörigen Netzwerkprotokoll benötigt werden. So ist es beispielsweise möglich, dass die akustische

Sensoreinheit lediglich über die Powerline-Kommunikation mit einem Netzwerk verbunden ist, wobei in einem solchen System bevorzugt an einem

Netzwerkknoten das von der akustischen Sensoreinheit über die Powerline-Kommunikation ausgesendete Signal wieder in ein von dem Netzwerkknoten unterstütztes Netzwerksignal auf dem für den Netzwerkknoten vorgesehenen Anschlüssen des Netzwerkknoten umgesetzt wird. Es wird somit ein besonders geringer Verkabelungsaufwand für die akustische Sensoreinheit benötigt, wobei gleichzeitig auf ein bewährtes Signalrouting des Netzwerkknoten zurückgegriffen werden kann.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, solche Informationen, welche über die Kommunikationsschnittstelle ausgesendet werden, zusammen mit einer Adressierungsinformation zu senden, und/oder solche Informationen über die Kommunikationsschnittstelle zu empfangen, die eine der akustischen Sensoreinheit zugehörige Adressierungsinformation aufweisen. Es wird somit ermöglicht, dass die akustische Sensoreinheit

Informationen gezielt an ausgewählte weitere akustische Sensoreinheiten senden kann, oder gezielt Informationen empfangen kann, die an die akustische Sensoreinheit adressiert sind. So ist es beispielsweise möglich, dass durch die akustische Sensoreinheit lediglich ausgewählte weitere akustische

Sensoreinheiten mittels des Steuersignals dazu angeregt werden, die

Sensorinformationen zu der akustischen Sensoreinheit zu senden.

Weiter bevorzugt erzeugt die Steuereinheit die Objektinformation ferner basierend auf einer Anordnungsinformation, welche eine Anordnung der weiteren akustischen Sensoren gegenüber der akustischen Sensoreinheit beschreibt, wobei die Anordnungsinformation bevorzugt über die

Kommunikationsschnittstelle empfangen wird. Dabei wird die

Anordnungsinformation insbesondere entweder von der weiteren akustischen Sensoreinheit oder von einer zentralen Kontrolleinheit an die akustische

Sensoreinheit übertragen. Dabei sind bevorzugt in der Steuerelektronik mögliche Anordnungen der weiteren akustischen Sensoreinheit gegenüber der

akustischen Sensoreinheit hinterlegt und durch die Anordnungsinformation erfolgt eine Auswahl aus den möglichen Anordnungen, um die tatsächliche Anordnung der weiteren akustischen Sensoreinheiten gegenüber der

akustischen Sensoreinheit auszuwählen. Eine solche Anordnungsinformation ermöglicht eine besonders präzise Berechnung von Objektinformationen. So werden insbesondere geometrische Berechnungen ermöglicht, welche basierend auf der Anordnung der weiteren akustischen Sensoreinheit gegenüber der akustischen Sensoreinheit, insbesondere basierend auf den Positionen der akustischen Sensoreinheit und der weiteren akustischen Sensoreinheit an einem Fahrzeug, ausgeführt werden.

Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn die Sendeeinheit dazu eingerichtet ist, ein akustisches Signal der weiteren akustischen Sensoreinheit zu empfangen, und die Steuerelektronik dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal der weiteren akustischen Sensoreinheit über die Kommunikationsschnittstelle zu empfangen, und in Reaktion auf das Empfangen des Steuersignals basierend auf dem empfangenen akustischen Signal der weiteren akustischen Sensoreinheit eine Sensorinformation zu erzeugen, welche eine Eigenschaft des von der akustischen Sensoreinheit empfangenen akustischen Signals beschreibt, welches zuvor von der weiteren akustischen Sensoreinheit ausgesendet wurde. Dabei ist die Steuerelektronik ferner bevorzugt dazu eingerichtet, die

Sensorinformationen über die Kommunikationsschnittstelle auszusenden. Somit ist die akustische Sensoreinheit bevorzugt dazu eingerichtet, dieselben

Funktionen bereitzustellen, welche auch von der weiteren akustischen

Sensoreinheit bereitgestellt werden. Somit sind die akustische Sensoreinheit und die weitere akustische Sensoreinheit bevorzugt baugleich ausgeführt.

Entsprechend kann ein Messvorgang zum Erzeugen von Objektinformationen auch von der weiteren akustischen Sensoreinheit gesteuert werden, wobei der weiteren akustischen Sensoreinheit von der akustischen Sensoreinheit die Sensorinformationen bereitgestellt werden.

Ein erfindungsgemäßes Sensorsystem umfasst zumindest zwei akustische Sensoreinheiten gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das

Sensorsystem ferner eine zentrale Kontrolleinheit umfasst, welche dazu eingerichtet ist, die Objektinformation der akustischen Sensoreinheiten zu empfangen. Dabei wird insbesondere das Startsignal bevorzugt von der zentralen Kontrolleinheit bereitgestellt und an eine der akustischen

Sensoreinheiten gesendet. Durch die zentrale Kontrolleinheit wird somit eine weitere Einheit bereitgestellt, durch welche beispielsweise weitere Berechnungen basierend auf den Objektinformationen, welche von den akustischen

Sensoreinheiten bereitgestellt werden, durchgeführt werden. Somit sind aufwendige und komplexe Berechnungen nicht durch jede einzelne der akustischen Sensoreinheiten auszuführen, sondern können zentral berechnet werden.

Bevorzugt sind die akustischen Sensoreinheiten über einen Bus oder einen Netzwerkknoten verbunden. Ein Netzwerkknoten ist dabei bevorzugt ein Hub oder ein Switch. Der Hub oder Switch umfasst dabei weiter bevorzugt einen Wandler, welcher eine von den akustischen Sensoreinheiten genutzte Powerline-Kommunikation in ein von dem Switch oder Hub unterstütztes

Kommunikationssignal umsetzt. Bevorzugt ist dabei jeder der akustischen Sensoreinheiten eine Netzwerkadresse oder eine Busadresse zugeordnet.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine akustische Sensoreinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2 eine schematische Darstellung einer

Kommunikationsschnittstelle, welche eine Powerline- Kommunikation unterstützt,

Figur 3 eine Darstellung eines Sensorsystems gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung,

Figur 4 eine schematische Darstellung eines ersten Schrittes eines

Messzyklus, der von der akustischen Sensoreinheit gesteuert wird, und

Figur 5 ein zweiter Schritt des Messzyklus, der von der akustischen

Sensoreinheit gesteuert wird.

Ausführungsform der Erfindung

Figur 1 zeigt eine akustische Sensoreinheit 10 zur echobasierten

Umfelderfassung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die akustische Sensoreinheit 10 umfasst eine Sendeeinheit 11 , eine

Kommunikationsschnittstelle 12 und eine Steuerelektronik 13. Die

Steuerelektronik 13 ist dabei ein integrierter Schaltkreis. Die

Kommunikationsschnittstelle 12 ist in den integrierten Schaltkreis und somit in die Steuerelektronik 13 integriert.

Die Sendeeinheit 1 1 ist dazu eingerichtet, ein akustisches Signal 100

auszusenden, wenn diese von der Steuerelektronik 13 dazu angeregt wird. Das akustische Signal 100 ist beispielsweise ein Ultraschallsignal. Die Sendeeinheit 1 1 ist ein elektroakustischer Wandler.

Die Steuerelektronik 13 ist dazu eingerichtet, ein Signal über die

Kommunikationsschnittstelle 12 auszugeben, um Informationen an eine weitere akustische Sensoreinheit 20, 30 zu senden und ein Signal von der weiteren akustischen Sensoreinheit 20, 30 über die Kommunikationsschnittstelle zu empfangen. Das bedeutet, dass die akustische Sensoreinheit 10 dazu eingerichtet ist, mit einer weiteren akustischen Sensoreinheit 20, 30 zu kommunizieren.

Durch die Kommunikationsschnittstelle 12 wird eine Powerline-Kommunikation bereitgestellt. Es wird dabei über die Kommunikationsschnittstelle 12 eine Spannungsversorgung für die akustische Sensoreinheit 10 bereitgestellt. Eine beispielhafte Kommunikationsschnittstelle 12 ist in Figur 2 dargestellt. Die Kommunikationsschnittstelle 12 ist dabei in Figur 2 mit einer weiteren

Kommunikationsschnittstelle 50 verbunden, durch welche eine

Versorgungsspannung der Powerline-Kommunikation bereitgestellt wird. Die weitere Kommunikationsschnittstelle 50 wird insbesondere von einem

Netzwerkknoten 40 oder von einer zentralen Kontrolleinheit 60 umfasst. Optional ist es daher möglich, dass zwischen die weitere Kommunikationsschnittstelle 50 und die die Kommunikationsschnittstelle 12 der akustischen Sensoreinheit 10 auch die weiteren akustischen Sensoreinheiten 20, 30 gekoppelt sind.

Die in Figur 2 dargestellte Kommunikationsschnittstelle 12 weist einen

Eingangsanschluss 14 auf, weicher einen ersten Pol und einen zweiten Pol aufweist. Optional weist die Kommunikationsschnittstelle 12 einen dritten Anschluss auf, über welchen die Kommunikationsschnittstelle 12 bzw. die akustische Sensoreinheit 10 auf eine Masse gelegt ist. Der erste Pol und der zweite Pol des Eingangsanschlusses sind über jeweils eine Induktivität mit einer Spannungsversorgungseinheit 16 gekoppelt. Durch die

Spannungsversorgungseinheit 16 wird die über den Eingangsanschluss 14 bereitgestellte Spannung, insbesondere eine Gleichspannung mit einem aufmodulierten Signal ist, in eine Versorgungsspannung umgesetzt, welche wiederum den elektronischen Komponenten der akustischen Sensoreinheit 10 als Versorgungsspannung bereitgestellt wird. Die elektronischen Komponenten der akustischen Sensoreinheit 10 sind in Figur 2 als Last 17 dargestellt. Die Last 17 umfasst dabei insbesondere die Steuerelektronik 13 und die Sendeeinheit 11. ln dem beschriebenen Beispiel wird von der weiteren

Kommunikationsschnittstelle 50 eine Gleichspannung ausgegeben, auf welche ein Signal aufmoduliert ist. Um das Signal von der Versorgungsspannung auszukoppeln, umfasst die Kommunikationsschnittstelle 12 ein induktives Kopplungselement 15, in dem eine Eingangsspule induktiv mit einer

Ausgangsspule gekoppelt ist. Jeder Anschluss der Eingangsspule ist über jeweils eine Kapazität mit jeweils einem Pol des Eingangsanschlusses 14 gekoppelt. Es wird somit nur das auf die Gleichspannung aufmodulierte Signal über das induktive Kopplungselement 15 zu einer Sende- und Empfangselektronik 19 übertragen, welche mit den Anschlüssen der Ausgangsspule gekoppelt ist.

Dieser Signalanteil ist das Signal, welches über die Kommunikationsschnittstelle 12 empfangen wird, um mit den weiteren akustischen Sensoreinheiten 20, 30 oder mit der Kontrolleinheit 60 zu kommunizieren. In umgekehrter Weise kann durch die Sende- und Empfangselektronik 19 auch ein Signal auf die an dem Eingangsanschluss 14 anliegende Gleichspannung aufmoduliert werden, um ein Signal an die zentrale Kontrolleinheit 60 oder die weiteren akustischen

Sensoreinheiten 20, 30 zu senden.

Der Aufbau der weiteren Kommunikationsschnittstelle 50 entspricht im

Wesentlichen dem Aufbau der Kommunikationsschnittstelle 12. Dabei ist jedoch an Stelle der Spannungsversorgungseinheit 16 eine

Spannungseinspeisungseinheit 52 angeordnet. Die

Spannungseinspeisungseinheit 52 ist mit einer externen Spannungsversorgung gekoppelt und wird von dieser beispielsweise mit einer 12V Gleichspannung versorgt. Durch die Spannungseinspeisungseinheit 52 wird die für die akustische Sensoreinheit 10 vorgesehene Versorgungsspannung über einen

Ausgangsanschluss 51 der weiteren Kommunikationsschnittstelle 50

bereitgestellt, welcher mit den beiden Polen des Eingangsanschlusses 14 der Kommunikationsschnittstelle 12 gekoppelt ist. Ferner wird auch eine

Elektronik 53 der zentralen Kontrolleinheit 60 oder des Netzwerkknoten 40 über die Spannungseinspeisungseinheit 52 mit einer Betriebsspannung versorgt. Entsprechend der Sende- und Empfangselektronik 19 der

Kommunikationsschnittstelle 12 ist auch in der weiteren

Kommunikationsschnittstelle 50 eine Sende- und Empfangselektronik 54 angeordnet, welche es dem Netzwerkknoten 40 oder der zentralen

Kontrolleinheit 60 ermöglicht, ein gewünschtes Signal auf die

Versorgungsspannung aufzumodulieren. So wird beispielsweise eine

Gleichspannung, beispielsweise 12 Volt, über die Pole des

Ausgangsanschlusses 51 bereitgestellt, wobei mittels der Sende- und

Empfangselektronik 54 der weiteren Kommunikationsschnittstelle 50 und einer induktiven Kopplungseinheit 55 der weiteren Kommunikationsschnittstelle 50 auf diese Gleichspannung an die akustische Sensoreinheit 10 zu sendende das Signal aufmoduliert ist. In entsprechender Weise können von der Sende- und Empfangselektronik 54 der weiteren Kommunikationsschnittstelle 50 auch ein Signal empfangen werden, die von der akustischen Sensoreinheit 10 mittels der Kommunikationsschnittstelle 12 auf die Gleichspannung aufmoduliert wurde.

Die Kommunikationsschnittstelle 12 ist dabei insbesondere auch eine

Netzwerkschnittstelle. Dabei ist die Kommunikationsschnittstelle 12 insbesondere über den Netzwerkknoten 40 mit der zentralen Kontrolleinheit 60 und der weiteren akustischen Sensoreinheit 20, 30 verbunden. Der Netzwerkknoten 40 ist insbesondere ein Switch oder einen Hub, der mit der zentralen Kontrolleinheit 60 gekoppelt ist.

Ein Sensorsystem 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 3 dargestellt. Das Sensorsystem 200 umfasst dabei eine Vielzahl von akustischen Sensoreinheiten 10, 20, 30 von denen in Figur 3 beispielhaft sechs akustische Sensoreinheiten dargestellt sind. Eine Sensoreinheit aus der Vielzahl akustischer Sensoreinheiten ist die akustische Sensoreinheit 10. Neben der akustischen Sensoreinheit 10 ist eine erste weitere akustische Sensoreinheit 20 und eine zweite weitere akustische Sensoreinheit 30 von dem Sensorsystem 200 umfasst. Jede der akustischen Sensoreinheiten 10, 20, 30 ist mit dem Netzwerkknoten 40 verbunden. Der Netzwerkknoten 40 ist ferner mit der zentralen Kontrolleinheit 60 verbunden. Der Netzwerkknoten 40 sei in dieser beispielhaften Ausführungsform ein Hub. Das bedeutet, dass jedes Signal, welches von der akustischen

Sensoreinheit 10 über die Kommunikationsschnittstelle 12 zu dem Hub gesendet wird, von diesem Hub 40 an jede der weiteren akustischen Sensoreinheiten 20, 30 weitergeleitet wird und auch an die zentrale Kontrolleinheit 60 weitergeleitet wird.

Es wird somit durch die akustischen Sensoreinheiten 10, 20, 30, den

Netzwerkknoten 40 und die zentrale Kontrolleinheit 60 ein Netzwerk geschaffen. Um eine Adressierung der akustischen Sensoreinheiten 10, 20, 30 und der zentralen Kontrolleinheit 60 in diesem Netzwerk zu ermöglichen, werden solche Informationen, welche von der Steuereinheit 13 über die

Kommunikationsschnittstelle 12 ausgesendet werden, zusammen mit einer Adressierungsinformation gesendet. So ist die Adressierungsinformation insbesondere eine Netzwerkadresse. Jeder der akustischen Sensoreinheiten 10, 20, 30 und der zentralen Kontrolleinheit 60 ist eine solche Netzwerkadresse zugeteilt. Es können somit von der akustischen Sensoreinheit 10 ausgesandte Informationen gezielt an eine der weiteren akustischen Sensoreinheiten 20, 30 oder an die zentrale Kontrolleinheit 60 gesendet werden. Entsprechend ist auch der akustischen Sensoreinheit 10 eine Adressierungsinformation zugeteilt, das bedeutet, dass die akustische Sensoreinheit 10 eine eigene Netzwerkadresse aufweist. Die akustische Sensoreinheit 10 empfängt solche Informationen über die Kommunikationsschnittstelle 12, welche die der akustischen Sensoreinheit 10 zugehörige Adressierungsinformation aufweisen. Im Wesentlichen wird dabei das aus dem Ethernetprotokoll für automative Anwendungen bekannte Protokoll verwendet. Beispielhafte Protokolle sind die für 100Base-T1 oder 1000Base-T1 genutzten Protokolle. Es wird somit eine hinreichende Bandbreite bereitgestellt. Durch die Kombination dieses Protokolls mit der Powerline-Kommunikation, auch Power-Over-Data-Line, PODL, genannt, wird es ermöglicht, dass die akustischen Sensoreinheiten 10, 20, 30 jeweils über ein Twisted-Pair-Kabel mit einer Versorgungsspannung versorgt werden und über dieses Kabel ebenfalls eine Kommunikation mit dem übrigen Netzwerk erfolgen kann. Über die Powerline-Kommunikation wird insbesondere eine Versorgung mit einer 12-Volt-Gleichspannung für die akustische Sensoreinheit 10 bereitgestellt, wobei diese Versorgung insbesondere eine 5-Watt-Versorgung ist.

Die akustische Sensoreinheit 10 ist dazu geeignet, einen Messzyklus zu steuern, der von der akustischen Sensoreinheit 10 und den weiteren akustischen

Sensoreinheiten 20, 30 ausgeführt wird. Im Anschluss an diesen Messzyklus werden Objektinformationen über die Kommunikationsschnittstelle 12

ausgesendet, wobei die Objektinformationen bevorzugt an die zentrale

Kontrolleinheit 60 gesendet werden. Die beiden Schritte eines solchen

Messzyklus sind in den Figuren 4 und 5 dargestellt.

Der Messzyklus wird dadurch gestartet, dass von der zentralen Kontrolleinheit 60 ein Startsignal an die akustische Sensoreinheit 10 gesendet wird. Wird das Startsignal von der akustischen Sensoreinheit 10 empfangen, so wird die Sendeeinheit 1 1 von der Steuerelektronik 13 dazu angeregt, ein akustisches Signal 100 auszusenden. Das akustische Signal 100 ist dabei ein

Ultraschallsignal. Gleichzeitig wird von der Steuerelektronik 13 ein Steuersignal über die Kommunikationsschnittstelle 12 ausgegeben, um die erste und die zweite weitere akustische Sensoreinheit 20, 30 dazu anzusteuern,

Sensorinformationen bereitzustellen, welche eine Eigenschaft des akustischen Signals 100 beschreiben, wenn dieses von der jeweiligen weiteren akustischen Sensoreinheit 20, 30 empfangen wird. Dieser Schritt ist in Figur 4 dargestellt. Es ist dabei nicht notwendig, dass alle akustischen Sensoreinheiten des Netzwerks eine Sensorinformation bereitstellen und an die akustische Sensoreinheit 10 übermitteln. Dadurch, dass eine Adressierung der einzelnen akustischen

Sensoreinheiten des Netzwerks und somit der weiteren akustischen

Sensoreinheiten 20, 30 möglich ist, kann durch die akustische Sensoreinheit 10 gezielt ausgewählt werden, welche der akustischen Sensoreinheiten des

Netzwerks und somit des Sensorsystems 200 Sensorinformationen bereitstellen.

So wird beispielsweise von den weiteren akustischen Sensoreinheiten 20, 30 jeweils eine Signallaufzeit des akustischen Signals 100 ermittelt und als

Sensorinformation an die akustische Sensoreinheit 10 übermittelt. Optional wird die Signallaufzeit, basierend auf einem Sendezeitpunkt des Steuersignals, ermittelt. Die Signallaufzeit wird als Sensorinformation über die

Kommunikationsschnittstelle 12 von der Steuerelektronik 30 empfangen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Signallaufzeit hier lediglich als eine beispielhafte Sensorinformation gewählt ist. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Sensorinformationen über die Kommunikationsschnittstelle 12 von den weiteren akustischen Sensoreinheiten 20, 30 empfangen werden. Weitere beispielhafte Sensorinformationen sind eine Signalintensität, eine Empfangsrichtung und eine Signalfrequenz des akustischen Signals 100 bei dessen Empfang.

Basierend auf den Eigenschaften des ausgesandten akustischen Signals 100 und den Sensorinformationen wird eine Objektinformation erzeugt, welche eine Eigenschaft eines Objektes 110 beschreibt, an welchen das akustische Signal 100 reflektiert wurde. So ist die Eigenschaft des ausgesandten akustischen Signals beispielsweise ein Sendezeitpunkt, zu dem das akustische Signal 100 ausgesendet wurde. Die Sensorinformation ist beispielsweise eine Signallaufzeit des akustischen Signals 100 oder auch lediglich ein Empfangszeitpunkt des akustischen Signals 100 an der weiteren akustischen Sensoreinheit 20, 30. So ist die Eigenschaft des ausgesandten akustischen Signals 100 bevorzugt von der

Sensorinformation umfasst. Die Objektinformation wird basierend auf den Sensorinformationen berechnet, die der Steuerelektronik 13 von den weiteren akustischen Sensoreinheiten 20, 30 bereitgestellt werden und wird bevorzugt basierend auf solchen Informationen berechnet, welche der Steuerelektronik über die Sendeeinheit 11 bereitgestellt werden. So ist die Sendeeinheit 1 1 bevorzugt auch dazu geeignet, ein Echo des akustischen Signals 100 zu empfangen, welches diese zuvor ausgesendet hat. Die akustische Sensoreinheit 10 ist somit bevorzugt auch dazu geeignet, eigenständig eine echobasierte Umfelderfassung auszuführen, wobei durch die Sendeeinheit 1 1 das akustische Signal 100 ausgesandt wird und ein Echo des akustischen Signals 100 empfangen wird und beispielsweise basierend auf einer Laufzeit des akustischen Signals 100 auf Eigenschaften des Objektes 1 10 geschlossen wird, an welchem das akustische Signal 100 reflektiert wurde. Diese Objektinformation kann weiter präzisiert werden, indem die Sensorinformationen, welche über die

Kommunikationsschnittstelle 12 von weiteren akustischen Sensoreinheiten 20,

30 empfangen wurden, berücksichtigt werden. So kann beispielsweise auf einer Signallaufzeit ausgehend von der akustischen Sensoreinheit 10 zu den weiteren akustischen Sensoreinheiten 20, 30 und zu der akustischen Sensoreinheit 10, auf eine Lage des Objektes 110 gegenüber der akustischen Sensoreinheit 10 geschlossen werden. So kann beispielsweise basierend auf den

unterschiedlichen Signallaufzeiten eine Triangulation erfolgen. Die

Objektinformation ist somit bevorzugt eine Position des Objektes 1 10 gegenüber der akustischen Sensoreinheit 10.

Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit 13 die Objektinformationen basieren auf einer Anordnungsinformation erzeugt, welche eine Anordnung der weiteren akustischen Sensoreinheiten 20, 30 gegenüber der akustischen

Sensoreinheit 1 beschreibt. Das bedeutet, dass der Steuerelektronik 13 bevorzugt eine Anordnung der weiteren akustischen Sensoreinheit 20, 30 bekannt ist. Somit kann basierend auf geometrischen Berechnungen die Lage des Objektes 1 10 gegenüber der akustischen Sensoreinheit 10 berechnet werden. Die Anordnungsinformation ist dabei in der Steuerelektronik 13 hinterlegt oder wird ebenfalls über die Kommunikationsschnittstelle 12 empfangen. Die Anordnungsinformation wird der Steuerelektronik 13 bevorzugt von der zentralen Kontrolleinheit 60 bereitgestellt.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Objektinformation nicht zwingend eine Lage des Objektes 1 10 beschreibt. Alternativ beschreibt die Objektinformation einen Abstand des Objektes zu der akustischen Sensoreinheit 10, eine

Oberflächenbeschaffenheit des Objektes 110 oder eine Relativgeschwindigkeit des Objektes 1 10 gegenüber der akustischen Sensoreinheit 10.

Wenn die Objektinformation von der Steuerelektronik 13 erzeugt, also berechnet wurde, so wird die Objektinformation über die Kommunikationsschnittstelle 12 ausgesendet. Dieser Schritt ist in Figur 5 dargestellt. Die Objektinformation wird bevorzugt an die zentrale Kontrolleinheit 60 gesendet. Die Objektinformation kann jedoch auch anderen der akustischen Sensoreinheiten des Sensorsystems 200 bereitgestellt werden, um diesen eine weitere vorteilhafte Berechnung von zusätzlichen Objektinformationen zu ermöglichen.

Es ergibt sich also, dass die akustische Sensoreinheit 10 in Reaktion auf das Empfangen des Startsignals das akustische Signal 100 über die Sendeeinheit 11 aussendet, das Steuersignal über die Kommunikationsschnittstelle 12 ausgibt, die Sensorinformationen über die Kommunikationsschnittstelle 12 empfängt, die Objektinformation erzeugt, und die Objektinformation über die

Kommunikationsschnittstelle 12 sendet. Somit wird von der akustischen

Sensoreinheit 10 lediglich ein einziges Signal empfangen und in Reaktion auf dieses Signal eine Objektinformation bereitgestellt, welche bereits Eigenschaften des Objektes beschreibt, und nicht lediglich auf eine Sensorinformation beschränkt ist. Die entsprechende Signalverarbeitung erfolgt durch die akustische Sensoreinheit 10 und ist somit nicht mehr von der zentralen

Kontrolleinheit 60 auszuführen.

Die akustischen Sensoreinheiten 10, 20, 30 des Sensorsystems sind baugleiche akustische Sensoreinheiten. Das bedeutet, dass abhängig davon, an welche der akustischen Sensoreinheiten 10, 20, 30 das Startsignal gesendet wird, durch die entsprechende Sensoreinheit 10, 20, 30 der Messzyklus gesteuert wird. Daher ist die akustische Sensoreinheit 10 auch dazu eingerichtet, ein akustisches Signal der weiteren akustischen Sensoreinheit 20, 30 zu empfangen und die

Steuerelektronik 13 ist ferner dazu eingerichtet, ein Steuersignal der weiteren akustischen Sensoreinheit 20, 30 über die Kommunikationsschnittstelle 12 zu empfangen, und in Reaktion auf das Empfangen des Steuersignals, basierend auf dem empfangenen akustischen Signal 100, der weiteren akustischen

Sensoreinheit 20, 30 eine Sensorinformation zu erzeugen, welche eine

Eigenschaft des empfangenen akustischen Signals beschreibt, und die

Sensorinformation über die Kommunikationsschnittstelle 12 auszusenden. Durch das erfindungsgemäße Sensorsystem wird es somit ermöglicht, dass lediglich ein Startsignal benötigt wird und durch eine der akustischen Sensoreinheiten 10, 20, 30 ein zugehöriger Messzyklus ausgeführt und koordiniert wird. Dabei werden bevorzugt Koordinaten berücksichtigt, welche eine Anordnung der einzelnen akustischen Sensoreinheiten 10, 20, 30 definieren.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden durch die akustische Sensoreinheit 10 gezielt Informationen von anderen akustischen Sensoreinheiten 20, 30 bezogen, um eine Objektidentifizierung zu ermöglichen. So können beispielsweise in weiteren Messzyklen gezielt weitere akustische Sensoreinheiten 20, 30 oder gezielt andere akustische Sensoreinheiten dazu angesteuert werden, Sensorinformationen bereitzustellen. Die Objektinformation kann somit auch basierend auf mehreren Messzyklen erzeugt werden. Es kann somit auch eine Objektidentifizierung erfolgen, welche durch die akustische Sensoreinheit 10 gesteuert wird. Somit wird bevorzugt von der zentralen

Kontrolleinheit 60 lediglich eine Anfrage zur Objektidentifizierung durch das Startsignal an die akustische Sensoreinheit 10 gesendet und von der akustischen Sensoreinheit 10 wird als Objektinformation das erkannte Objekt, beispielsweise basierend auf einer Objekttypisierung oder Objektkoordinaten bereitgestellt. Dies schließt jedoch nicht aus, dass von der zentralen Kontrolleinheit 60 eine weitere Verarbeitung der Objektinformation basierend auf anderen Sensorinformationen erfolgt, welche beispielsweise über ein anderes Sensorsystem, beispielsweise eine Umfeldkamera, bereitgestellt werden. Optional sind solche weiteren

Sensorsysteme ebenfalls über den Netzwerkknoten 40 mit der zentralen

Kontrolleinheit 60 gekoppelt.

Typischerweise ist somit bevorzugt die akustische Sensoreinheit 10, welche das akustische Signal 100 aussendet, verantwortlich für eine Objekterfassung. Die akustische Sensoreinheit 10 ist basierend auf den Anordnungsinformationen dazu in der Lage, zu erkennen, welche der weiteren akustischen Sensoreinheiten 20, 30 Sensorinformationen bereitstellen kann, welche für ein Abtasten eines Objektes 110 benötigt werden. Entsprechend werden diese Sensorinformationen von den weiteren akustischen Sensoreinheiten 20, 30 abgefragt und von den weiteren akustischen Sensoreinheiten 20, 30 empfangene Echos werden der

akustischen Sensoreinheit 10 bereitgestellt. Sobald alle Informationen der akustischen Sensoreinheit 10 und der weiteren akustischen Sensoreinheiten 20, 30 in die zu erzeugende Objektinformation eingeflossen sind, wird die

Objektinformation bereitgestellt.

In alternativen Ausführungsformen sind die akustischen Sensoreinheiten 10, 20, 30 über ein Bussystem miteinander verbunden. In diesem Fall wird der

Netzwerkknoten 40 nicht weiter benötigt. Es wird somit ein besonders einfacher Aufbau des Sensorsystems ermöglicht.

Nebst obenstehender Offenbarung wird explizit auf die Offenbarung der Figuren 1 bis 5 verwiesen.