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DE102020008033B4 - Method for transmitting an ultrasonic burst with a distance-dependent number of instantaneous ultrasonic frequencies - Google Patents

Method for transmitting an ultrasonic burst with a distance-dependent number of instantaneous ultrasonic frequencies

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DE102020008033B4
DE102020008033B4 DE102020008033.2A DE102020008033A DE102020008033B4 DE 102020008033 B4 DE102020008033 B4 DE 102020008033B4 DE 102020008033 A DE102020008033 A DE 102020008033A DE 102020008033 B4 DE102020008033 B4 DE 102020008033B4
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ultrasonic
frequency
burst
instantaneous
ultrasonic transducer
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Jennifer Dutiné
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Original Assignee
Elmos Semiconductor SE
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Publication date
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Abstract

Verfahren zur Aussendung eines Ultraschallbursts für die Verwendung in Ultraschallsensorsystemen in Fahrzeugen umfassend die Schritte
- Schritt 1: Aussenden eines Ultraschallbursts mit einer Ultraschallburstdauer (bd), die eine maximale Ultraschallburstdauer (bd) nicht überschreitet, durch ein Ultraschallsensorsystem (USS);
- Schritt 2: Empfangen eines durch ein Objekt (O) reflektierten Ultraschallbursts;
- Schritt 3: Bestimmen des Abstands (D) zwischen dem Ultraschallsensorsystem (USS) und dem Objekt (O) in Abhängigkeit von dem empfangenen reflektierten Ultraschallburst;
- Schritt 4: Wiederholen der Schritte 1 bis 4, wobei die Ultraschallburstdauer (bd) von dem ermittelten Abstand (D, s1, s2) abhängt, gekennzeichnet dadurch,
- dass die Anzahl der Ultraschallburstmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) und der zugehörigen Anzahl der Frequenzverläufe (SF1, SF2, SF3) dieser Ultraschallburstmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB) vom Abstand (D) abhängt.
Method for transmitting an ultrasonic burst for use in ultrasonic sensor systems in vehicles, comprising the steps
- Step 1: Emission of an ultrasonic burst with an ultrasonic burst duration (bd) not exceeding a maximum ultrasonic burst duration (bd) by an ultrasonic sensor system (USS);
- Step 2: Receiving an ultrasonic burst reflected by an object (O);
- Step 3: Determining the distance (D) between the ultrasonic sensor system (USS) and the object (O) as a function of the received reflected ultrasonic burst;
- Step 4: Repeating steps 1 to 4, wherein the ultrasonic burst duration (bd) depends on the determined distance (D, s1, s2), characterized in that
- that the number of ultrasonic burst instantaneous frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) and the associated number of frequency curves (SF1, SF2, SF3) of these ultrasonic burst instantaneous frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) within an ultrasonic burst (UB) depends on the distance (D).

Description

Feld der ErfindungField of invention

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Aussendung eines Ultraschallbursts für die Verwendung in Ultraschallsensorsystemen in Fahrzeugen.The invention relates to a method for emitting an ultrasonic burst for use in ultrasonic sensor systems in vehicles.

Allgemeine EinleitungGeneral introduction

Im Rahmen des autonomen Fahrens werden immer bessere Messvorrichtungen zur Aufklärung des Fahrzeugumfelds erforderlich. Hierbei sind der Bandbreite der Ultraschallsignale, die ausgesendet und empfangen werden können, deutliche Grenzen gesetzt, da die verwendeten Ultraschalltransducer eine starke Resonanz großer Güte und damit einer geringen Bandbreite aufweisen.Autonomous driving requires increasingly sophisticated measurement devices to assess the vehicle's surroundings. The bandwidth of the ultrasonic signals that can be transmitted and received is significantly limited, as the ultrasonic transducers used exhibit a strong resonance with high Q and thus a narrow bandwidth.

Eine Optimierung des Verlaufs der Modulationsfrequenz innerhalb eines Chirp-Signals ist daher erforderlich.An optimization of the modulation frequency curve within a chirp signal is therefore necessary.

In diesem Zusammenhang weisen wir hier auf die WO 2010 / 063 510 A1 hin. Die WO 2010 / 063 510 A1 beschreibt eine Erfassungsvorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen eines Umfelds eines Fahrzeugs. Die WO 2010 / 063 510 A1 nutzt dabei solche Signale, die insbesondere im Zusammenhang mit der Verwendung von Ultraschall in Fahrzeugen von Interesse ist.In this context, we would like to point out the WO 2010 / 063 510 A1 The WO 2010 / 063 510 A1 describes a detection device and a method for detecting the surroundings of a vehicle. WO 2010 / 063 510 A1 uses such signals, which are particularly interesting in connection with the use of ultrasound in vehicles.

Aus der EP 1 231 481A2 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Ultraschall-Multisensorarrays bekannt, das das Bandbreitenproblem nicht anspricht.From the EP 1 231 481A2 A method for operating an ultrasonic multi-sensor array is known that does not address the bandwidth problem.

Aus der US 7 693 007 B2 ist ein Ultraschallsensor mit einem separaten Ultraschallsender und Ultraschallempfänger bekannt.From the US 7 693 007 B2 An ultrasonic sensor with a separate ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver is known.

Aus der WO 2010 / 063 510 A1 ist ein Erfassungsvorrichtung, insbesondere für eine Erfassung eines Umfeldes eines Fahrzeugs bekannt. Die WO 2010 / 063 510 A1 spricht das das Bandbreitenproblem nicht an.From the WO 2010 / 063 510 A1 A detection device is known, in particular for detecting the surroundings of a vehicle. WO 2010 / 063 510 A1 This does not address the bandwidth issue.

Aus der DE 10 2008 002 232 A1 ist ein Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Entfernung und/oder Geschwindigkeit eines Objektes relativ zu einem Fahrzeug bekannt. Die DE 10 2008 002 232 A1 spricht das das Bandbreitenproblem nicht an.From the DE 10 2008 002 232 A1 A method and device for determining the distance and/or speed of an object relative to a vehicle is known. DE 10 2008 002 232 A1 This does not address the bandwidth issue.

Aus der DE 101 45 292 A1 ist ein Verfahren zur Abstandsmessung mittels Ultraschalls bekannt. Die DE 101 45 292 A1 spricht das das Bandbreitenproblem nicht an.From the DE 101 45 292 A1 A method for measuring distance using ultrasound is known. DE 101 45 292 A1 This does not address the bandwidth issue.

Aus der JP S58-50 484 A ist ein Führungsvorrichtung zum Rückwärtsfahren eines Kraftfahrzeugs mittels Ultraschalls bekannt. Die JP S58-50 484 A spricht das das Bandbreitenproblem nicht an.From the JP S58-50 484 A A guidance device for reversing a motor vehicle using ultrasound is known. JP S58-50 484 A This does not address the bandwidth issue.

Keine der vorgestellten Schriften löst das Bandbreitenproblem oder trägt zu einer solchen Lösung bei.None of the presented writings solves the bandwidth problem or contributes to such a solution.

AufgabeTask

Dem Vorschlag liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die die obigen Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist und weitere Vorteile aufweist.The proposal is therefore based on the task of creating a solution which does not have the above-mentioned disadvantages of the prior art and has further advantages.

Diese Aufgabe wird durch einen Vorschlag gemäß den Ansprüchen gelöst. Genauer wird deren Lösung wird durch den Vorschlag gemäß den Ansprüchen unterstützt. Weitere Verfeinerungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This problem is solved by a proposal according to the claims. More precisely, its solution is supported by the proposal according to the claims. Further refinements are the subject of the subclaims.

Lösung der AufgabeSolution to the task

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aussendung eines Ultraschallbursts für die Verwendung in Ultraschallsensorsystemen in Fahrzeugen. Das Verfahren umfasst die Schritte:

  1. 1. Schritt 1: Aussenden eines Ultraschallbursts mit einer Ultraschallburstdauer (bd), die eine maximale Ultraschallburstdauer (bd) nicht überschreitet, durch ein Ultraschallsensorsystem (USS);
  2. 2. Schritt 2: Empfangen eines durch ein Objekt (O) reflektierten Ultraschallbursts;
  3. 3. Schritt 3: Bestimmen des Abstands (D) zwischen dem Ultraschallsensorsystem (USS) und dem Objekt (O) in Abhängigkeit von dem empfangenen reflektierten Ultraschallburst;
  4. 4. Schritt 4: Wiederholen der Schritte 1 bis 4, wobei die Ultraschallburstdauer (bd) von dem ermittelten Abstand (D, s1, s2) abhängt.
The invention relates to a method for transmitting an ultrasonic burst for use in ultrasonic sensor systems in vehicles. The method comprises the following steps:
  1. 1. Step 1: Emission of an ultrasonic burst with an ultrasonic burst duration (bd) not exceeding a maximum ultrasonic burst duration (bd) by an ultrasonic sensor system (USS);
  2. 2. Step 2: Receiving an ultrasonic burst reflected by an object (O);
  3. 3. Step 3: Determining the distance (D) between the ultrasonic sensor system (USS) and the object (O) depending on the received reflected ultrasonic burst;
  4. 4. Step 4: Repeat steps 1 to 4, whereby the ultrasonic burst duration (bd) depends on the determined distance (D, s1, s2).

Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Anzahl der Ultraschallburstmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) und der zugehörigen Anzahl der Frequenzverläufe (SF1, SF2, SF3) dieser Ultraschallburstmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB) vom Abstand (D) abhängt.The method is characterized in that the number of ultrasonic burst instantaneous frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) and the associated number of frequency curves (SF1, SF2, SF3) of these ultrasonic burst instantaneous frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) within an ultrasonic burst (UB) depends on the distance (D).

Eine Methode zur Anpassung der Ultraschallsignale, genauer der Ultraschallbursts (UB) an das zu untersuchende Objekt im Umfeld eines Fahrzeugs ist die Anpassung der Sendeamplitude und der Sendefrequenz bei Detektion eines Objektes in Abhängigkeit von Objekteigenschaften, wie beispielsweise Abstand und/oder Reflektivität. Hierzu wird die Empfangsamplitude durch eine Ultraschallmessvorrichtung, dem Ultraschallsensorsystem (USS), mittels entsprechender Ultraschallempfänger und/oder Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) erfasst und mit einem Soll-Empfangsamplitudenverlauf verglichen. Ist die Empfangsamplitude zu einem Zeitpunkt zu hoch, werden die Ultraschall-Transducer einzeln oder gemeinsam gedämpft. Die Dämpfung von einem oder mehreren Ultraschall-Transducern erfolgt dabei ggf. bevorzugt durch das Zuschalten von Dämpfungselementen, beispielsweise durch das Parallelschalten von Widerständen zu den Ultraschall-Transducern (US1, US2, US3). Ist die Amplitude zu niedrig, wird der betreffende Ultraschall-Transducer mit mehr Schwingungsenergie versorgt.One method for adapting the ultrasonic signals, more precisely the ultrasonic bursts (UB) to the object to be examined in the environment of a vehicle is the adaptation of the transmission amplitude and the transmission frequency when detecting an object depending on the object properties, as in for example, distance and/or reflectivity. For this purpose, the received amplitude is recorded by an ultrasonic measuring device, the ultrasonic sensor system (USS), using appropriate ultrasonic receivers and/or ultrasonic transducers (US1, US2, US3) and compared with a target received amplitude curve. If the received amplitude is too high at a particular time, the ultrasonic transducers are dampened individually or jointly. The dampening of one or more ultrasonic transducers is preferably achieved by connecting damping elements, for example, by connecting resistors in parallel to the ultrasonic transducers (US1, US2, US3). If the amplitude is too low, the relevant ultrasonic transducer is supplied with more vibration energy.

Eine weitere Methode ist die Regelung der Ultraschallburstamplitude (A), mit der der Ultraschall-Transducer (US1, US2, IS3) sendet. Hierbei wird versucht, die Empfangsamplitude der Echos beim Empfang durch den Ultraschalltransducer (US1, US2, US3) am Ort des betreffenden Ultraschall-Transducers bzw. am Ort des Ultraschallsensorsystems (USS), das mehrere Ultraschall-Transducer (USS) umfasst, konstant zu halten. Eine zentrale Idee dieser Offenlegung ist die Anpassung von Ultraschallbursteigenschaften an das zuvor erkannte Umfeld. Hierbei ist es letztlich irrelevant, ob die Erkennung mittels Ultraschalls oder anderer Methoden wie beispielsweise Radar und/oder Lidar und/oder mittels Bildauswertung von Kamerabildern erfolgte. Eine solche Anpassung einer Ultraschallbursteigenschaft für auszusendende Ultraschallbursts kann beispielsweise eine Anhebung und/oder Absenkung der Ultraschallburstamplitude bei der Aussendung des Ultraschallbursts in Abhängigkeit vom Abstand eines zu untersuchenden oder zu detektierenden Objekts sein. In analoger Weise kann auch die Ultraschallburstmomentanfrequenz bei der Aussendung des Ultraschallbursts in Abhängigkeit vom Abstand des Objekts erhöht oder erniedrigt werden. Besonders bevorzugt ist ein im Wesentlichen hyperbolischer Verlauf der Ultraschallburstmomentanfrequenz in Abhängigkeit von der Zeit innerhalb eines Ultraschallbursts zur besseren Dopplerrobustheit.Another method is the control of the ultrasonic burst amplitude (A) with which the ultrasonic transducer (US1, US2, IS3) transmits. This involves attempting to keep the received amplitude of the echoes constant when received by the ultrasonic transducer (US1, US2, US3) at the location of the respective ultrasonic transducer or at the location of the ultrasonic sensor system (USS), which comprises multiple ultrasonic transducers (USS). A central idea of this disclosure is the adaptation of ultrasonic burst properties to the previously detected environment. It is ultimately irrelevant whether detection was carried out using ultrasound or other methods such as radar and/or lidar and/or image analysis of camera images. Such an adaptation of an ultrasonic burst property for transmitted ultrasonic bursts can, for example, be an increase and/or decrease in the ultrasonic burst amplitude when transmitting the ultrasonic burst depending on the distance of an object to be examined or detected. In a similar manner, the instantaneous frequency of the ultrasonic burst can also be increased or decreased during the transmission of the ultrasonic burst depending on the distance of the object. A substantially hyperbolic curve of the instantaneous frequency of the ultrasonic burst as a function of time within an ultrasonic burst is particularly preferred for improved Doppler robustness.

Für die Detektion eines kleinen Objekts, beispielsweise in der Größe einer Motte sind bei 15 m Abstand typischerweise ein Schalldruck von 130 dB bei 10 ms Ultraschallburstdauer und einem 110ms zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ultraschallbursts sinnvoll. Wichtig sind hoher Schalldruck, tiefe Frequenz, lange Pulsdauer und niedrige Pulswiederholfrequenz.For the detection of a small object, for example, the size of a moth, a sound pressure of 130 dB with a 10 ms ultrasonic burst duration and a 110 ms time interval between two consecutive ultrasonic bursts is typically appropriate at a distance of 15 m. High sound pressure, low frequency, long pulse duration, and low pulse repetition rate are important.

Bei der Annäherung an ein als wichtig identifiziertes Objekt im Fahrzeugumfeld ergeben sich die Aufgaben

  • • exakte 3D-Lokalisierung
  • • Strukturerfassung (Objektklassifizierung, Größe, sensitive Objektkomponenten (z.B. bestimmte zu schützende Körperteile eines Menschen))
  • • Kompensation des Dopplereffekts
When approaching an object in the vehicle environment that has been identified as important, the tasks
  • • exact 3D localization
  • • Structure detection (object classification, size, sensitive object components (e.g. certain body parts of a person to be protected))
  • • Compensation of the Doppler effect

Ultraschallbursts in dieser Phase:

  • • Kurz mit hoher Wiederholrate (80 bis 90 Ultraschallbursts /Sekunde bei Annäherung),
  • • bis zu 200 Ultraschallbursts /Sekunde in der Nähe des Objekts,
  • • Breitbandige Aussendung und Empfang der Ultraschallbursts, um mehr spektrale Information zu erhalten,
  • • Lineare oder hyperbolisch abwärts weisende Frequenzmodulation der Ultraschallbursts,
  • • Reduktion der Ultraschallburstamplitude in der Nähe des Objekts, was Übersteuerungen verhindert.
Ultrasound bursts in this phase:
  • • Short with high repetition rate (80 to 90 ultrasonic bursts / second when approaching),
  • • up to 200 ultrasonic bursts per second near the object,
  • • Broadband transmission and reception of ultrasonic bursts to obtain more spectral information,
  • • Linear or hyperbolic downward frequency modulation of the ultrasonic bursts,
  • • Reduction of the ultrasonic burst amplitude near the object, which prevents overloading.

In der Annäherungsphase an das Objekt oder an eine Gruppe von Objekten werden die Ultraschallbursts in ihrer Folge und Ausformung bevorzugt kontinuierlich während der Annäherung verändert: Bei größerer Entfernung sind die Ultraschallbursts bevorzugt laut mit einer großen Ultraschallburstamplitude und mit einer relative tief-frequenten Ultraschallmomentanfrequenz versehen und vorzugsweise schmalbandig. Es werden vorzugsweise frequenzmodulierte sogenannte Chirps mit höherer Startfrequenz und leiserer, also kleinerer Ultraschallburstamplitude in der Nähe des Objekts oder der Objekte verwendet. Für eine gute Verarbeitung ist eine sehr schnelle Signalverarbeitung für hohe Pulswiederholfrequenzen sinnvoll.During the approach phase to the object or a group of objects, the sequence and shape of the ultrasonic bursts are preferably continuously varied during the approach: At greater distances, the ultrasonic bursts are preferably loud, with a large ultrasonic burst amplitude and a relatively low-frequency instantaneous ultrasonic frequency, and preferably narrowband. Frequency-modulated chirps with a higher starting frequency and a quieter, i.e., smaller, ultrasonic burst amplitude are preferably used near the object or objects. For good processing, very fast signal processing for high pulse repetition frequencies is advisable.

Eine 3D-Lokalisierungsmöglichkeit für Objekte ergibt sich ggf. mittels mehrerer Ultraschall-Transducer, die geeignet zueinander platziert werden. Sind die Ultraschalltransducer sehr breitbanding, so können beispielsweise 2 Sensoren in „Ohrabstand“ nebeneinander platziert werden. In dieser Schrift wird eine Vergrößerung der Breitbandigkeit durch Kopplung mehrerer Ultraschall-Transducer zu einem Ultraschallsensorsystem vorgeschlagen. Eine Richtungsbestimmung kann dabei insbesondere über Laufzeitunterschiede erfolgen. Die Auswertung solcher Laufzeitunterschiede kann mittels eines neuronalen Netzes erfolgen. Eine Auswertung des Zusammenhangs zwischen Höhe des reflektierenden Objekts und Frequenzinhalt des Echos kann ebenfalls über ein neuronales Netz erfolgen. Ein Vorschlag, der im Folgenden weiter ausgearbeitet wird, umfasst zwei Ultraschall-Transducer, die dicht nebeneinander platziert werden. Einer dieser zwei Ultraschall-Transducer sollte mit einer tiefen Resonanzfrequenz versehen sein und der andere der beiden Ultraschall-Transducer sollte mit einer hohen Resonanzfrequenz versehen sein, die in unterschiedlichen Entfernungsbereichen zum Objekt zur Aussendung der Ultraschall-Bursts aktiviert werden.A 3D localization option for objects may be achieved using multiple ultrasound transducers that are appropriately positioned relative to one another. If the ultrasound transducers are very broadband, two sensors can be placed next to each other at "ear's distance." This paper proposes increasing the broadband capability by coupling multiple ultrasound transducers to form an ultrasound sensor system. Direction can be determined, in particular, using time-of-flight differences. The evaluation of such time-of-flight differences can be performed using a neural network. The relationship between the height of the reflecting object and the frequency content of the echo can also be evaluated using a neural network. The method, which will be further developed below, involves two ultrasonic transducers placed close together. One of these two ultrasonic transducers should be equipped with a low resonant frequency, and the other of the two ultrasonic transducers should be equipped with a high resonant frequency, which are activated at different distances from the object to emit the ultrasonic bursts.

Ein sich auf ein Objekt zubewegendes Fahrzeug muss zwei Dopplerfehler kompensieren:

  1. a. Abstandsfehler: Überschätzung der Entfernung zum Objekt,
  2. b. Genauigkeitsfehler: Das Objekt kann nicht mehr so präzise lokalisiert werden (Aufweitung der CCF-Kurve)
A vehicle moving towards an object must compensate for two Doppler errors:
  1. a. Distance error: overestimation of the distance to the object,
  2. b. Accuracy error: The object can no longer be located as precisely (widening of the CCF curve)

Hierfür ist eine Kompensation notwendig:

  1. 1. Beide Fehler werden verringert, wenn bei gleichbleibender Ultraschallburstdauer die Bandbreite erhöht wird, oder bei gleichbleibender Bandbreite, die Ultraschallburstdauer reduziert wird.
  2. 2. Da das Fahrzeug sich in der Regel auf das interessierende Objekt zubewegt führt dies zu einer Unterschätzung des Abstands auf Basis von Laufzeitbestimmungen. Dies kann die Überschätzung durch den Dopplereffekt bei einer bestimmten Distanz zum Objekt kompensieren. Der Ultraschallburst wird daher vorschlagsgemäß laufend entsprechend angepasst, damit der kompensierte Abstand dem realen Abstand entspricht. Bevorzugt wird hierfür ein neuronales Netz verwendet. Dieses neuronale Netz regelt bevorzugt auf Basis eines oder mehrerer empfangener Ultraschalsignale oder auf Basis von aus den empfangenen Ultraschallsignalen abgeleiteten Signalen einen oder mehrere Ultraschallburstparameter eines oder mehrerer zeitlich nachfolgender Ultraschallbursts.
  3. 3. Eine vollständige Kompensation des Genauigkeitsfehlers erfolgt nur bei einer streng hyperbolischen Frequenzmodulation der Ultraschallburstmomentanfrequenz während des Ultraschallbursts in Abhängigkeit von der Zeit (t).
Grundsätzlich ist also eine kurze Ultraschallburstdauer bei hoher Bandbreite erstrebenswert, um ein Maximum an Informationen zu erhalten. Durch Training eines neuronalen Netzes für die Anpassung der Ultraschallbursteigenschaften der in Zukunft zu sendenden Ultraschallbursts kann dieses neuronale Netz für die Bestimmung und Einstellung dieser Ultraschallbursteigenschaften vor der Aussendung eines Ultraschallbursts genutzt werden. Ziel ist dabei die optimale Ultraschallburstanpassung für variablen kompensierenden Abstand.Compensation is necessary for this:
  1. 1. Both errors are reduced if the bandwidth is increased while maintaining the same ultrasonic burst duration, or if the ultrasonic burst duration is reduced while maintaining the same bandwidth.
  2. 2. Since the vehicle is typically moving toward the object of interest, this leads to an underestimation of the distance based on time-of-flight determinations. This can compensate for the overestimation due to the Doppler effect at a certain distance from the object. Therefore, the proposed approach proposes continuously adjusting the ultrasonic burst so that the compensated distance corresponds to the actual distance. A neural network is preferably used for this purpose. This neural network preferably controls one or more ultrasonic burst parameters of one or more subsequent ultrasonic bursts based on one or more received ultrasonic signals or on signals derived from the received ultrasonic signals.
  3. 3. A complete compensation of the accuracy error occurs only with a strictly hyperbolic frequency modulation of the ultrasonic burst instantaneous frequency during the ultrasonic burst as a function of time (t).
In principle, a short ultrasonic burst duration with a high bandwidth is desirable to obtain maximum information. By training a neural network to adapt the ultrasonic burst characteristics of future ultrasonic bursts, this neural network can be used to determine and adjust these ultrasonic burst characteristics before an ultrasonic burst is transmitted. The goal is optimal ultrasonic burst adaptation for variable compensating distances.

Für eine Strukturerfassung und/oder Objektklassifizierung ist es sinnvoll, die Feinstruktur der Echos der Ultraschallbursts auszuwerten. Hierbei wird ausgenutzt, dass jeder Teil eines Objekts, beispielsweise eines Fußgängers den Ultraschallburst zu leicht unterschiedlichen Zeitpunkten reflektiert. Aus der sich ergebenden zeitlichen Feinstruktur des Echos kann dann ein „Tiefenprofil“ des Objekts erstellt werden. Gleichzeitig ergeben sich zusätzlich auch spektrale Unterschiede, wegen des unterschiedlichen Reflektions-/Absorptionsverhaltens verschiedener Materialien der verschiedenen Oberflächen des Objekts.For structural detection and/or object classification, it is useful to evaluate the fine structure of the echoes of the ultrasonic bursts. This takes advantage of the fact that each part of an object, such as a pedestrian, reflects the ultrasonic burst at slightly different times. The resulting temporal fine structure of the echo can then be used to create a "depth profile" of the object. At the same time, spectral differences also arise due to the different reflection/absorption behavior of different materials on the object's various surfaces.

Wie bei der 3D-Lokalisierung werden auch hierfür Unterschiede zwischen den Empfangssignalen an mehreren Ultraschallsensorsystemen mit mehreren Ultraschall-Transducern ausgewertet. Bevorzugt fügen die Umgebung des Ultraschallsensorsystems, beispielsweise die Art der Montierung oder die Struktur der Flächen in der Umgebung des Ultraschallsensorsystems und andere Komponenten eine weitere Frequenzfilterung hinzu, auf dessen Entfernung das neuronale Netz, das zur Auswertung benutzt wird, trainiert werden muss.As with 3D localization, differences between the received signals from multiple ultrasonic sensor systems with multiple ultrasonic transducers are evaluated. The environment of the ultrasonic sensor system, such as the type of mounting or the structure of the surfaces surrounding the ultrasonic sensor system, and other components, typically add further frequency filtering, for which the neural network used for evaluation must be trained.

Eine weitere Methode betrifft ein Verfahren zur Aussendung eines Ultraschallsignals mittels eines Ultraschallsensorsystems (USS). Das Ultraschallsignal weist einen Ultraschallburst (UB) auf, wobei der Ultraschallburst mindestens zwei, typischerweise aber erheblich mehr Ultraschallpulse (P0 bis P7) aufweist. Jeder der mindestens zwei Ultraschallpulse (P0 bis P7) weist dabei einen zeitlichen Ultraschallpulsbeginn und ein zeitliches Ultraschallpulsende auf. Hierbei kann beispielsweise der Schnittpunkt des burstartig schwankenden Schalldrucks während des Ultraschallbursts mit der 50% Schallduck-Amplitude bezogen auf den maximal während eines Ultraschalpulses auftretenden Schalldrucks für die Bestimmung des Ultraschallpulsbeginns und des Ultraschallpulsendes herangezogen werden. Die Ultraschallperiode (T1 bis T7) eines einzelnen Ultraschallpulses (P0 bis P7) ist im Sinne dieser Schrift die Zeit von dem zeitlichen Ultraschallpulsende des zeitlich unmittelbar vorausgehenden Ultraschallpulses zu dem zeitlichen Ultraschallpulsende des betreffenden Ultraschallpulses. Diese Definitionen werden so gewählt, um eine Ultraschallmomentanfrequenz (fm) in der Zeit des Ultraschallpulses ermitteln zu können. Im weitesten Sinne handelt es sich bei einem Ultraschallpuls im Sinne dieser Schrift also um ein Wavelet, dessen Streckungsfaktor während der Dauer des Ultraschallpulses variiert werden kann. Insofern ist daher im Sinne dieser Schrift jede Art von zeitlich begrenztem Wavelet mit einer zeitlich begrenzten Wavelet-Dauer durch den Begriff Ultraschallpuls umfasst. Die Wavelet-Dauer entspricht dabei der Ultraschallpulsdauer (dh) der Ultraschallperiode (T1 bis T7). Die jeweilige Ultraschallmomentanfrequenz (fm1 bis fm7) ist dabei der Kehrwert der jeweiligen Ultraschallperiode (T1 bis T7) des jeweiligen Ultraschallpulses (P0 bis P7). Die Veränderungsgeschwindigkeit (vf) der Ultraschallmomentanfrequenz (fm) ist somit die erste Ableitung der Ultraschallmomentanfrequenz (fm) nach der Zeit (t). Der Ultraschallburst (UB) beginnt zu einem Ultraschallburstbeginn (UBS), der gleich dem Ultraschallpulsbeginn des ersten Pulses (P0) des Ultraschallbursts (UB) ist. Der Ultraschallburst (UB) endet zu einem Ultraschallburstende (UBE), der gleich dem Ultraschallpulsende des letzten Pulses (P7) des Ultraschallbursts (UB) ist. Der Ultraschallburst (UB) weist eine Burstdauer (BD) auf, die der Wert der zeitlichen Differenz zwischen dem Ultraschallburstbeginn (UBS) und dem Ultraschallburstende (UBE) ist. In dieser Offenlegung wird nun vorgeschlagen, dass der Ultraschallburst (UB) zeitlich in eine erste Burstphase (t1a) und eine zweite Burstphase (t1b) durch einen ersten Halbfrequenzzeitpunkt (t1/50%) geteilt werden kann. Dabei ist der erste Halbfrequenzzeitpunkt (t1/50%) der Zeitpunkt innerhalb der Aussendezeit eines Ultraschallbursts (UB), zu dem die Ultraschallmomentanfrequenz (fm) der ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) oder der ersten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u) entspricht. Bei der ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) beträgt die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) die Hälfte des ersten Amplitudenmaximums (Amax1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) bei seiner ersten Resonanzfrequenz (f1). Die erste obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) liegt betragsmäßig oberhalb der ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1). Bei der ersten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u) beträgt die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) ebenfalls die Hälfte des ersten Amplitudenmaximums (Amax1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) bei seiner ersten Resonanzfrequenz (f1). Die erste untere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) liegt betragsmäßig unterhalb der ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1).Another method relates to a method for transmitting an ultrasonic signal using an ultrasonic sensor system (USS). The ultrasonic signal has an ultrasonic burst (UB), wherein the ultrasonic burst has at least two, but typically considerably more, ultrasonic pulses (P 0 to P 7 ). Each of the at least two ultrasonic pulses (P 0 to P 7 ) has a temporal ultrasonic pulse start and a temporal ultrasonic pulse end. In this case, for example, the intersection point of the burst-like fluctuating sound pressure during the ultrasonic burst with the 50% sound pressure amplitude based on the maximum sound pressure occurring during an ultrasonic pulse can be used to determine the ultrasonic pulse start and the ultrasonic pulse end. The ultrasonic period (T 1 to T 7 ) of an individual ultrasonic pulse (P 0 to P 7 ) in the sense of this document is the time from the temporal ultrasonic pulse end of the immediately preceding ultrasonic pulse to the temporal ultrasonic pulse end of the respective ultrasonic pulse. These definitions are chosen in order to be able to determine an instantaneous ultrasonic frequency (f m ) in the time of the ultrasonic pulse. In the broadest sense, an ultrasonic pulse within the meaning of this document is a wavelet whose stretching factor can be varied during the duration of the ultrasonic pulse. In this respect, any type of time-limited wavelet with a time-limited wavelet duration is therefore encompassed by the term ultrasonic pulse within the meaning of this document. The wavelet duration corresponds to the ultrasonic pulse duration (dh) of the ultrasonic period (T 1 to T 7 ). The respective ultrasonic The instantaneous sound frequency (f m1 to f m7 ) is the inverse of the respective ultrasonic period (T 1 to T 7 ) of the respective ultrasonic pulse (P 0 to P 7 ). The rate of change (v f ) of the instantaneous ultrasonic frequency (f m ) is thus the first derivative of the instantaneous ultrasonic frequency (f m ) with respect to time (t). The ultrasonic burst (UB) begins at an ultrasonic burst start (UBS) that is the same as the ultrasonic pulse start of the first pulse (P 0 ) of the ultrasonic burst (UB). The ultrasonic burst (UB) ends at an ultrasonic burst end (UBE) that is the same as the ultrasonic pulse end of the last pulse (P 7 ) of the ultrasonic burst (UB). The ultrasonic burst (UB) has a burst duration (BD) that is the value of the time difference between the ultrasonic burst start (UBS) and the ultrasonic burst end (UBE). In this disclosure, it is now proposed that the ultrasonic burst (UB) can be divided in time into a first burst phase (t 1a ) and a second burst phase (t 1b ) by a first half-frequency time point (t 1/50% ). The first half-frequency time point (t 1/50% ) is the time within the transmission time of an ultrasonic burst (UB) at which the instantaneous ultrasonic frequency (f m ) corresponds to the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) or the first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ). At the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ), the amplitude (A) of the sound radiation from the first ultrasonic transducer (US1) is half the first amplitude maximum (A max1 ) of the sound radiation from the first ultrasonic transducer (US1) at its first resonance frequency (f 1 ). The first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) of the first ultrasonic transducer (US1) is above the first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1). At the first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ), the amplitude (A) of the sound radiation from the first ultrasonic transducer (US1) is also half the first amplitude maximum (A max1 ) of the sound radiation from the first ultrasonic transducer (US1) at its first resonance frequency (f 1 ). The first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ) of the first ultrasonic transducer (US1) is below the first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1).

Diese Methode ist dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der mittleren Veränderungsgeschwindigkeit (vf) der Ultraschallmomentanfrequenz (fm) in der ersten Burstphase (t1a) von dem Betrag der mittleren Veränderungsgeschwindigkeit (vf) der Ultraschallmomentanfrequenz (fm) in der zweiten Burstphase (t1b) bevorzugt um mehr als 10% und/oder besser um mehr als 20% und/oder besser um mehr als 50% und/oder besser um mehr als 100% abweicht.This method is characterized in that the amount of the average rate of change (v f ) of the instantaneous ultrasonic frequency (f m ) in the first burst phase (t 1a ) differs from the amount of the average rate of change (v f ) of the instantaneous ultrasonic frequency (f m ) in the second burst phase (t 1b ) preferably by more than 10% and/or better by more than 20% and/or better by more than 50% and/or better by more than 100%.

Bevorzugt weist die erste Burstphase (t1a) eine zeitliche Länge auf, die von der zeitlichen Länge der zweiten Burstphase (t1b) um mehr als 10% und/oder um mehr als 20% um mehr als 50% um mehr als 100% abweicht.Preferably, the first burst phase (t 1a ) has a temporal length that differs from the temporal length of the second burst phase (t 1b ) by more than 10% and/or by more than 20% by more than 50% by more than 100%.

Ebenso bevorzugt ist die zeitliche Länge der ersten Burstphase (t1a) um mehr als 10% und/oder um mehr als 20% um mehr als 50% um mehr als 75% kürzer als die zeitliche Länge der zweiten Burstphase (t1b).Likewise preferably, the time length of the first burst phase (t 1a ) is more than 10% and/or more than 20%, more than 50%, more than 75% shorter than the time length of the second burst phase (t 1b ).

Dieses Verfahren kann vorschlagsgemäß bei mehreren Ultraschallmomentanfrequenzen (fm1, fm2) gleichzeitig ausgeführt werden, was zusätzliche Informationen über die ggf. im Umfeld des Fahrzeuges befindlichen Objekte liefert. Es handelt sich dann um ein Verfahren zur Aussendung eines Ultraschallsignals, wobei das Ultraschallsignal einen Ultraschallgesamtburst (UB) aufweist und wobei der Ultraschallgesamtburst (UB) einen ersten Ultraschallteilburst umfasst und wobei der Ultraschallgesamtburst (UB) einen zweiten Ultraschallteilburst umfasst. Jeder Ultraschallteilburst der Ultraschallteilbursts weist mindestens zwei, typischerweise wesentlich mehr Ultraschallpulse (P0 bis P7) auf. Jeder der mindestens zwei Ultraschallpulse (P0 bis P7) eines Ultraschallteilbursts weist wieder einen zeitlichen Ultraschallpulsbeginn und ein zeitliches Ultraschallpulsende auf. Die Ultraschallperiode (T1 bis T7) eines einzelnen Ultraschallpulses (P0 bis P7) eines Ultraschallteilbursts, im Folgenden der betreffende Ultraschallpuls genannt, ist wieder die Zeit von dem zeitlichen Ultraschallpulsende des zeitlich dem betreffenden Ultraschallpuls unmittelbar vorausgehenden Ultraschallpulses zu dem zeitlichen Ultraschallpulsende des betreffenden Ultraschallpulses. Die erste Ultraschallmomentanfrequenz (f1m) des ersten Ultraschallteilbursts ist der Kehrwert der momentanen Ultraschallperiode (T1m) des ersten Ultraschallteilbursts. Die zweite Ultraschallmomentanfrequenz (f2m) des zweiten Ultraschallteilbursts ist der Kehrwert der momentanen Ultraschallperiode (T2m) des zweiten Ultraschallteilbursts. Der erste Ultraschallteilburst beginnt zu einem ersten Startzeitpunkt (t1s), der gleich dem Ultraschallpulsbeginn des ersten Ultraschallpulses (P0) des ersten Ultraschallteilbursts ist. Der erste Ultraschallteilburst endet zu einem ersten Endzeitpunkt (t1e), der gleich dem Ultraschallpulsende des letzten Ultraschallpulses (P7) des ersten Ultraschallteilbursts ist. Der erste Ultraschallteilburst weist eine erste Ultraschallteilburstdauer (t1e-t1s) auf, die der Wert der zeitlichen Differenz zwischen dem ersten Endzeitpunkt (t1e) minus dem ersten Startzeitpunkt (t1s) ist. Der zweite Ultraschallteilburst beginnt zu einem zweiten Startzeitpunkt (t2s), der gleich dem Ultraschallpulsbeginn des ersten Ultraschallpulses (P0) des zweiten Ultraschallteilbursts ist. Der zweite Ultraschallteilburst endet zu einem zweiten Endzeitpunkt (t2e), der gleich dem Ultraschallpulsende des letzten Ultraschallpulses (P7) des zweiten Ultraschallteilbursts ist. Der zweite Ultraschallteilburst weist eine zweite Ultraschallteilburstdauer (t2e-t2s) auf, die der Wert der zeitlichen Differenz zwischen dem zweiten Endzeitpunkt (t2e) minus dem zweiten Startzeitpunkt (t2s) ist. Diese Verfahrensvariante zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Ultraschallmomentanfrequenz (f1m) von der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (f2m) zu zumindest einem Zeitpunkt zwischen dem ersten Startzeitpunkt (t1s) und dem ersten Endzeitpunkt (t1e) und gleichzeitig zwischen dem zweiten Startzeitpunkt (t2s) und dem zweiten Endzeitpunkt (t2e) verschieden ist. Es werden also immer zwei Ultraschallmomentanfrequenzen (fm1, fm2) durch das Ultraschallsensorsystem (USS) ausgesendet.According to the proposal, this method can be carried out at several instantaneous ultrasonic frequencies (f m1 , f m2 ) simultaneously, which provides additional information about objects that may be located in the vicinity of the vehicle. This then involves a method for emitting an ultrasonic signal, wherein the ultrasonic signal has an overall ultrasonic burst (UB) and wherein the overall ultrasonic burst (UB) comprises a first ultrasonic partial burst and wherein the overall ultrasonic burst (UB) comprises a second ultrasonic partial burst. Each ultrasonic partial burst of the ultrasonic partial bursts has at least two, typically considerably more, ultrasonic pulses (P 0 to P 7 ). Each of the at least two ultrasonic pulses (P 0 to P 7 ) of an ultrasonic partial burst again has a temporal ultrasonic pulse start and a temporal ultrasonic pulse end. The ultrasonic period (T 1 to T 7 ) of an individual ultrasonic pulse (P 0 to P 7 ) of an ultrasonic subburst, hereinafter referred to as the respective ultrasonic pulse, is again the time from the temporal ultrasonic pulse end of the ultrasonic pulse immediately preceding the respective ultrasonic pulse to the temporal ultrasonic pulse end of the respective ultrasonic pulse. The first instantaneous ultrasonic frequency (f 1m ) of the first ultrasonic subburst is the reciprocal of the instantaneous ultrasonic period (T 1m ) of the first ultrasonic subburst. The second instantaneous ultrasonic frequency (f 2m ) of the second ultrasonic subburst is the reciprocal of the instantaneous ultrasonic period (T 2m ) of the second ultrasonic subburst. The first ultrasonic subburst begins at a first start time (t 1s ), which is the same as the ultrasonic pulse start of the first ultrasonic pulse (P 0 ) of the first ultrasonic subburst. The first ultrasonic subburst ends at a first end time (t 1e ), which is equal to the end of the ultrasonic pulse of the last ultrasonic pulse (P7) of the first ultrasonic subburst. The first ultrasonic subburst has a first ultrasonic subburst duration (t 1e -t 1s ), which is the value of the time difference between the first end time (t 1e ) minus the first start time (t 1s ). The second ultrasonic subburst begins at a second start time (t 2s ), which is equal to the start of the ultrasonic pulse of the first ultrasonic pulse (P 0 ) of the second ultrasonic subburst. The second ultrasonic subburst ends at a second end time (t 2e ), which is equal to the ultrasonic pulse end of the last ultrasonic pulse (P7) of the second ultrasonic subburst. The second ultrasonic subburst has a second ultrasonic subburst duration (t 2e -t 2s ), which is the value of the time difference between the second end time (t 2e ) minus the second start time (t 2s ). This method variant is characterized in that the first instantaneous ultrasonic frequency (f 1m ) is different from the second instantaneous ultrasonic frequency (f 2m ) at least at one point in time between the first start time (t 1s ) and the first end time (t 1e ) and simultaneously between the second start time (t 2s ) and the second end time (t 2e ). Thus, two instantaneous ultrasonic frequencies (fm1, fm2) are always emitted by the ultrasonic sensor system (USS).

Eine erste Verfahrensvariante sieht vor, dass der zweite Startzeitpunkt (t2s) zeitlich zwischen dem ersten Startzeitpunkt (t1s) und dem ersten Endzeitpunkt (t1e) liegt und/oder dass der zweite Startzeitpunkt (t2s) gleich dem ersten Startzeitpunkt (t1s) ist.A first method variant provides that the second start time (t 2s ) lies between the first start time (t 1s ) and the first end time (t 1e ) and/or that the second start time (t 2s ) is equal to the first start time (t 1s ).

In einer anderen Variante liegt der zweite Endzeitpunkt (t2e) zeitlich zwischen dem ersten Startzeitpunkt (t1s) und dem ersten Endzeitpunkt (t1e) und/oder der zweite Endzeitpunkt (t2e) ist gleich dem ersten Endzeitpunkt (t1e).In another variant, the second end time (t 2e ) is between the first start time (t 1s ) and the first end time (t 1e ) and/or the second end time (t 2e ) is equal to the first end time (t 1e ).

In einigen Anwendungsfällen kann es sinnvoll sein, dass die erste Ultraschallmomentanfrequenz (f1m) zum ersten Endzeitpunkt (f1e) gleich der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (f2m) zum zweiten Endzeitpunkt (f2e) ist.In some applications it may be useful for the first instantaneous ultrasonic frequency (f 1m ) at the first end time (f 1e ) to be equal to the second instantaneous ultrasonic frequency (f 2m ) at the second end time (f 2e ).

In anderen Anwendungsfällen kann es sinnvoll sein, wenn die erste Ultraschallmomentanfrequenz (f1m) zum ersten Startzeitpunkt (f1s) gleich der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (f2m) zum zweiten Startzeitpunkt (f2s) ist.In other applications, it may be useful if the first instantaneous ultrasonic frequency (f 1m ) at the first start time (f 1s ) is equal to the second instantaneous ultrasonic frequency (f 2m ) at the second start time (f 2s ).

In wiederum anderen Anwendungsfällen kann es sinnvoll sein, wenn die erste Ultraschallmomentanfrequenz (f1m) zum ersten Startzeitpunkt (f1s) verschieden von der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (f2m) zum zweiten Startzeitpunkt (f2s) ist.In other applications, it may be useful if the first instantaneous ultrasonic frequency (f 1m ) at the first start time (f 1s ) is different from the second instantaneous ultrasonic frequency (f 2m ) at the second start time (f 2s ).

Und in wiederum anderen Anwendungsfällen kann es sinnvoll sein, wenn die erste Ultraschallmomentanfrequenz (f1m) zum ersten Endzeitpunkt (f1e) verschieden von der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (f2m) zum zweiten Endzeitpunkt (f2e) ist.And in yet other applications it may be useful if the first instantaneous ultrasonic frequency (f 1m ) at the first end time (f 1e ) is different from the second instantaneous ultrasonic frequency (f 2m ) at the second end time (f 2e ).

Ein aus den vorstehenden Verfahren weiterentwickeltes Verfahren zur Aussendung eines Ultraschallsignals umfasst die Schritte

  1. a. des Erzeugens des ersten Ultraschallteilbursts mit einem ersten Ultraschall-Transducer (UBS1) und/oder
  2. b. des Erzeugens des zweiten Ultraschallteilbursts mit einem zweiten Ultraschall-Transducer (UBS2), der vom ersten Ultraschall-Transducer (UBS1) verschieden ist.
A method for transmitting an ultrasonic signal developed from the above methods comprises the steps
  1. a. generating the first ultrasonic subburst with a first ultrasonic transducer (UBS1) and/or
  2. b. generating the second ultrasonic subburst with a second ultrasonic transducer (UBS2) which is different from the first ultrasonic transducer (UBS1).

Bevorzugt weisen der erste Ultraschall-Transducer (US1) eine erste Resonanzfrequenz (f1) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) eine zweite Resonanzfrequenz (f2) auf, wobei die erste Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) von der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) verschieden ist. Dadurch können zusätzliche Informationen zur Objektklassifizierung der Objekte (O) verwendet werden.Preferably, the first ultrasonic transducer (US1) has a first resonance frequency (f 1 ) and the second ultrasonic transducer (US2) has a second resonance frequency (f 2 ), wherein the first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) is different from the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2). This allows additional information to be used for object classification of the objects (O).

Dabei weist bevorzugt der erste Ultraschall-Transducer (US1) eine erste Bandbreite (Δf1) mit einer ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) und einer ersten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u) auf. Der zweite Ultraschall-Transducer (US1) weist bevorzugt eine zweite Bandbreite (Δf2) mit einer zweiten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2o) und einer zweiten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2m) auf. Die erste Bandbreite (Δf1) und die zweite Bandbreite (Δf2) überlappen sich im Frequenzbereich. Dies hat den Vorteil, dass ein Frequenz-Sweep über einen größeren Frequenzbereich durchgeführt werden kann. Es ist also bevorzugt so, dass

  1. a. die Differenz des Betrags der ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) minus des Betrags der zweiten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2m) bevorzugt größer ist als die Differenz des Betrags der ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) minus des Betrags der der ersten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u) und /oder
  2. b. die Differenz des Betrags der ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) minus des Betrags der der zweiten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2m) bevorzugt größer ist als die Differenz des Betrags der zweiten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2o) minus des Betrags der der zweiten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2m) oder
  3. c. die Differenz des Betrags der zweiten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2o) minus des Betrags der der ersten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u) bevorzugt größer ist als die Differenz des Betrags der ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) minus des Betrags der der ersten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u) und /oder
  4. d. die Differenz des Betrags der zweiten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2o) minus des Betrags der der ersten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u) bevorzugt größer ist als die Differenz des Betrags der ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) minus des Betrags der der ersten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u).
The first ultrasonic transducer (US1) preferably has a first bandwidth (Δf 1 ) with a first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) and a first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ). The second ultrasonic transducer (US1) preferably has a second bandwidth (Δf 2 ) with a second upper half-maximum amplitude frequency (f 2o ) and a second lower half-maximum amplitude frequency (f 2m ). The first bandwidth (Δf 1 ) and the second bandwidth (Δf 2 ) overlap in the frequency range. This has the advantage that a frequency sweep can be carried out over a larger frequency range. It is therefore preferred that
  1. a. the difference between the magnitude of the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) minus the magnitude of the second lower half-maximum amplitude frequency (f 2m ) is preferably greater than the difference between the magnitude of the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) minus the magnitude of the first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ) and/or
  2. b. the difference between the magnitude of the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) minus the magnitude of the second lower half-maximum amplitude frequency (f 2m ) is preferably greater than the difference between the magnitude of the second upper half-maximum amplitude frequency (f 2o ) minus the magnitude of the second lower half-maximum amplitude frequency (f 2m ) or
  3. c. the difference between the magnitude of the second upper half-maximum amplitude frequency (f 2o ) minus the magnitude of the first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ) is preferably greater than the difference between the magnitude of the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) minus the magnitude of the first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ) and/or
  4. d. the difference between the magnitude of the second upper half-maximum amplitude frequency (f 2o ) minus the magnitude of the first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ) is preferably greater is the difference between the magnitude of the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) minus the magnitude of the first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ).

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die winkelabhängige erste Energiedichte der ersten Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) von der winkelabhängigen zweiten Energiedichte der zweiten Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) verschieden ist und/oder die winkelabhängige erste Schallamplitude der ersten Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) von der winkelabhängigen zweiten Schallamplitude der zweiten Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) verschieden ist. Hierdurch kann, wie in den Figuren erläutert wird, aus dem Reflexionssignal eine Information über den Winkelbereich und über den Abstand eines Objekts (O1, O2) gewonnen werden.Furthermore, it is advantageous if the angle-dependent first energy density of the first sound emission of the first ultrasonic transducer (US1) differs from the angle-dependent second energy density of the second sound emission of the second ultrasonic transducer (US2) and/or the angle-dependent first sound amplitude of the first sound emission of the first ultrasonic transducer (US1) differs from the angle-dependent second sound amplitude of the second sound emission of the second ultrasonic transducer (US2). As explained in the figures, this allows information about the angular range and the distance of an object (O1, O2) to be obtained from the reflection signal.

Neben den bisher beschriebenen Verfahren zum Senden von Ultraschallbursts, gibt es dazu noch analoge Verfahren zum Empfang der Ultraschallbursts.In addition to the methods for transmitting ultrasonic bursts described so far, there are also analogous methods for receiving the ultrasonic bursts.

Das Ultraschallsignal, das nun empfangen wird und das typischerweise zuvor an einem Objekt reflektiert wurde, wurde zuvor bevorzugt mit Hilfe eines der zuvor beschriebenen Verfahren erzeugt. Auf die komplexe Struktur der Ultraschallsignale wird in den Figurenbeschreibungen genauer eingegangen. Daher wird hier empfohlen die Figuren mit den Frequenzverläufen kurz kursorisch zu überfliegen, um zu verstehen, welche Art von Ultraschallbursts empfangen werden sollen. Ein erster Ultraschall-Transducer (US1) und ein zweiter Ultraschall-Transducer (US2) sollen hierzu Teil eines gemeinsamen Ultraschallsensorsystems (USS) sein. Das Ultraschallsensorsystem (USS) soll eine Ultraschallsystemachse (USA) aufweisen. Das Verfahren zum Empfang der komplexen Ultraschallbursts umfasst die Schritte

  1. a. des Empfangs des reflektierten Ultraschallsignals mit einem ersten Ultraschall-Transducer (US1) als erstes Ultraschallempfangssignal, wobei der erste Ultraschall-Transducer eine erste Resonanzfrequenz (f1) aufweist, und
  2. b. des Empfangs des reflektierten Ultraschallsignals mit einem zweiten Ultraschall-Transducer (US2) als zweites Ultraschallempfangssignal, wobei der zweite Ultraschall-Transducer (US2) eine zweite Resonanzfrequenz (f2) aufweist, und
  3. c. des Verarbeitens des ersten Ultraschallempfangssignals und des zweiten Ultraschallempfangssignals und
  4. d. des Schließens auf Abstände von Objekten (O1, O2), die das Ultraschallsignal reflektiert haben, zu dem gemeinsamen Ultraschallsystem (USS) und
  5. e. des Schließens auf einen Winkel zwischen der Sichtlinie von dem gemeinsamen Ultraschallsystem (USS) zu Objekten (O1, O2), die das Ultraschallsignal reflektiert haben, einerseits und der Ultraschallsystemachse (USA) des gemeinsamen Ultraschallsystems (USS) andererseits oder Schließen auf einen Winkelbereich in dem sich die Objekte (O1, O2) jeweils befinden.
The ultrasonic signal that is now received, which was typically previously reflected by an object, was preferably generated using one of the previously described methods. The complex structure of the ultrasonic signals is discussed in more detail in the figure descriptions. Therefore, it is recommended to briefly glance over the figures with the frequency curves in order to understand which type of ultrasonic bursts are to be received. A first ultrasonic transducer (US1) and a second ultrasonic transducer (US2) are to be part of a common ultrasonic sensor system (USS). The ultrasonic sensor system (USS) is to have an ultrasonic system axis (USA). The method for receiving the complex ultrasonic bursts comprises the steps
  1. a. receiving the reflected ultrasonic signal with a first ultrasonic transducer (US1) as the first ultrasonic reception signal, wherein the first ultrasonic transducer has a first resonance frequency (f1), and
  2. b. receiving the reflected ultrasonic signal with a second ultrasonic transducer (US2) as a second ultrasonic reception signal, wherein the second ultrasonic transducer (US2) has a second resonance frequency (f2), and
  3. c. processing the first ultrasonic reception signal and the second ultrasonic reception signal and
  4. d. inferring distances from objects (O1, O2) that have reflected the ultrasonic signal to the common ultrasonic system (USS) and
  5. e. inferring an angle between the line of sight from the common ultrasound system (USS) to objects (O1, O2) that have reflected the ultrasound signal, on the one hand, and the ultrasound system axis (USA) of the common ultrasound system (USS) on the other hand, or inferring an angular range in which the objects (O1, O2) are respectively located.

Aus dem bisher Geschriebenen ergibt sich ein Verfahren zur Ermittlung einer Objektposition, das Durchführen eines Verfahrens unter Zuhilfenahme der unterschiedlichen Schallkegel der unterschiedlichen Ultraschall-Transducer (US1-US2, US3) mit Hilfe eines ersten gemeinsamen Ultraschallsystems (USS1) zur Ermittlung eines ersten Abstands (s1) und eines ersten Winkels oder ersten Winkelbereiches und der analogen Durchführen dieses Verfahrens mit Hilfe eines vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise baugleichen, zweiten gemeinsamen Ultraschallsystems (USS2), das von dem ersten gemeinsamen Ultraschallsystem (USS1) verschieden - also nicht identisch zu diesem - und beabstandet ist, zur Ermittlung eines zweiten Abstands (s2) und eines zweiten Winkels oder eines zweiten Abstands- und zweiten Winkelbereiches. Gemäß diesem Verfahren folgt dann die Ermittlung einer Raumkoordinate oder eines Raumbereiches in dem sich ein Objekt (O) befindet, das das Ultraschallsignal reflektiert hat auf Basis des ersten Abstands (s1) und des zweiten Abstands (s2), sowie des ermittelten ersten Winkelbereichs und des ermittelten zweiten Winkelbereichs. Die Informationen, die dem ersten Winkelbereich und dem ersten Abstand (s1) entsprechen, entsprechen einem ersten Raumbereich in etwa der Form eines ersten Torus im ersten Abstand vom ersten Ultraschallsensorsystem (USS1). Die Informationen, die dem zweiten Winkelbereich und dem zweiten Abstand (s1) entsprechen, entsprechen einem zweiten Raumbereich in etwa der Form eines zweiten Torus im zweiten Abstand vom zweiten Ultraschallsensorsystem (USS2). Die Schnittmenge der Raumpunkte, die sich sowohl innerhalb des ersten Raumbereiches und des zweiten Raumbereiches befinden ergeben einen verkleinerten weiteren Raumbereich, in dem sich das betreffende Objekt befinden sollte.From what has been described so far, a method for determining an object position results, the implementation of a method with the aid of the different sound cones of the different ultrasound transducers (US1-US2, US3) with the aid of a first common ultrasound system (USS1) to determine a first distance (s1) and a first angle or first angular range, and the analogous implementation of this method with the aid of a preferably, but not necessarily identical, second common ultrasound system (USS2), which is different from the first common ultrasound system (USS1) - i.e. not identical to it - and spaced apart, to determine a second distance (s2) and a second angle or a second distance and second angular range. According to this method, a spatial coordinate or a spatial region in which an object (O) is located that has reflected the ultrasound signal is then determined based on the first distance (s1) and the second distance (s2), as well as the determined first angular range and the determined second angular range. The information corresponding to the first angular range and the first distance (s1) corresponds to a first spatial region approximately in the shape of a first torus at the first distance from the first ultrasonic sensor system (USS1). The information corresponding to the second angular range and the second distance (s1) corresponds to a second spatial region approximately in the shape of a second torus at the second distance from the second ultrasonic sensor system (USS2). The intersection of the spatial points located within both the first spatial region and the second spatial region results in a reduced, further spatial region in which the object in question should be located.

Des Weiteren wird hier ein weiteres Verfahren zur Aussendung eines Ultraschallbursts für die Verwendung in Ultraschallsensorsystemen in Fahrzeugen offengelegt, das die folgenden Schritte umfasst:

  • - Schritt 1: Aussenden eines Ultraschallbursts mit einer Ultraschallburstdauer (bd), die eine maximale Ultraschallburstdauer (bd) nicht überschreitet, durch ein Ultraschallsensorsystem (USS);
  • - Schritt 2: Empfangen eines durch ein Objekt (O) reflektierten Ultraschallbursts;
  • - Schritt 3: Bestimmen des Abstands (D) zwischen dem Ultraschallsensorsystem (USS) und dem Objekt (O) in Abhängigkeit von dem empfangenen reflektierten Ultraschallburst;
  • - Schritt 4: Wiederholen der Schritte 1 bis 4, wobei die Ultraschallburstdauer (bd) von dem ermittelten Abstand (D, s1, s2) abhängt.
Furthermore, another method for transmitting an ultrasonic burst for use in ultrasonic sensor systems in vehicles is disclosed, comprising the following steps:
  • - Step 1: Emission of an ultrasonic burst with an ultrasonic burst duration (bd) not exceeding a maximum ultrasonic burst duration (bd) by an ultrasonic sensor system (USS);
  • - Step 2: Receiving an ultrasonic burst reflected by an object (O);
  • - Step 3: Determining the distance (D) between the ultrasonic sensor system (USS) and the object (O) as a function of the received reflected ultrasonic burst;
  • - Step 4: Repeat steps 1 to 4, whereby the ultrasonic burst duration (bd) depends on the determined distance (D, s1, s2).

Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Ultraschallburstlänge der Ultraschallburstdauer (bd) mit der vierten Wurzel des ermittelten Abstands (D) entsprechend der Formel bd = bd 1 * D 1 / 4 + bd 0  mit bd 0  und bd 1  als Konstanten zeitlich verlängert wird, also betragsmäßig angehoben wird. Dies hat den Vorteil, dass die Gesamtenergie, die bei einer Reflektion zu dem aussendenden Ultraschall-Transducer zurückgelangt Rückschlüsse auf das Objekt zulässt, da diese Energiemenge nicht mehr von der Entfernung, sondern nur noch von Größe und Reflektivität des Objekts abhängt. Es reicht aus, wenn solche, in der Burst-Länge (bd) korrigierten Ultraschallpulse von Zeit zu Zeit ausgesendet werden. Sind beispielsweise mehrere Objekte in unterschiedlichen Abständen lokalisiert worden, so ist es möglicherweise sinnvoll, je erkanntem Objekt einen auf den Abstand dieses Objekts optimierten Ultraschall-Burst (UB) auszusenden.It has been shown that it is advantageous if the ultrasonic burst length of the ultrasonic burst duration (bd) is multiplied by the fourth root of the determined distance (D) according to the formula bd = bd 1 * D 1 / 4 + bd 0  mit bd 0  und bd 1  als Konstanten is extended in time, i.e. its magnitude is increased. This has the advantage that the total energy that returns to the emitting ultrasound transducer upon reflection allows conclusions to be drawn about the object, since this amount of energy no longer depends on the distance, but only on the size and reflectivity of the object. It is sufficient if such ultrasound pulses, corrected for the burst length (bd), are emitted from time to time. For example, if several objects have been located at different distances, it may be useful to emit an ultrasound burst (UB) for each detected object, optimized for the distance of this object.

Es ergibt sich dann ein Verfahren zur Aussendung eines Ultraschallbursts für die Verwendung in Ultraschallsensorsystemen in Fahrzeugen mit den Schritten:

  • - Schritt 1: Aussenden eines Ultraschallbursts mit einer Ultraschallbursteigenschaft durch ein Ultraschallsensorsystem (USS);
  • - Schritt 2: Empfangen eines durch ein Objekt (O) reflektierten Ultraschallbursts;
  • - Schritt 3: Bestimmen und Bewerten einer Eigenschaft des Objekts (O) in Abhängigkeit von dem empfangenen reflektierten Ultraschallburst und/oder ggf. mehreren empfangenen reflektierten Ultraschallbursts;
  • - Schritt 4: Wiederholen der Schritte 1 bis 4, wobei zumindest eine Ultraschallbursteigenschaft eines nachfolgend ausgesendeten Ultraschallbursts von der Bewertung der ermittelten Eigenschaft abhängt.
This then results in a method for emitting an ultrasonic burst for use in ultrasonic sensor systems in vehicles, comprising the steps:
  • - Step 1: Emitting an ultrasonic burst having an ultrasonic burst characteristic by an ultrasonic sensor system (USS);
  • - Step 2: Receiving an ultrasonic burst reflected by an object (O);
  • - Step 3: Determining and evaluating a property of the object (O) as a function of the received reflected ultrasonic burst and/or possibly several received reflected ultrasonic bursts;
  • - Step 4: Repeating steps 1 to 4, wherein at least one ultrasonic burst property of a subsequently emitted ultrasonic burst depends on the evaluation of the determined property.

Es ist dabei wesentlich, dass einer der nachfolgend ausgesendeten Ultraschallbursts nicht unmittelbar auf den vorausgehenden Ultraschallburst folgen muss. Vielmehr ist es denkbar zwischen diesen beiden Ultraschallbursts weitere Ultraschallbursts zu versenden, die andere Messaufgaben haben. Solche Folgen von Ultraschallbursts können gemischt werden. Somit kann die Ultraschallbursteigenschaft eines auszusendenden Ultraschallbursts zum einen von einem oder mehreren Objekten im Umfeld des Ultraschallsensorsystems (USS) oder dem Umfeld des Ultraschallsensorsystems (USS) abhängen. Damit kann die Ultraschallbursteigenschaft eines auszusendenden Ultraschallbursts zum einen von einem oder mehreren Objekten im Umfeld eines Fahrzeugs abhängen oder dem Umfeld des Fahrzeugs abhängen, wenn ein solches Ultraschallsensorsystem (USS) in dem Fahrzeug verbaut ist. Im Folgenden werden mehrere Ultraschallbursteigenschaften beschrieben, die auch die Eigenschaften mehrerer Ultraschallbursts betreffen kann.It is important that one of the subsequently transmitted ultrasonic bursts does not have to follow immediately on the previous ultrasonic burst. Rather, it is conceivable to transmit further ultrasonic bursts with different measuring tasks between these two ultrasonic bursts. Such sequences of ultrasonic bursts can be mixed. Thus, the ultrasonic burst property of an ultrasonic burst to be transmitted can depend on one or more objects in the vicinity of the ultrasonic sensor system (USS) or the environment of the ultrasonic sensor system (USS). Thus, the ultrasonic burst property of an ultrasonic burst to be transmitted can depend on one or more objects in the vicinity of a vehicle or the environment of the vehicle if such an ultrasonic sensor system (USS) is installed in the vehicle. Several ultrasonic burst properties are described below, which can also affect the properties of several ultrasonic bursts.

Es kann sich dann beispielsweis ein Verfahren zur Aussendung eines Ultraschallbursts für die Verwendung in Ultraschallsensorsystemen in Fahrzeugen ergeben, dass folgende Schritte umfasst:

  • - Schritt 1: Aussenden eines ersten Ultraschallbursts mit einer Ultraschallbursteigenschaft mit einem ersten Ultraschallbursteigenschaftswert durch ein Ultraschallsensorsystem (USS);
  • - Schritt 2: Empfangen eines durch ein erstes Objekt (O) reflektierten ersten Ultraschallbursts;
  • - Schritt 3: Bestimmen und Bewerten einer ersten Eigenschaft des ersten Objekts (O1) in Abhängigkeit von dem empfangenen reflektierten ersten Ultraschallburst und/oder ggf. mehreren empfangenen reflektierten ersten Ultraschallbursts;
  • - Schritt 4: Aussenden eines zweiten Ultraschallbursts mit der Ultraschallbursteigenschaft mit einem zweiten Ultraschallbursteigenschaftswert durch das Ultraschallsensorsystem (USS);
  • - Schritt 5: Empfangen eines durch ein zweites Objekt (O) reflektierten zweiten Ultraschallbursts;
  • - Schritt 6: Bestimmen und Bewerten einer zweiten Eigenschaft des zweiten Objekts (O2) in Abhängigkeit von dem empfangenen reflektierten zweiten Ultraschallburst und/oder ggf. mehreren empfangenen reflektierten zweiten Ultraschallbursts;
  • - Schritt 7: Wiederholen der Schritte 1 bis 6,
    • ▪ wobei zumindest die erste Ultraschallbursteigenschaft eines nachfolgend ausgesendeten ersten Ultraschallbursts von der Bewertung der ermittelten ersten Eigenschaft abhängt und
    • • wobei zumindest die zweite Ultraschallbursteigenschaft eines nachfolgend ausgesendeten zweiten Ultraschallbursts von der Bewertung der ermittelten zweiten Eigenschaft abhängt.
This may then result, for example, in a method for emitting an ultrasonic burst for use in ultrasonic sensor systems in vehicles, which comprises the following steps:
  • - Step 1: Emitting a first ultrasonic burst having an ultrasonic burst characteristic with a first ultrasonic burst characteristic value by an ultrasonic sensor system (USS);
  • - Step 2: Receiving a first ultrasonic burst reflected by a first object (O);
  • - Step 3: Determining and evaluating a first property of the first object (O1) as a function of the received reflected first ultrasonic burst and/or possibly a plurality of received reflected first ultrasonic bursts;
  • - Step 4: Emission of a second ultrasonic burst with the ultrasonic burst property with a second ultrasonic burst property value by the ultrasonic sensor system (USS);
  • - Step 5: Receiving a second ultrasonic burst reflected by a second object (O);
  • - Step 6: Determining and evaluating a second property of the second object (O2) as a function of the received reflected second ultrasonic burst and/or possibly a plurality of received reflected second ultrasonic bursts;
  • - Step 7: Repeat steps 1 to 6,
    • ▪ wherein at least the first ultrasonic burst property of a subsequently emitted first ultrasonic burst depends on the evaluation of the determined first property and
    • • wherein at least the second ultrasonic burst property of a subsequently emitted second ultrasonic burst depends on the evaluation of the determined second property.

Wichtig ist dabei, dass auch hier weitere Ultraschallbursts für andere Zwecke eingeschoben werden können. Auch können erste Ultraschallbursts häufiger oder weniger häufig im Vergleich zu den zweiten Ultraschallbursts ausgesendet werden.It's important to note that additional ultrasonic bursts can also be inserted for other purposes. The first ultrasonic bursts can also be emitted more or less frequently than the second ultrasonic bursts.

So, wie die Ultraschall-Burst-Dauer (bd) objektabhängig optimiert werden kann, kann auch die Ultraschallburstamplitude objektabhängig optimiert werden. So kann es sinnvoll sein, wen die Amplitude (A) von zumindest drei in unmittelbarer oder nicht unmittelbarer zeitlicher Folge ausgesendeter Ultraschallbursts im Wesentlichen proportional zu (D+D0)1/k, mit 2≤k≤5 bzw. bevorzugt k=2 oder k=4, vom ermittelten Abstand (A) abhängt, wobei D0 eine Konstante ist, die Null sein kann. Hierbei können zwischen diesen Ultraschallbursts (UB) weitere Ultraschallbursts (UB) zur Vermessung anderer Objekte und Umfeldeigenschaften ausgesendet werden.Just as the ultrasonic burst duration (bd) can be optimized depending on the object, the ultrasonic burst amplitude can also be optimized depending on the object. It can be useful if the amplitude (A) of at least three ultrasonic bursts emitted in immediate or non-immediate temporal succession is essentially proportional to (D+D 0 ) 1/k , with 2≤k≤5 or preferably k=2 or k=4, and depends on the determined distance (A), where D 0 is a constant that can be zero. In this case, additional ultrasonic bursts (UB) can be emitted between these ultrasonic bursts (UB) to measure other objects and environmental properties.

Typischerweise werden mehrere Ultraschallbursts (UB) in einem zeitlichen Ultraschallburstabstand ausgesendet, wobei der erste zeitliche Ultraschallburstabstand der zeitliche Abstand zwischen dem Ultraschallburststart (UBS) eines ersten Ultraschallbursts und dem Ultraschallburststart (UBS) des unmittelbar diesem ersten Ultraschallburst nachfolgenden zweiten Ultraschalbursts ist und wobei der zweite zeitliche Ultraschallburstabstand zwischen dem Ultraschallburststart (UBS) des zweiten Ultraschallbursts und dem Ultraschallburststart (UBS) des unmittelbar diesem zweiten Ultraschallburst nachfolgenden dritten Ultraschalbursts von dem ermittelten Abstand (D) eines Objekts (O, O, O2) abhängt.Typically, several ultrasonic bursts (UB) are emitted at a temporal ultrasonic burst interval, wherein the first temporal ultrasonic burst interval is the temporal interval between the ultrasonic burst start (UBS) of a first ultrasonic burst and the ultrasonic burst start (UBS) of the second ultrasonic burst immediately following this first ultrasonic burst, and wherein the second temporal ultrasonic burst interval between the ultrasonic burst start (UBS) of the second ultrasonic burst and the ultrasonic burst start (UBS) of the third ultrasonic burst immediately following this second ultrasonic burst depends on the determined distance (D) of an object (O, O, O2).

Eine weitere Variationsmöglichkeit einer Ultraschallbursteigenschaft ist eine Variation des zeitlichen Ultraschallburstabstands der Ultraschallbursts. Der zeitliche Ultraschallburstabstand der Ultraschallbursts kann beispielsweise mit sinkendem räumlichem Abstand (D) zwischen Ultraschallsensorsystem und Objekt (O) zeitlich kürzer werden. Bevorzugt wird dabei der zeitliche Ultraschallburstabstand der Ultraschallbursts bei einer Verkürzung des räumlichen Abstands (D) zwischen Ultraschallsensorsystem und Objekt (O) um eine Länge I zeitlich um eine Zeit 2*I/c mit c als Schallgeschwindigkeit mit einer Toleranz von +/- 25% und/oder besser mit einer Toleranz von +/-10% und/oder besser mit einer Toleranz von +/- 5% kürzer.Another possible variation of an ultrasonic burst property is a variation of the temporal ultrasonic burst spacing of the ultrasonic bursts. The temporal ultrasonic burst spacing of the ultrasonic bursts can, for example, become shorter with decreasing spatial distance (D) between the ultrasonic sensor system and the object (O). Preferably, when the spatial distance (D) between the ultrasonic sensor system and the object (O) is shortened by a length I, the temporal ultrasonic burst spacing of the ultrasonic bursts is shortened by a time 2*I/c, where c is the speed of sound, with a tolerance of +/- 25% and/or better with a tolerance of +/- 10% and/or better with a tolerance of +/- 5%.

Als weitere Variationsmöglichkeit einer Ultraschallbursteigenschaft kann die Anzahl der Ultraschallburstmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) und der zugehörigen Anzahl der Frequenzverläufe (SF1, SF2, SF3) dieser Ultraschallburstmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB) vom Abstand (D) abhängen.As a further variation possibility of an ultrasonic burst property, the number of ultrasonic burst instantaneous frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) and the associated number of frequency curves (SF1, SF2, SF3) of these ultrasonic burst instantaneous frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) within an ultrasonic burst (UB) can depend on the distance (D).

Eine weitere Modifikation einer Ultraschallbursteigenschaft kann sein, dass ein Ultraschallburst zumindest zwei der folgenden Zeitabschnittsarten aufweist:

  • • eine Single-Mode-Zeit (smt1, smt2, smt3, smt1, smt2) und/oder
  • • eine Dual-Mode-Zeit (dmt12, dmt23, dmt1, dmt2) und/oder
  • • eine Tri-Mode-Zeit (tmt, tmt123, tmt112).
A further modification of an ultrasonic burst property may be that an ultrasonic burst has at least two of the following time period types:
  • • a single-mode time (smt 1 , smt 2 , smt 3 , smt1, smt2) and/or
  • • a dual-mode time (dmt 12 , dmt 23 , dmt1, dmt2) and/or
  • • a tri-mode time (t mt , tmt 123 , tmt 112 ).

Auch diese Ultraschallbursteigenschaft kann von Objekten im Umfeld oder dem Umfeld in Teilen oder als Ganzem abhängen. Bevorzugt werden solche Ultraschallsensorsysteme in Fahrzeugen eingesetzt. Es handelt sich dann bevorzugt um ein Ultraschallsensorsystem (USS) für ein Fahrzeug, mit einem ersten Ultraschall-Transducer (US1), mit einem zweiten Ultraschall-Transducer (US2). Natürlich kann das Ultraschallsensorsystem auch mehr als zwei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) aufweisen. In unserem Beispiel weist der der erste Ultraschall-Transducer (US1) eine erste Resonanzfrequenz (f1) auf und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) eine zweite Resonanzfrequenz (f2), wobei die erste Resonanzfrequenz (f1) von der zweiten Resonanzfrequenz (f2) verschieden ist.This ultrasonic burst property can also depend on objects in the surroundings or the environment in part or as a whole. Such ultrasonic sensor systems are preferably used in vehicles. In this case, it is preferably an ultrasonic sensor system (USS) for a vehicle, with a first ultrasonic transducer (US1) and a second ultrasonic transducer (US2). Of course, the ultrasonic sensor system can also have more than two ultrasonic transducers (US1, US2, US3). In our example, the first ultrasonic transducer (US1) has a first resonant frequency (f 1 ) and the second ultrasonic transducer (US2) has a second resonant frequency (f 2 ), wherein the first resonant frequency (f 1 ) is different from the second resonant frequency (f 2 ).

Bevorzugt weist der erste Ultraschalltransducer (US1) eine erste Bandbreite (Δf1) auf und der zweite Ultraschalltransducer (US2) eine zweite Bandbreite (Δf2). Damit ein Chirp über die volle Bandbreite ohne signifikante Amplitudeneinbrüche durchgeführt werden kann, ist es sinnvoll, wenn sich die erste Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und die zweite Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) überlappen.Preferably, the first ultrasonic transducer (US1) has a first bandwidth (Δf 1 ) and the second ultrasonic transducer (US2) has a second bandwidth (Δf 2 ). To ensure that a chirp can be performed across the full bandwidth without significant amplitude drops, it is advantageous for the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) and the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) to overlap.

Bevorzugt wird das Ultraschallsensorsystem (USS) so gestaltet, dass das Ultraschallsensorsystem (USS) einen Ultraschallburst (UB) mit einer von der Zeit (t) abhängigen Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) aussenden kann, die zu zumindest einem Zeitpunkt während der Abstrahlung des Ultraschallbursts (UB) von einem Ultraschall-Transducer der Ultraschall-Transducer (US1, US2) des Ultraschallsensorsystems (USS) nicht abgestrahlt werden kann. Dies beschreibt also eine Bandbreitenvergrößerung gegenüber einem einzelnen Ultraschall-Transducer hinsichtlich der Aussendung.Preferably, the ultrasonic sensor system (USS) is designed such that the ultrasonic sensor system (USS) can emit an ultrasonic burst (UB) with an instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) dependent on time (t), which cannot be emitted by an ultrasonic transducer of the ultrasonic transducers (US1, US2) of the ultrasonic sensor system (USS) at at least one point in time during the emission of the ultrasonic burst (UB). This thus describes an increase in the bandwidth compared to a single ultrasonic transducer with regard to emission.

In Analogie dazu wird bevorzugt das Ultraschallsensorsystem (USS) so gestaltet, dass das Ultraschallsensorsystem (USS) einen Ultraschallburst (UB) mit einer von der Zeit (t) abhängigen Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) empfangen kann, die zu zumindest einem Zeitpunkt während der Abstrahlung des Ultraschallbursts (UB) von einem Ultraschalltransducer der Ultraschalltransducer (US1, US2) des Ultraschallsensorsystems (USS) nicht empfangen werden kann. Dies beschreibt also eine Bandbreitenvergrößerung gegenüber einem einzelnen Ultraschall-Transducer hinsichtlich des Empfangs.In analogy, the ultrasonic sensor system (USS) is preferably designed so that the ultrasonic sensor system (USS) generates an ultrasonic burst (UB) with an instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) dependent on time (t), which cannot be received by an ultrasonic transducer of the ultrasonic transducers (US1, US2) of the ultrasonic sensor system (USS) at least at one point in time during the emission of the ultrasonic burst (UB). This thus describes an increase in bandwidth compared to a single ultrasonic transducer with regard to reception.

Bevorzugt kann das Ultraschallsensorsystem (USS) einen Ultraschallburst (UB) abstrahlen, der mehr als eine Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm1, fm2, fm3) in seinem Spektrum aufweist, wobei jede der Ultraschallburstmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) während eines solchen Ultraschallbursts im Wesentlichen in der Bandbreite (Δf1, Af2, Af3) zumindest eines der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) liegt. Auch dies ist eine Ultraschallbursteigenschaft, die von dem Untersuchungsziel, typischerweise einem Objekt (O, O1, O2) im Umfeld des Ultraschallsensorsystems bzw. des Fahrzeugs abhängen kann. In Umkehrung dessen kann das Ultraschallsensorsystem (USS) dann typischerweise einen Ultraschallburst (UB) empfangen, der mehr als eine Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm1, fm2, fm3) in seinem Spektrum aufweist, wobei jede der Ultraschallburstmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) während eines solchen Ultraschallbursts im Wesentlichen in der Bandbreite (Δf1, Af2, Af3) zumindest eines der Ultraschalltransducer (US1, US2, US3) liegt. Bevorzugt werden die Ausgangssignale der Ultraschall-Transducer dann zu einem Ultraschallempfangssignal zusammengefasst. Dies kann im einfachsten Fall beispielsweise durch Summierung der Ausgangssignale der Ultraschal-Transducer geschehen.Preferably, the ultrasonic sensor system (USS) can emit an ultrasonic burst (UB) having more than one ultrasonic burst instantaneous frequency (f m1 , f m2 , f m3 ) in its spectrum, wherein each of the ultrasonic burst instantaneous frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) during such an ultrasonic burst lies substantially within the bandwidth (Δf 1 , Af 2 , Af 3 ) of at least one of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3). This is also an ultrasonic burst property that can depend on the examination target, typically an object (O, O1, O2) in the environment of the ultrasonic sensor system or the vehicle. Conversely, the ultrasonic sensor system (USS) can then typically receive an ultrasonic burst (UB) which has more than one ultrasonic burst instantaneous frequency (f m1 , f m2 , f m3 ) in its spectrum, wherein each of the ultrasonic burst instantaneous frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) during such an ultrasonic burst lies substantially within the bandwidth (Δf 1 , Af 2 , Af 3 ) of at least one of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3). Preferably, the output signals of the ultrasonic transducers are then combined to form an ultrasonic reception signal. In the simplest case, this can be done, for example, by summing the output signals of the ultrasonic transducers.

Auch ist ein Ultraschallsensorsystem (USS) denkbar, bei dem das Ultraschallsensorsystem (USS) einen Ultraschallburst (UB) empfangen kann, der mehr als eine Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm1, fm2, fm3) in seinem Spektrum zu zumindest einem Zeitpunkt während der Burstdauer (bd) aufweist,
wobei jede der Ultraschallburstmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) während eines solchen Ultraschallbursts im Wesentlichen in der Bandbreite (Δf1, Af2, Af3) zumindest eines der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) liegt und wobei dann zumindest eine dieser Ultraschallburstmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) während eines solchen Ultraschallbursts zu zumindest einem Zeitpunkt nicht in der Bandbreite (Δf1, Af2, Af3) zumindest eines der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) liegt. Es kommt also durch die Verwendung mehrerer Ultraschall-Transducer zu einer Bandbreitenvergrößerung bezüglich des Empfangs.
An ultrasonic sensor system (USS) is also conceivable in which the ultrasonic sensor system (USS) can receive an ultrasonic burst (UB) which has more than one ultrasonic burst instantaneous frequency (f m1 , f m2 , f m3 ) in its spectrum at least at one time during the burst duration (bd),
wherein each of the ultrasonic burst instantaneous frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) during such an ultrasonic burst lies substantially in the bandwidth (Δf 1 , Af 2 , Af 3 ) of at least one of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) and wherein at least one of these ultrasonic burst instantaneous frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) during such an ultrasonic burst is not in the bandwidth (Δf 1 , Af 2 , Af 3 ) of at least one of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) at at least one point in time. The use of multiple ultrasonic transducers therefore results in an increase in the bandwidth with regard to reception.

In einer möglichen Konfiguration werden mehrere Ultraschall-Transducer (US1, US2) eines Ultraschallsensorsystems (USS) mittels eines gemeinsamen Ansteuersignals (AS) angetrieben. Dies hat den Vorteil, dass ein solches Ultraschallsensorsystem (USS) sich für ansteuernde Schaltkreise ggf. im Wesentlichen wie ein einziger Ultraschall-Transducer verhält.In one possible configuration, multiple ultrasonic transducers (US1, US2) of an ultrasonic sensor system (USS) are driven by a common control signal (AS). This has the advantage that such an ultrasonic sensor system (USS) essentially behaves like a single ultrasonic transducer for control circuits.

In ähnlicher Weise kann aus den Ausgangssignalen der Ultraschalltransducer (US1, US2) ein gemeinsames Ultraschallempfangssignal erzeugt werden, dass auch mehrere Teilsignale aufweisen kann.Similarly, a common ultrasonic reception signal can be generated from the output signals of the ultrasonic transducers (US1, US2), which can also have several sub-signals.

Ein solches Ultraschallsensorsystem (USS) kann so gestaltet werden, dass die Schallabstrahlkeule des ersten Ultraschall-Transducers (US1) einen ersten vertikalen Öffnungswinkel (αV) und die Schallabstrahlkeule des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) einen zweiten vertikalen Öffnungswinkel (βV) aufweist bzw. dass die Empfangskeule des ersten Ultraschall-Transducers (US1) einen ersten vertikalen Öffnungswinkel (αV) und die Empfangskeule des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) einen zweiten vertikalen Öffnungswinkel (βV) aufweist . Dabei sollte dann der erste vertikale Öffnungswinkel (αV) vom zweiten vertikalen Öffnungswinkel (βV) verschieden sein, sodass ein reflektiertes Ultraschallsignal verschiedene Frequenzen aufweist, die kodieren, in welchem Winkelbereich um die Achse (USA) des Ultraschallsensorsystems (USS) sich das reflektierende Objekt ggf. befindet.Such an ultrasonic sensor system (USS) can be designed such that the sound radiation lobe of the first ultrasonic transducer (US1) has a first vertical opening angle (α V ) and the sound radiation lobe of the second ultrasonic transducer (US2) has a second vertical opening angle (β V ) or such that the receiving lobe of the first ultrasonic transducer (US1) has a first vertical opening angle (α V ) and the receiving lobe of the second ultrasonic transducer (US2) has a second vertical opening angle (β V ). In this case, the first vertical opening angle (α V ) should be different from the second vertical opening angle (β V ) so that a reflected ultrasonic signal has different frequencies which encode the angular range in which the reflecting object may be located around the axis (USA) of the ultrasonic sensor system (USS).

In analoger Weise weisen die Schallabstrahlkeule des ersten Ultraschall-Transducers (US1) einen ersten horizontalen Öffnungswinkel (αH) auf und die Schallabstrahlkeule des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) einen zweiten vertikalen Öffnungswinkel (βv) auf bzw. die Empfangskeule des ersten Ultraschall-Transducers (US1) einen ersten horizontalen Öffnungswinkel (αH) auf und die Empfangskeule des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) einen zweiten vertikalen Öffnungswinkel (βV) auf. Auch hier ist bevorzugt der erste horizontale Öffnungswinkel (αH) vom zweiten vertikalen Öffnungswinkel (βV) verschieden, was einen analogen Vorteil ergibt.In an analogous manner, the sound radiation lobe of the first ultrasonic transducer (US1) has a first horizontal opening angle (α H ) and the sound radiation lobe of the second ultrasonic transducer (US2) has a second vertical opening angle (β V ), or the reception lobe of the first ultrasonic transducer (US1) has a first horizontal opening angle (α H ) and the reception lobe of the second ultrasonic transducer (US2) has a second vertical opening angle (β V ). Here, too, the first horizontal opening angle (α H ) is preferably different from the second vertical opening angle (β V ), which results in an analogous advantage.

Ganz besonders bevorzugt weist das vorgeschlagene Ultraschallsensorsystem zu dem ersten Ultraschall-Transducer (US1) und dem zweiten Ultraschall-Transducer (US2) noch weitere UltraschallTransducer auf, so dass sich ein Ultraschall-Transducer-Array ergibt, bei dem die Ultraschalltransducer (US1, US2, US3) unterschiedliche Resonanzfrequenzen (f1, f2, f3) aufweisen. Im einfachsten Fall weist das vorgeschlagene Ultraschallsensorsystem zu dem ersten Ultraschall-Transducer (US1) und dem zweiten Ultraschall-Transducer (US2) noch einen dritten Ultraschall-Transducer (US3) auf, wobei der dritte Ultraschalltransducer (US3) eine dritte Resonanzfrequenz (f3) aufweist, die bevorzugt von der zweiten Resonanzfrequenz (f2) und von der ersten Resonanzfrequenz (f1) verschieden ist.Most preferably, the proposed ultrasonic sensor system comprises further ultrasonic transducers in addition to the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2), resulting in an ultrasonic transducer array in which the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) have different resonance frequencies (f 1 , f 2 , f 3 ). In the simplest case, the proposed ultrasonic sensor system comprises further ultrasonic transducers (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) also has a third ultrasonic transducer (US3), wherein the third ultrasonic transducer (US3) has a third resonance frequency (f 3 ), which is preferably different from the second resonance frequency (f 2 ) and from the first resonance frequency (f 1 ).

In diesem Fall mit drei Ultraschall-Transducern (US1, US2, US3) sind die Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) bevorzugt in einem gleichschenkligen Dreieck angeordnet. Die Kantenlängen dieses gleichschenkligen Dreiecks sind bevorzugt kleiner als das Zehnfache des Durchmessers der Schallabstrahlflächen der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) und/oder besser kleiner als das Fünffache des Durchmessers der Schallabstrahlflächen der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) und/oder besser kleiner als das Dreifache des Durchmessers der Schallabstrahlflächen der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) und/oder besser kleiner als das Doppelte des Durchmessers der Schallabstrahlflächen der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3).In this case, with three ultrasonic transducers (US1, US2, US3), the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) are preferably arranged in an isosceles triangle. The edge lengths of this isosceles triangle are preferably less than ten times the diameter of the sound emitting surfaces of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) and/or better still, less than five times the diameter of the sound emitting surfaces of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) and/or better still, less than three times the diameter of the sound emitting surfaces of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) and/or better still, less than twice the diameter of the sound emitting surfaces of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3).

In analoger Weise ergibt sich ein Verfahren zum Empfang eines Ultraschallsignals, wobei das Ultraschallsignal einen Ultraschallgesamtburst (UB), der einen ersten Ultraschallteilburst und einen zweiten Ultraschallteilburst umfasst. Jeder Ultraschallteilburst der Ultraschallteilbursts umfasst auch hier mindestens zwei Ultraschallpulse (P0 bis P7), von denen jeder der mindestens zwei Ultraschallpulse (P0 bis P7) eines Ultraschallteilbursts einen zeitlichen Ultraschallpulsbeginn und ein zeitliches Ultraschallpulsende aufweist. Wie zuvor auch, ist hier die Ultraschallperiode (T1 bis T7) eines einzelnen Ultraschallpulses (P0 bis P7) eines Ultraschallteilbursts, im Folgenden der betreffende Ultraschallpuls genannt, die Zeit von dem zeitlichen Ultraschallpulsende des zeitlich dem betreffenden Ultraschallpuls unmittelbar vorausgehenden Ultraschallpulses zu dem zeitlichen Ultraschallpulsende des betreffenden Ultraschallpulses. Die erste Ultraschallmomentanfrequenz (f1m) des ersten Ultraschallteilbursts ist wieder der Kehrwert der momentanen Ultraschallperiode (T1m) des ersten Ultraschallteilbursts und die zweite Ultraschallmomentanfrequenz (f2m) des zweiten Ultraschallteilbursts ist wieder der Kehrwert der momentanen Ultraschallperiode (T2m) des zweiten Ultraschallteilbursts. Der erste Ultraschallteilburst beginnt zu einem ersten Startzeitpunkt (t1s), der gleich dem Ultraschallpulsbeginn des ersten Ultraschallpulses (P0) des ersten Ultraschallteilbursts ist. Der erste Ultraschallteilburst endet zu einem ersten Endzeitpunkt (t1e), der gleich dem Ultraschallpulsende des letzten Ultraschallpulses (P7) des ersten Ultraschallteilbursts ist. Der erste Ultraschallteilburst besitzt eine erste Ultraschallteilburstdauer (t1e-t1s), die dem Wert der zeitlichen Differenz zwischen dem ersten Endzeitpunkt (t1e) minus dem ersten Startzeitpunkt (t1s) entspricht. Der zweite Ultraschallteilburst beginnt zu einem zweiten Startzeitpunkt (t2s), der gleich dem Ultraschallpulsbeginn des ersten Ultraschallpulses (P0) des zweiten Ultraschallteilbursts ist. Der zweite Ultraschallteilburst endet zu einem zweiten Endzeitpunkt (t2e), der gleich dem Ultraschallpulsende des letzten Ultraschallpulses (P7) des zweiten Ultraschallteilbursts ist. Der zweite Ultraschallteilburst besitzt eine zweite Ultraschallteilburstdauer (bd=t2e-t2s), die dem Wert der zeitlichen Differenz zwischen dem zweiten Endzeitpunkt (t2e) minus dem zweiten Startzeitpunkt (t2s) entspricht. Die erste Ultraschallmomentanfrequenz (f1m) ist dabei bevorzugt von der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (f2m) zu zumindest einem Zeitpunkt zwischen dem ersten Startzeitpunkt (t1s) und dem ersten Endzeitpunkt (t1e) und gleichzeitig zwischen dem zweiten Startzeitpunkt (t2s) und dem zweiten Endzeitpunkt (t2e) verschieden. Das Empfangsverfahren umfasst dann die Schritte:

  • • Empfangen des Ultraschallgesamtbursts (UB), mittels eines Ultraschallsensorsystems (USS) mit zumindest einem ersten Ultraschall-Transducer (US1) und einem zweiten UltraschallTransducer (US2), wobei der erste Ultraschall-Transducer (US1) eine erste Resonanzfrequenz (f1) und eine erste Bandbreite (Δf1) aufweist und wobei der zweite Ultraschall-Transducer (US2) eine zweite Resonanzfrequenz (f2) und eine zweite Bandbreite (Δf2) aufweist und wobei die erste Resonanzfrequenz (f1) von der zweiten Resonanzfrequenz (f2) verschieden ist und wobei die erste Bandbreite (Δf1) die zweite Bandbreite (Δf2) überlappt und wobei der erste Ultraschalltransducer (US1) ein erstes Ultraschallempfangsteilsignal erzeugt und wobei der zweite Ultraschalltransducer (US2) ein zweites Ultraschallempfangsteilsignal erzeugt;
  • • Erzeugen eines Ultraschallempfangssignals aus dem ersten Ultraschallempfangsteilsignal und dem zweiten Ultraschallempfangsteilsignal, wobei das Ultraschallempfangssignal mehrere Teilempfangssignale umfassen kann und wobei ein oder mehrere Teilempfangssignale mit Ultraschallempfangsteilsignalen übereinstimmen können;
  • • Ermitteln von Umfeldinformationen auf Basis des Ultraschallempfangssignals.
In an analogous manner, a method for receiving an ultrasonic signal results, wherein the ultrasonic signal comprises an overall ultrasonic burst (UB) which comprises a first ultrasonic partial burst and a second ultrasonic partial burst. Here, too, each ultrasonic partial burst of the ultrasonic partial bursts comprises at least two ultrasonic pulses (P 0 to P 7 ), of which each of the at least two ultrasonic pulses (P 0 to P 7 ) of an ultrasonic partial burst has a temporal ultrasonic pulse start and a temporal ultrasonic pulse end. As before, the ultrasonic period (T 1 to T 7 ) of an individual ultrasonic pulse (P 0 to P 7 ) of an ultrasonic partial burst, hereinafter referred to as the respective ultrasonic pulse, is the time from the temporal ultrasonic pulse end of the ultrasonic pulse immediately preceding the respective ultrasonic pulse to the temporal ultrasonic pulse end of the respective ultrasonic pulse. The first instantaneous ultrasonic frequency (f 1m ) of the first ultrasonic sub-burst is again the inverse of the instantaneous ultrasonic period (T 1m ) of the first ultrasonic sub-burst and the second instantaneous ultrasonic frequency (f 2m ) of the second ultrasonic sub-burst is again the inverse of the instantaneous ultrasonic period (T 2m ) of the second ultrasonic sub-burst. The first ultrasonic sub-burst begins at a first start time (t 1s ), which is the same as the start of the ultrasonic pulse of the first ultrasonic pulse (P 0 ) of the first ultrasonic sub-burst. The first ultrasonic sub-burst ends at a first end time (t 1e ), which is the same as the end of the ultrasonic pulse of the last ultrasonic pulse (P7) of the first ultrasonic sub-burst. The first ultrasonic sub-burst has a first ultrasonic sub-burst duration (t 1e -t 1s ) which corresponds to the value of the time difference between the first end time (t 1e ) minus the first start time (t 1s ). The second ultrasonic sub-burst begins at a second start time (t 2s ), which is the same as the start of the ultrasonic pulse of the first ultrasonic pulse (P 0 ) of the second ultrasonic sub-burst. The second ultrasonic sub-burst ends at a second end time (t 2e ), which is the same as the end of the ultrasonic pulse of the last ultrasonic pulse (P7) of the second ultrasonic sub-burst. The second ultrasonic sub-burst has a second ultrasonic sub-burst duration (bd = t 2e - t 2s ), which corresponds to the value of the time difference between the second end time (t 2e ) minus the second start time (t 2s ). The first instantaneous ultrasonic frequency (f 1m ) is preferably different from the second instantaneous ultrasonic frequency (f 2m ) at least at one time between the first start time (t 1s ) and the first end time (t 1e ) and simultaneously between the second start time (t 2s ) and the second end time (t 2e ). The reception procedure then includes the following steps:
  • • Receiving the total ultrasound burst (UB) by means of an ultrasound sensor system (USS) with at least a first ultrasound transducer (US1) and a second ultrasound transducer (US2), wherein the first ultrasound transducer (US1) has a first resonance frequency (f 1 ) and a first bandwidth (Δf 1 ) and wherein the second ultrasound transducer (US2) has a second resonance frequency (f 2 ) and a second bandwidth (Δf 2 ) and wherein the first resonance frequency (f 1 ) is different from the second resonance frequency (f 2 ) and wherein the first bandwidth (Δf 1 ) overlaps the second bandwidth (Δf 2 ) and wherein the first ultrasound transducer (US1) generates a first ultrasound reception sub-signal and wherein the second ultrasound transducer (US2) generates a second ultrasound reception sub-signal;
  • • Generating an ultrasonic reception signal from the first ultrasonic reception sub-signal and the second ultrasonic reception sub-signal, wherein the ultrasonic reception signal may comprise a plurality of sub-reception signals and wherein one or more sub-reception signals may correspond to ultrasonic reception sub-signals;
  • • Determining environmental information based on the ultrasonic reception signal.

Typischerweise liegt dabei zu zumindest einem Zeitpunkt während der Burstdauer (bd) des Ultraschallgesamtbursts die erste Ultraschallmomentanfrequenz (f1m) nicht innerhalb der ersten Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1), jedoch innerhalb der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2), und/oder die erste Ultraschallmomentanfrequenz (f1m) nicht innerhalb der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2), jedoch innerhalb der ersten Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1), die zweite Ultraschallmomentanfrequenz (f2m) nicht innerhalb der erste Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) , jedoch innerhalb der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2), und/oder die zweite Ultraschallmomentanfrequenz (f2m) nicht innerhalb der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) jedoch innerhalb der ersten Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1).Typically, at least one time during the burst duration (bd) of the total ultrasound burst, the first instantaneous ultrasound frequency (f 1m ) is not within the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasound transducer (US1), but within the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasound transducer (US2), and/or the first instantaneous ultrasound frequency (f 1m ) is not within the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasound transducer (US2), but within the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1), the second ultrasonic instantaneous frequency (f 2m ) not within the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) but within the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2), and/or the second ultrasonic instantaneous frequency (f 2m ) not within the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) but within the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1).

Eine Verfeinerung des Verfahrens kann den Schritt des Schließens auf einen Abstand zu einem Objekt (O1, O2) und auf einen Winkelbereich, in dem sich dieses Objekt (O1, O2) befindet, aufgrund von Unterschieden zwischen dem ersten Ultraschallempfangsteilsignal und dem zweiten Ultraschallempfangsteilsignal oder aufgrund von Unterschieden in aus diesen abgeleiteten Signalen umfassen. Insbesondere können hierfür neuronale Netze oder andere Mustererkennungsmethoden verwendet werden.A refinement of the method may include the step of inferring a distance to an object (O1, O2) and an angular range in which this object (O1, O2) is located based on differences between the first ultrasonic reception sub-signal and the second ultrasonic reception sub-signal or based on differences in signals derived therefrom. In particular, neural networks or other pattern recognition methods may be used for this purpose.

Das Verfahren zum Empfang eines Ultraschallgesamtbursts kann dadurch gekennzeichnet sein, dass ein empfangener Ultraschallgesamtburst zumindest zwei der folgenden Zeitabschnittsarten aufweist:

  • • eine Single-Mode-Zeit (smt1, smt2, smt3, smt1, smt2) und/oder
  • • eine Dual-Mode-Zeit (dmt12, dmt23, dmt1, dmt2) und/oder
  • • eine Tri-Mode-Zeit (tmt, tmt123, tmt112)
The method for receiving an ultrasonic total burst may be characterized in that a received ultrasonic total burst has at least two of the following time period types:
  • • a single-mode time (smt 1 , smt 2 , smt 3 , smt1, smt2) and/or
  • • a dual-mode time (dmt 12 , dmt 23 , dmt1, dmt2) and/or
  • • a tri-mode time (t mt , tmt 123 , tmt 112 )

Unter dieser Voraussetzung kann das Verfahren dann u.a. folgende Schritte umfassen:

  • • Empfang des Ultraschallgesamtbursts und Erzeugung des besagten Ultraschallempfangssignals, das mehrere Teilempfangssignale umfassen kann;
  • • Feststellen der ersten Zeitabschnittsart zu einem ersten Zeitpunkt innerhalb der Burstdauer (bd) des Ultraschallgesamtbursts;
  • • Ermitteln von Umfeldinformationen auf Basis des Ultraschallempfangssignals in Abhängigkeit von der festgestellten ersten Zeitabschnittsart.
Under these conditions, the procedure may include, among other steps:
  • • Receiving the total ultrasound burst and generating said ultrasound reception signal, which may comprise a plurality of partial reception signals;
  • • Determining the first time period type at a first time within the burst duration (bd) of the total ultrasound burst;
  • • Determining environmental information based on the ultrasonic reception signal depending on the first time period type detected.

Dieses Verfahren kann dadurch verfeinert werden, dass es folgende Schritte umfasst:

  • • Feststellen der zweiten Zeitabschnittsart zu einem zweiten Zeitpunkt innerhalb der Burstdauer (bd) des Ultraschallgesamtbursts, der vom ersten Zeitpunkt verschieden ist;
  • • Ermitteln von Umfeldinformationen auf Basis des Ultraschallempfangssignals in Abhängigkeit von der festgestellten ersten Zeitabschnittsart innerhalb eines ersten Zeitabschnitts innerhalb der Burstdauer (bd) des Ultraschallgesamtbursts;
  • • Ermitteln von Umfeldinformationen auf Basis des Ultraschallempfangssignals in Abhängigkeit von der festgestellten zweiten Zeitabschnittsart innerhalb eines zweiten Zeitabschnitts innerhalb der Burstdauer (bd) des Ultraschallgesamtbursts,
This procedure can be refined by including the following steps:
  • • Determining the second time period type at a second time within the burst duration (bd) of the total ultrasound burst, which is different from the first time;
  • • Determining environmental information on the basis of the ultrasound reception signal depending on the determined first time period type within a first time period within the burst duration (bd) of the total ultrasound burst;
  • • Determining environmental information on the basis of the ultrasound reception signal depending on the detected second time period type within a second time period within the burst duration (bd) of the total ultrasound burst,

Der erste Zeitabschnitt und der zweite Zeitabschnitt sollten sich dabei bevorzugt nicht überlappen. Zumindest sollten sie sich aber nicht vollständig überlappen.The first and second time periods should preferably not overlap. At the very least, they should not completely overlap.

In dieser Schrift wurde stets von Ultraschall-Transducern geschrieben. Dem Fachmann ist offensichtlich, dass bezüglich der Aussendung der Ultraschallgesamtbursts auch Ultraschallsender verwendet werden können, die nur zu Aussendung der Ultraschallgesamtbursts verwendet und/oder geeignet sind. Ebenso ist dem Fachmann offensichtlich, dass bezüglich des Empfangs der Ultraschallgesamtbursts auch Ultraschallempfänger verwendet werden können, die nur zum Empfang der Ultraschallgesamtbursts verwendet und/oder geeignet sind. Insofern umfassen die Ansprüche bezüglich des Empfangs mit dem Begriff Ultraschall-Transducer auch Kombinationen von Ultraschall-Transducern mit einem oder mehreren reinen Ultraschallempfängern und bezüglich der Aussendung von Ultraschallgesamtbursts mit dem Begriff Ultraschall-Transducer auch Kombinationen von Ultraschall-Transducern mit einem oder mehreren reinen Ultraschallsendern. This document has always referred to ultrasound transducers. It is obvious to a person skilled in the art that, with regard to the transmission of the total ultrasound bursts, ultrasound transmitters can also be used which are only used and/or suitable for transmitting the total ultrasound bursts. It is also obvious to a person skilled in the art that, with regard to the reception of the total ultrasound bursts, ultrasound receivers can also be used which are only used and/or suitable for receiving the total ultrasound bursts. In this respect, the claims with regard to reception also include combinations of ultrasound transducers with one or more pure ultrasound receivers using the term "ultrasound transducer", and with regard to the transmission of total ultrasound bursts, the claims with regard to the term "ultrasound transducer" also include combinations of ultrasound transducers with one or more pure ultrasound transmitters using the term "ultrasound transducer".

Im Extremfall kann es sich nur um reine Ultraschallempfänger bzw. nur um reine Ultraschallsender handeln.In extreme cases, these may only be pure ultrasonic receivers or pure ultrasonic transmitters.

Es ist beispielsweise denkbar, einen oder wenige Ultraschall-Transducer, die zum Senden und Empfangen verwendet werden, mit einer größeren Anzahl von reinen Ultraschallempfängern zu kombinieren. Die reinen Ultraschallempfänger können dabei preiswert auf MEMS-Basis hergestellt werden, während die Ultraschallsender in Form der Ultraschall-Transducer in Form von piezobasierenden Schwingkeramiken aufgebaut werden können.For example, it is conceivable to combine one or a few ultrasonic transducers used for transmitting and receiving with a larger number of pure ultrasonic receivers. The pure ultrasonic receivers can be manufactured inexpensively using MEMS, while the ultrasonic transmitters, in the form of ultrasonic transducers, can be constructed using piezo-based vibrating ceramics.

Auf dieser Basis kann dann ein Ultraschallsensorsystem (USS), insbesondere für ein Fahrzeug oder einen Roboter oder eine andere bewegliche Maschine, definiert werden, das eine erste, typischerweise kleinere Anzahl von Ultraschallsender und/oder Ultraschall-Transducern aufweist, die jeweils eine Piezokeramik als Schall erzeugendes Sendeelement aufweisen, und das eine zweite Anzahl an reinen Ultraschallempfängern umfasst. Bevorzugt handelt es sich bei mindestens einem dieser einen Ultraschallempfänger um einen MEMS basierenden Ultraschallempfänger. Ganz besonders bevorzugt ist die Anzahl der reinen MEMS-Ultraschallempfänger besonders hoch. Bevorzugt bilden zumindest einige der Ultraschallsender und/oder Ultraschall-Transducern und/oder Ultraschallempfänger ein Ultraschallsystem, wie zuvor beschrieben.On this basis, an ultrasonic sensor system (USS), in particular for a vehicle or a robot or another mobile machine, can then be defined, which has a first, typically smaller number of ultrasonic transmitters and/or ultrasonic transducers, each having a piezoceramic as a sound-generating transmitting element, and which comprises a second number of pure ultrasonic receivers. Preferably, at least one of these ultrasound receivers is a MEMS-based ultrasound receiver. Most preferably, the number of pure MEMS ultrasound receivers is particularly high. Preferably, at least some of the ultrasound transmitters and/or ultrasound transducers and/or ultrasound receivers form an ultrasound system, as described above.

VorteilAdvantage

Ein solches Ultraschallsensorsystem (USS) ermöglicht zumindest in einigen Realisierungen die Aussendung und/oder den Empfang komplexerer Ultraschallbursts als die mit einzelnen Ultraschall-Transducern und/oder Ultraschallsendern und/oder Ultraschallsendern möglich sind. Insbesondere im Zuge der Erstellung von Umfeldkarten und Punktwolken der Umgebung für das autonome Fahren ist dies von Bedeutung. Die Vorteile sind hierauf aber nicht beschränkt.Such an ultrasonic sensor system (USS) enables, at least in some implementations, the transmission and/or reception of more complex ultrasonic bursts than those possible with individual ultrasonic transducers and/or transmitters. This is particularly important in the context of creating environment maps and point clouds for autonomous driving. However, the advantages are not limited to this.

Liste der FigurenList of characters

  • 1a als Teil der 1 zeigt den Verlauf der Ultraschallburstamplitude (A) in Abhängigkeit von der Burst-Dauer (bd). 1a as part of the 1 shows the course of the ultrasound burst amplitude (A) as a function of the burst duration (bd).
  • 1b als Teil der 1 zeigt eine vorgeschlagene Burstdauer in Abhängigkeit vom Objektabstand (D) zum nächsten Objekt. 1b as part of the 1 shows a suggested burst duration depending on the object distance (D) to the nearest object.
  • 1c als Teil der 1 zeigt die Ultraschallburstamplitude (A) in Abhängigkeit vom Objektabstand (D). 1c as part of the 1 shows the ultrasonic burst amplitude (A) as a function of the object distance (D).
  • 2a zeigt vereinfacht schematisch den zeitlichen Signalverlauf eines einzelnen, herausgegriffenen beispielhaften Ultraschallbursts (UB). 2a shows a simplified schematic of the temporal signal curve of a single, selected exemplary ultrasonic burst (UB).
  • 2b zeigt den zugehörigen zeitliche Verlauf der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) aufgetragen gegen die Zeit (t) über die Burst-Dauer (bd). 2b shows the corresponding time course of the ultrasonic burst instantaneous frequency (f m ) plotted against time (t) over the burst duration (bd).
  • 2c 2c zeigt einen beispielhaften Verlauf der Frequenzveränderungsgeschwindigkeit (vf) der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) über die Zeit (t) der Burst-Dauer (bd). 2c 2c shows an exemplary course of the frequency change rate (v f ) of the ultrasonic burst instantaneous frequency (f m ) over the time (t) of the burst duration (bd).
  • 3 zeigt eine beispielhafte, erste spektrale Ultraschallburstamplitude (A1) eines ersten Ultraschall-Transducers (US1) für die Amplitude (A) der Schallabstrahlung eines dieses Ultraschall-Transducers (US1) bei Anregung mit einem ersten Anregungssignal mit der ersten Anregungsfrequenz (fA1). 3 shows an exemplary first spectral ultrasonic burst amplitude (A1) of a first ultrasonic transducer (US1) for the amplitude (A) of the sound radiation of this ultrasonic transducer (US1) when excited with a first excitation signal with the first excitation frequency (f A1 ).
  • 4 zeigt eine beispielhafte, zweite spektrale Ultraschallburstamplitude (A2) für die Amplitude (A) der Schallabstrahlung eines zweiten Ultraschall-Transducers (US2) bei Anregung mit einem zweiten Anregungssignal (AS2) mit der zweiten Anregungsfrequenz (fA2). 4 shows an exemplary second spectral ultrasonic burst amplitude (A2) for the amplitude (A) of the sound radiation of a second ultrasonic transducer (US2) when excited with a second excitation signal (AS2) with the second excitation frequency (f A2 ).
  • 5 5 zeigt eine beispielhafte, dritte spektrale Ultraschallburstamplitude (A3) für die Amplitude (A) der Schallabstrahlung eines dritten Ultraschall-Transducers (US3) bei Anregung mit einem Sendesignal der dritten Anregungsfrequenz (fA3). 5 5 shows an exemplary third spectral ultrasonic burst amplitude (A3) for the amplitude (A) of the sound radiation of a third ultrasonic transducer (US3) when excited with a transmission signal of the third excitation frequency (fA3).
  • 6 6 zeigt beispielhaft in zwei Extremkonfigurationen die Überlagerung eines ersten, zweiten und dritten Amplitudenspektrums. 6 6 shows, as an example, the superposition of a first, second and third amplitude spectrum in two extreme configurations.
  • 7 bis 10 zeigen grundsätzlich mögliche Typen eines Frequenz-Sweeps. 7 to 10 show basically possible types of a frequency sweep.
  • 11 zeigt eine beispielhafte Anordnung bestehend aus einem ersten Ultraschall-Transducer (US1) und einem zweiten Ultraschall-Transducer (US2) und einem dritten Ultraschall-Transducer (US3). 11 shows an exemplary arrangement consisting of a first ultrasonic transducer (US1) and a second ultrasonic transducer (US2) and a third ultrasonic transducer (US3).
  • 12 entspricht der 7 mit dem Unterschied, dass nun ein Frequenz-Sweep mit Hilfe von drei Ultraschallsensoren (US1, US2, US3) erzeugt wird. 12 corresponds to the 7 with the difference that now a frequency sweep is generated using three ultrasonic sensors (US1, US2, US3).
  • 13 zeigt vereinfacht und schematisch ein beispielhaftes System zur Erzeugung des beispielhaften Frequenzverlaufs der 12. 13 shows a simplified and schematic example of a system for generating the exemplary frequency response of the 12 .
  • 14 entspricht in wesentlichen Teilen der 12, wobei nun jedoch das Anregungssignal (AS) zeitweise mehr als eine Anregungsfrequenz (fA) umfasst. 14 corresponds in essential parts to the 12 , whereby the excitation signal (AS) now temporarily comprises more than one excitation frequency (fA).
  • 15 zeigt vereinfacht und schematisch ein beispielhaftes System zur Erzeugung des beispielhaften Frequenzverlaufs der folgenden 16. 15 shows a simplified and schematic example of a system for generating the exemplary frequency response of the following 16 .
  • 16 entspricht der 12 mit dem Unterschied, dass nun ein erster Frequenzverlauf (SF1), ein zweiter Frequenzverlauf (SF2) und ein dritter Frequenzverlauf (SF3) gemeinsam zur Erzeugung eines Ultraschallbursts (UB) verwendet werden. 16 corresponds to the 12 with the difference that now a first frequency response (SF1), a second frequency response (SF2) and a third frequency response (SF3) are used together to generate an ultrasonic burst (UB).
  • 17 entspricht der 16 mit dem Unterschied, dass nun alle Frequenzverläufe (SF1, SF2, SF3) bei einer gemeinsamen Endfrequenz (fe) als jeweilige Ultraschallmomentanfrequenz (fm1, fm2, fm3) zu einem gemeinsamen Endzeitpunkt (te) enden. 17 corresponds to the 16 with the difference that now all frequency curves (SF1, SF2, SF3) end at a common end frequency (f e ) as the respective instantaneous ultrasonic frequency (f m1 , f m2 , f m3 ) at a common end time (t e ).
  • 18 und 19 Die Schallabstrahlung eines Ultraschallsensorsystems (USS) mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen und Öffnungswinkeln. 18 and 19 The sound radiation of an ultrasonic sensor system (USS) with different resonance frequencies and aperture angles.
  • 20 veranschaulicht, wie die zuvor beschriebenen unterschiedlichen Modulationsarten nun bei Annäherung an ein wichtiges Objekt (O), beispielsweise ein Hindernis, eingesetzt werden können. 20 illustrates how the different types of modulation described above can now be used when approaching an important object (O), for example an obstacle.
  • 21 verdeutlicht die Situation bei der Verwendung zweier Ultraschallsensorsysteme (USS1, USS2) 21 illustrates the situation when using two ultrasonic sensor systems (USS1, USS2)
  • 22 zeigt den Verlauf der Ultraschallmomentanfrequenzen und deren Wirkung auf die Dopplerfestigkeit. 22 shows the course of the instantaneous ultrasound frequencies and their effect on the Doppler strength.

Beschreibung der FigurenDescription of the characters

Figur 1Figure 1

1 zeigt in 1a den Verlauf der Ultraschallburstamplitude (A) in Abhängigkeit von der Burst-Dauer (bd) (siehe auch 2). Mit länger werdendem Ultraschall-Burst, also einer länger werdenden Bust-Dauer (bd) sinkt die Ultraschallburstamplitude (A) ab. 1 shows in 1a the course of the ultrasonic burst amplitude (A) as a function of the burst duration (bd) (see also 2 ). As the ultrasonic burst lengthens, i.e., the burst duration (bd) increases, the ultrasonic burst amplitude (A) decreases.

1b zeigt eine vorgeschlagene Burstdauer in Abhängigkeit vom Objektabstand (D) zum nächsten Objekt. Die Burst-Dauer wird nicht nur angehoben mit steigendem Objektabstand (D). Bevorzugt steigt die Ultraschallburstlänge der Ultraschallburstdauer (BD) mit der Quadratwurzel oder der vierten Wurzel des Objektabstands (D). Hierdurch wird zum einen die Latenzzeit verlängert. Die Anhebung des durch das Objekt reflektierten Signals erfolgt aber so, dass die mit 1/D4 gehende Reduzierung der Empfangsamplitude auf eine Reduktion von 1/D2 verbessert wird. Noch stärker bevorzugt wird die Ultraschallburstlänge der Ultraschallburstdauer (bd) mit der vierten Wurzel des Abstands entsprechend der Formel bd=bd1*D-1/4 + bd0 mit bd0 und bd1 als Konstanten angehoben. Hierdurch bleibt die Gesamtsignalamplitude nach Empfang und Korrelation in einem Korrelator für das zu vermessende Objekt konstant. 1b shows a suggested burst duration as a function of the object distance (D) to the nearest object. The burst duration is not only increased with increasing object distance (D). Preferably, the ultrasonic burst length of the ultrasonic burst duration (BD) increases with the square root or the fourth root of the object distance (D). This increases the latency. However, the increase in the signal reflected by the object is carried out in such a way that the reduction in received amplitude of 1/D 4 is improved to a reduction of 1/D 2. Even more preferably, the ultrasonic burst length of the ultrasonic burst duration (bd) is increased with the fourth root of the distance according to the formula bd = bd 1 * D -1/4 + bd 0 with bd 0 and bd 1 as constants. As a result, the total signal amplitude remains constant after reception and correlation in a correlator for the object to be measured.

Um eine Übersteuerung im Nahbereich zu vermeiden, wird die Burst-Dauer (bd) in der Nähe des Objekts nicht nur abgesenkt. Bevorzugt wird auch die Ultraschallburstamplitude in der Nähe des Objekts abgesenkt. Hierdurch kann die Empfangsamplitude nach erfolgtem Empfang und erfolgter Korrelation auch dann noch konstant gehalten werden, wenn eine Verkürzung der Burst-Dauer (bd) nicht mehr weiter sinnvoll ist. Es wird somit hier vorgeschlagen, die Burst-Dauer der Ultraschallbursts und die Ultraschallburstamplitude (A) so nachzuregeln, dass die Empfangsamplitude des beobachteten Objekts konstant bleibt oder einer vorgegebenen Empfindlichkeitskurve folgt. 1c zeigt die Ultraschallburstamplitude (A) in Abhängigkeit vom Objektabstand (D).To avoid overloading in the near field, not only is the burst duration (bd) reduced near the object, but preferably the ultrasonic burst amplitude is also reduced near the object. This allows the reception amplitude to be kept constant after reception and correlation, even when shortening the burst duration (bd) is no longer appropriate. Therefore, it is proposed here to adjust the burst duration of the ultrasonic bursts and the ultrasonic burst amplitude (A) so that the reception amplitude of the observed object remains constant or follows a predetermined sensitivity curve. 1c shows the ultrasonic burst amplitude (A) as a function of the object distance (D).

Figur 2Figure 2

2a zeigt vereinfacht schematisch den zeitlichen Signalverlauf eines einzelnen, herausgegriffenen beispielhaften Ultraschallbursts (UB). Der Ultraschallburst (UB) beginnt zum Zeitpunkt des Ultraschallburststarts (UBS). Der Ultraschallburst (UB) endet zum Zeitpunkt des Ultraschallburstendes (UBE). Die Zeit zwischen Ultraschallburststart (UBS) und Ultraschallburstende (UBE) ist die Burst-Dauer (BD). Der Ultraschallburst (UB) hat eine Ultraschallburstamplitude (A), die hier als mittlere Amplitude des Ultraschallbursts (UB) über die Burst-Dauer (BD) des betreffenden Ultraschallbursts (UB) verstanden werden kann. 2a shows a simplified schematic of the temporal signal curve of a single, exemplary ultrasonic burst (UB). The ultrasonic burst (UB) begins at the time of the ultrasonic burst start (UBS). The ultrasonic burst (UB) ends at the time of the ultrasonic burst end (UBE). The time between the ultrasonic burst start (UBS) and the ultrasonic burst end (UBE) is the burst duration (BD). The ultrasonic burst (UB) has an ultrasonic burst amplitude (A), which can be understood here as the average amplitude of the ultrasonic burst (UB) over the burst duration (BD) of the respective ultrasonic burst (UB).

In dem Beispiel der 2a besitzt der dort dargestellte Ultraschallburst (UB) acht Ultraschalperioden mit jeweils einem Ultraschallpuls, also hier beispielhaft acht Ultraschallpulsen (P0 bis P7). Der nullte Ultraschallpuls (P0) ist der nur halb vorhandenen nullten Ultraschallperiode zugeordnet. Die Ultraschallperioden (P0 bis P7) des Ultraschallbursts (UB) weisen acht Ultraschallperiodendauern (T0 bis T7) auf. Die nullte Ultraschallperiodendauer (T0) wird dabei im Sinne dieser Schrift als das doppelte der zeitlichen Pulsbreite des nullten Ultraschallpulses (P0) definiert. Unter der Ultraschallmomentanfrequenz (fjm) des j-ten Ultraschallpulses (Pj) der j-ten Ultraschallperiode wird in dieser Schrift der Kehrwert der j-ten Ultraschallperiodendauer (Tj) der j-ten Ultraschallperiode verstanden. f j = 1 T j In the example of 2a The ultrasonic burst (UB) shown there has eight ultrasonic periods, each with one ultrasonic pulse, i.e., in this case, eight ultrasonic pulses (P 0 to P 7 ), for example. The zeroth ultrasonic pulse (P 0 ) is assigned to the zeroth ultrasonic period, which is only half present. The ultrasonic periods (P 0 to P 7 ) of the ultrasonic burst (UB) have eight ultrasonic period durations (T 0 to T 7 ). The zeroth ultrasonic period duration (T 0 ) is defined in this document as twice the temporal pulse width of the zeroth ultrasonic pulse (P 0 ). The instantaneous ultrasonic frequency (f jm ) of the jth ultrasonic pulse (P j ) of the jth ultrasonic period is understood in this document to be the reciprocal of the jth ultrasonic period duration (T j ) of the jth ultrasonic period. f j = 1 T j

In 2b ist der zugehörige zeitliche Verlauf der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) gegen die Zeit (t) über die Burst-Dauer (bd) skizzen- und beispielhaft aufgetragen. In dem Beispiel der 2b steigt durch den Beginn des Ultraschallbursts (UB) zum Zeitpunkt des Ultraschallburststarts (UBS) die Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) sprunghaft an. In dem Beispiel der 2a wird die Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) dann bevorzugt zumindest zeitweise einer Hyperbel folgend kontinuierlich bis zum Ultraschallburstende (UBE) abgesenkt.In 2b The corresponding temporal progression of the ultrasonic burst instantaneous frequency (f m ) is plotted against time (t) over the burst duration (bd) as a sketch and example. In the example of the 2b The instantaneous frequency of the ultrasonic burst (f m ) increases rapidly due to the beginning of the ultrasonic burst (UB) at the time of the ultrasonic burst start (UBS). In the example of the 2a the ultrasonic burst instantaneous frequency (f m ) is then preferably continuously reduced, at least temporarily, following a hyperbola until the ultrasonic burst end (UBE).

2c zeigt einen beispielhaften Verlauf der Frequenzveränderungsgeschwindigkeit (vf) der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) über die Zeit (t) der Burst-Dauer (bd). Zu Beginn steigt die Frequenz mit einer großen positiven Frequenzveränderungsgeschwindigkeit (vf) in Folge des Ultraschallburststarts (UBS) von 0 Hz an. Die Frequenzveränderungsgeschwindigkeit (vf) ist dann in diesem Beispiel kurzzeitig stark negativ und steigt dann in diesem Beispiel linear an. Der Betrag der Frequenzveränderungsgeschwindigkeit (vf) fällt dabei in diesem Beispiel linear ab. 2c shows an example of a curve of the rate of change of frequency (v f ) of the instantaneous frequency of an ultrasonic burst (f m ) over time (t) of the burst duration (bd). Initially, the frequency increases with a large positive rate of change of frequency (v f ) as a result of the ultrasonic burst start (UBS) of 0 Hz. In this example, the rate of change of frequency (v f ) is then briefly strongly negative and then increases linearly. The absolute value of the rate of change of frequency (v f ) decreases linearly in this example.

Figur 3Figure 3

3 wird hier genutzt um grundsätzliche Begrifflichkeiten für das Verständnis von Begriffen, die in dieser Schrift Verwendung finden, zu erläutern. 3 zeigt eine beispielhafte, erste spektrale Ultraschallburstamplitude (A1) eines ersten Ultraschall-Transducers (US1) für die Amplitude (A) der Schallabstrahlung eines dieses Ultraschall-Transducers (US1) bei Anregung mit einem ersten Anregungssignal mit der ersten Anregungsfrequenz (fA1). Die beispielhafte erste spektrale Ultraschallburstamplitude (A1) weist ein erstes Amplitudenmaximum (Amax1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) bei einer ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) auf. Der beispielhafte erste Ultraschall-Transducer (US1) weist in dem Beispiel der 3 eine erste Bandbreite (Δf1) der ersten spektralen Ultraschallburstamplitude (A1) für die Amplitude (A) der Schallabstrahlung eines ersten Ultraschall-Transducers (US1) auf. In dieser Schrift wird diese erste Bandbreite (Δf1) einer ersten spektrale Ultraschallburstamplitude (A1) für die Amplitude (A) der ersten Schallabstrahlung eines ersten Ultraschall-Transducers (US1) hier so definiert, dass diese erste Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschallsensors (US1) die erste obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o), bei der die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) die Hälfte des ersten Amplitudenmaximums (Amax1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) bei seiner ersten Resonanzfrequenz (f1) beträgt, minus der ersten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u), bei der die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) ebenfalls die Hälfte des ersten Amplitudenmaximums (Amax1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) bei seiner ersten Resonanzfrequenz (f1) beträgt, ist. 3 is used here to explain basic terminology for understanding terms used in this document. 3 shows an exemplary first spectral ultrasonic burst amplitude (A1) of a first ultrasonic transducer (US1) for the amplitude (A) of the sound radiation of this ultrasonic transducer (US1) upon excitation with a first excitation signal having the first excitation frequency (f A1 ). The exemplary first spectral ultrasonic burst amplitude (A1) has a first amplitude maximum (A max1 ) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1) at a first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1). The exemplary first ultrasonic transducer (US1) has, in the example of 3 a first bandwidth (Δf 1 ) of the first spectral ultrasonic burst amplitude (A1) for the amplitude (A) of the sound radiation of a first ultrasonic transducer (US1). In this document, this first bandwidth (Δf 1 ) of a first spectral ultrasonic burst amplitude (A1) for the amplitude (A) of the first sound emission of a first ultrasonic transducer (US1) is defined here such that this first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic sensor (US1) is the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ), at which the amplitude (A) of the sound emission of the first ultrasonic transducer (US1) is half of the first amplitude maximum (A max1 ) of the sound emission of the first ultrasonic transducer (US1) at its first resonance frequency (f 1 ), minus the first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ), at which the amplitude (A) of the sound emission of the first ultrasonic transducer (US1) is also half of the first amplitude maximum (A max1 ) of the sound emission of the first ultrasonic transducer (US1) at its first resonance frequency (f 1 ).

Figur 4Figure 4

4 wird hier genutzt um grundsätzliche Begrifflichkeiten für das Verständnis von Begriffen, die in dieser Schrift Verwendung finden, zu erläutern. 4 zeigt eine beispielhafte, zweite spektrale Ultraschallburstamplitude (A2) für die Amplitude (A) der Schallabstrahlung eines zweiten Ultraschall-Transducers (US2) bei Anregung mit einem zweiten Anregungssignal (AS2) mit der zweiten Anregungsfrequenz (fA2). Die beispielhafte, zweite spektrale Ultraschallburstamplitude (A2) weist ein zweites Amplitudenmaximum (Amax2) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) bei einer zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) auf. Der beispielhafte zweite Ultraschall-Transducer (US2) weist in dem Beispiel der 4 eine zweite Bandbreite (Δf2) der zweiten spektralen Ultraschallburstamplitude (A2) für die Amplitude (A) der Schallabstrahlung eines zweiten Ultraschall-Transducers (US2) auf. In dieser Schrift wird diese zweite Bandbreite (Δf2) eines zweiten Amplitudenspektrums (A2) für die Amplitude (A) der zweiten Schallabstrahlung eines zweiten Ultraschall-Transducers (US2) hier so definiert, dass diese zweite Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschallsensors (US2) die zweite obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2o), bei der die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) die Hälfte des zweiten Amplitudenmaximums (Amax2) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) bei seiner zweiten Resonanzfrequenz (f2) beträgt, minus der zweiten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2u), bei der die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) ebenfalls die Hälfte des zweiten Amplitudenmaximums (Amax2) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) bei seiner zweiten Resonanzfrequenz (f2) beträgt, ist. 4 is used here to explain basic terminology for understanding terms used in this document. 4 shows an exemplary second spectral ultrasonic burst amplitude (A2) for the amplitude (A) of the sound radiation of a second ultrasonic transducer (US2) upon excitation with a second excitation signal (AS2) having the second excitation frequency (f A2 ). The exemplary second spectral ultrasonic burst amplitude (A2) has a second amplitude maximum (A max2 ) of the sound radiation of the second ultrasonic transducer (US2) at a second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2). The exemplary second ultrasonic transducer (US2) has, in the example of 4 a second bandwidth (Δf 2 ) of the second spectral ultrasonic burst amplitude (A2) for the amplitude (A) of the sound radiation of a second ultrasonic transducer (US2). In this document, this second bandwidth (Δf 2 ) of a second amplitude spectrum (A2) for the amplitude (A) of the second sound emission of a second ultrasonic transducer (US2) is defined here such that this second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic sensor (US2) is the second upper half-maximum amplitude frequency (f 2o ), at which the amplitude (A) of the sound emission of the second ultrasonic transducer (US2) is half of the second amplitude maximum (A max2 ) of the sound emission of the second ultrasonic transducer (US2) at its second resonance frequency (f 2 ), minus the second lower half-maximum amplitude frequency (f 2u ), at which the amplitude (A) of the sound emission of the second ultrasonic transducer (US2) is also half of the second amplitude maximum (A max2 ) of the sound emission of the second ultrasonic transducer (US2) at its second resonance frequency (f 2 ).

Figur 5Figure 5

5 wird hier ebenfalls genutzt um grundsätzliche Begrifflichkeiten für das Verständnis von Begriffen, die in dieser Schrift Verwendung finden, zu erläutern. 5 zeigt eine beispielhafte, dritte spektrale Ultraschallburstamplitude (A3) für die Amplitude (A) der Schallabstrahlung eines dritten Ultraschall-Transducers (US3) bei Anregung mit einem Sendesignal der dritten Anregungsfrequenz (fA3). Die beispielhafte dritte spektrale Ultraschallburstamplitude (A3) weist ein drittes Amplitudenmaximum (Amax3) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) bei einer dritten Resonanzfrequenz (f3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) auf. Der beispielhafte dritte Ultraschall-Transducer (US3) weist in dem Beispiel der 5 eine dritte Bandbreite (Δf3) der dritten spektralen Ultraschallburstamplitude (A3) für die Amplitude (A) der Schallabstrahlung eines dritten Ultraschall-Transducers (US3) auf. In dieser Schrift wird diese dritte Bandbreite (Δf3) einer dritten spektralen Ultraschallburstamplitude (A3) für die Amplitude (A) der dritten Schallabstrahlung eines dritten Ultraschall-Transducers (US3) hier so definiert, dass diese dritte Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschallsensors (US3) die dritte obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f3o), bei der die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) die Hälfte des dritten Amplitudenmaximums (Amax3) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) bei seiner dritten Resonanzfrequenz (f3) beträgt, minus der dritten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f3u), bei der die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) ebenfalls die Hälfte des dritten Amplitudenmaximums (Amax3) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) bei seiner dritten Resonanzfrequenz (f3) beträgt, ist. 5 is also used here to explain basic terminology for understanding terms used in this document. 5 shows an exemplary third spectral ultrasonic burst amplitude (A3) for the amplitude (A) of the sound radiation of a third ultrasonic transducer (US3) when excited with a transmission signal of the third excitation frequency (f A3 ). The exemplary third spectral ultrasonic burst amplitude (A3) has a third amplitude maximum (A max3 ) of the sound radiation of the third ultrasonic transducer (US3) at a third resonance frequency (f 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3). The exemplary third ultrasonic transducer (US3) has, in the example of 5 a third bandwidth (Δf 3 ) of the third spectral ultrasonic burst amplitude (A3) for the amplitude (A) of the sound radiation of a third ultrasonic transducer (US3). In this document, this third bandwidth (Δf 3 ) of a third spectral ultrasonic burst amplitude (A3) for the amplitude (A) of the third sound emission of a third ultrasonic transducer (US3) is defined here such that this third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic sensor (US3) is the third upper half-maximum amplitude frequency (f 3o ), at which the amplitude (A) of the sound emission of the third ultrasonic transducer (US3) is half of the third amplitude maximum (A max3 ) of the sound emission of the third ultrasonic transducer (US3) at its third resonance frequency (f 3 ), minus the third lower half-maximum amplitude frequency (f 3u ), at which the amplitude (A) of the sound emission of the third ultrasonic transducer (US3) is also half of the third amplitude maximum (A max3 ) of the sound emission of the third Ultrasonic transducer (US3) at its third resonance frequency (f 3 ).

Figur 6Figure 6

6 zeigt beispielhaft in zwei Extremkonfigurationen die Überlagerung eines ersten Amplitudenspektrums in Form einer ersten spektralen Ultraschallburstamplitude (A1) eines ersten Ultraschall-Transducers (US1) und eines zweiten Amplitudenspektrums in Form einer zweiten spektralen Ultraschallburstamplitude (A2) eines zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und eines dritten Amplitudenspektrums in Form einer dritten spektralen Ultraschallburstamplitude (A3) eines dritten Ultraschall-Transducers (US3). 6 shows, by way of example, in two extreme configurations, the superposition of a first amplitude spectrum in the form of a first spectral ultrasonic burst amplitude (A1) of a first ultrasonic transducer (US1) and a second amplitude spectrum in the form of a second spectral ultrasonic burst amplitude (A2) of a second ultrasonic transducer (US2) and a third amplitude spectrum in the form of a third spectral ultrasonic burst amplitude (A3) of a third ultrasonic transducer (US3).

Figur 6aFigure 6a

In der 6a ist der Frequenzabstand (Δf12) zwischen der ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US12) kleiner als die erste Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1). In the 6a the frequency spacing (Δf 12 ) between the first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) and the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US12) is smaller than the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1).

Außerdem ist der Frequenzabstand (Δf12) zwischen der ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US12) kleiner als die zweite Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2).In addition, the frequency spacing (Δf 12 ) between the first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) and the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US12) is smaller than the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2).

Des Weiteren ist der Frequenzabstand (Δf12) zwischen der ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) kleiner als die die Hälfte der Summe aus der ersten Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2)Furthermore, the frequency spacing (Δf 12 ) between the first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) and the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) is less than half the sum of the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) and the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2)

In der 6a ist zudem der Frequenzabstand (Δf23) zwischen der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und der dritten Resonanzfrequenz (f3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) kleiner als die zweite Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2).In the 6a In addition, the frequency spacing (Δf 23 ) between the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and the third resonance frequency (f 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3) is smaller than the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2).

Außerdem ist zudem der Frequenzabstand (Δf23) zwischen der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und der dritten Resonanzfrequenz (f3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) kleiner als die dritte Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3).In addition, the frequency spacing (Δf 23 ) between the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and the third resonance frequency (f 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3) is smaller than the third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3).

Des Weiteren ist der Frequenzabstand (Δf23) zwischen der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und der dritten Resonanzfrequenz (f3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) kleiner als die Hälfte der Summe aus der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und der dritten Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3).Furthermore, the frequency spacing (Δf 23 ) between the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and the third resonance frequency (f 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3) is less than half the sum of the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and the third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3).

In dem Beispiel der 6a ist darüber hinaus die erste Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) in etwa gleich der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und der dritten Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3).In the example of 6a In addition, the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) is approximately equal to the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and the third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3).

In dem Beispiel der 6a ist der Frequenzabstand (Δf12) zwischen der ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) in etwa gleich dem Frequenzabstand (Δf23) zwischen der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und der dritten Resonanzfrequenz (f3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3).In the example of 6a the frequency spacing (Δf 12 ) between the first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) and the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) is approximately equal to the frequency spacing (Δf 23 ) between the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and the third resonance frequency (f 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3).

Der Vorteil einer Wahl der Parameter der verschiedenen Ultraschall-Transducer liegt in der möglichen Kombination der hier beispielhaften drei Ultraschall-Transducern (US1, US2, US3) zu einem einzigen Ultraschall-Transducer-System erhöhter Breite. Statt der Ultraschall-Transducer können in analoger Weise auch Ultraschallsender zum Senden und Ultraschallempfänger zum Empfangen von Ultraschallbursts verwendet werden. D.h. die Sendefunktion kann apparativ von der Empfangsfunktion getrennt werden. Werden statt der Ultraschall-Transducer Ultraschallempfänger verwendet, so verbreitet sich in analoger Weise zusätzlich auch die Empfangsbandbreite des Gesamtsystems entsprechend, was viele Vorteile ermöglicht.The advantage of selecting the parameters of the different ultrasound transducers lies in the possible combination of the three ultrasound transducers (US1, US2, US3) shown here as examples into a single ultrasound transducer system with increased bandwidth. Instead of ultrasound transducers, ultrasound transmitters can be used to transmit ultrasound bursts and ultrasound receivers to receive them. This means that the transmitting function can be separated from the receiving function. If ultrasound receivers are used instead of ultrasound transducers, the receiving bandwidth of the entire system is also expanded accordingly, which offers many advantages.

So ist es beispielsweise möglich, einen Ultraschallburst als Ultraschallsignal durch ein solches Ultraschallsensorsystem (USS) auszustrahlen, dessen benötigte Frequenzbandbreite die Gesamtfrequenzbandbreite (Δfg) des Ultraschallsensorsystems (USS) mit mehreren Ultraschall-Transducern (US1, US2, US3) voll ausnutzt. Dabei ist in dem Beispiel der 6a die beispielhafte Gesamtfrequenzbandbreite (Δfg) des Ultraschallsensorsystems (USS) aus dem ersten Ultraschall-Transducer (US1) und dem zweiten Ultraschall-Transducer (US2) und dem dritten Ultraschall-Transducer (US3) größer als die erste Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und größer als die zweite Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und größer als die dritte Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3).For example, it is possible to transmit an ultrasonic burst as an ultrasonic signal through such an ultrasonic sensor system (USS), whose required frequency bandwidth fully utilizes the total frequency bandwidth (Δf g ) of the ultrasonic sensor system (USS) with several ultrasonic transducers (US1, US2, US3). In the example, the 6a the exemplary total frequency bandwidth (Δf g ) of the ultrasonic sensor system (USS) comprising the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) and the third ultrasonic transducer (US3) is greater than the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) and greater than the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and greater than the third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3).

Hierdurch wird es möglich dass zu einem ersten Zeitpunkt während der Aussendung eines Ultraschallbursts ein erster der Ultraschall-Transducer mehr als 50% der Schallenergie bei einer ersten Frequenz aussendet und ein zweiter der Ultraschall-Transducer weniger als 50% der Schallenergie bei dieser ersten Frequenz aussendet während zu einem zweiten Zeitpunkt während der Aussendung des Ultraschallbursts der erste der Ultraschall-Transducer weniger als 50% der Schallenergie bei einer zweiten Frequenz aussendet und der zweite der Ultraschall-Transducer mehr als 50% der Schallenergie bei dieser zweiten Frequenz aussendet. Dabei sind der erste Zeitpunkt und der zweite Zeitpunkt voneinander zeitlich beabstandet und die erste Frequenz von der zweiten Frequenz verschieden.This makes it possible for a first ultrasonic transducer to emit more than 50% of the sound energy at a first frequency during the transmission of an ultrasonic burst and a second ultrasonic transducer to emit less than 50% of the sound energy at this first frequency at a first time point during the transmission of the ultrasonic burst, while a second ultrasonic transducer to emit less than 50% of the sound energy at a second frequency at a second time point during the transmission of the ultrasonic burst and the second ultrasonic transducer to emit more than 50% of the sound energy at this second frequency. The first and second times are spaced apart in time, and the first frequency is different from the second frequency.

Umgekehrt wird es im Falle eines Empfangsbetriebs der Ultraschall-Transducer möglich, dass zu einem ersten Zeitpunkt während des Empfangs eines reflektierten Ultraschallbursts ein erster der Ultraschall-Transducer (US1) mehr als 50% der Empfangsamplitude bei einer ersten Frequenz empfängt und ein zweiter der Ultraschall-Transducer (US2) weniger als 50% der Empfangsamplitude bei dieser ersten Frequenz empfängt während zu einem zweiten Zeitpunkt während des Empfangs des reflektierten Ultraschallbursts der erste der Ultraschall-Transducer (US1) weniger als 50% der Empfangsamplitude bei einer zweiten Frequenz empfängt und der zweite der Ultraschall-Transducer (US2) mehr als 50% der Empfangsamplitude bei dieser zweiten Frequenz empfängt. Dabei sind der erste Zeitpunkt und der zweite Zeitpunkt voneinander zeitlich beabstandet und die erste Frequenz von der zweiten Frequenz verschieden.Conversely, in the case of a receiving operation of the ultrasound transducers, it is possible that at a first point in time during the reception of a reflected ultrasound burst, a first of the ultrasound transducers (US1) receives more than 50% of the received amplitude at a first frequency and a second of the ultrasound transducers (US2) receives less than 50% of the received amplitude at this first frequency, while at a second point in time during the reception of the reflected ultrasound burst, the first of the ultrasound transducers (US1) receives less than 50% of the received amplitude at a second frequency and the second of the ultrasound transducers (US2) receives more than 50% of the received amplitude at this second frequency. The first point in time and the second point in time are spaced apart in time from one another, and the first frequency is different from the second frequency.

Hierdurch wird die Aussendung von Ultraschallbursts mit komplexerer Kodierung und mit größerer Frequenzbandbreite möglich, was eine wesentlich bessere Erhöhung des Störabstandes und damit der Reichweite ermöglicht. Auch ist die Erfassung besser aufgelöster Reflexionssignale der Ultraschallburst möglich.This enables the transmission of ultrasonic bursts with more complex coding and a wider frequency bandwidth, which significantly increases the signal-to-noise ratio and thus the range. It also enables the detection of better-resolved reflection signals from the ultrasonic burst.

Figur 6bFigure 6b

In der 6b ist der Frequenzabstand (Δf12) zwischen der ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) größer als die erste Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1).In the 6b the frequency spacing (Δf 12 ) between the first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) and the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) is greater than the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1).

Außerdem ist der Frequenzabstand (Δf12) zwischen der ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) größer als die zweite Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2).In addition, the frequency spacing (Δf 12 ) between the first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) and the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) is greater than the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2).

Des Weiteren ist der Frequenzabstand (Δf12) zwischen der ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) größer als die die Hälfte der Summe aus der ersten Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2)Furthermore, the frequency spacing (Δf 12 ) between the first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) and the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) is greater than half the sum of the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) and the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2)

In der 6b ist zudem der Frequenzabstand (Δf23) zwischen der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und der dritten Resonanzfrequenz (f3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) größer als die zweite Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2). In the 6b In addition, the frequency spacing (Δf 23 ) between the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and the third resonance frequency (f 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3) is greater than the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2).

Außerdem ist zudem der Frequenzabstand (Δf23) zwischen der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und der dritten Resonanzfrequenz (f3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) größer als die dritte Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3).In addition, the frequency spacing (Δf 23 ) between the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and the third resonance frequency (f 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3) is greater than the third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3).

Des Weiteren ist der Frequenzabstand (Δf23) zwischen der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und der dritten Resonanzfrequenz (f3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) größer als die die Hälfte der Summe aus der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und der dritten Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3).Furthermore, the frequency spacing (Δf 23 ) between the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and the third resonance frequency (f 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3) is greater than half the sum of the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and the third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3).

In dem Beispiel der 6b ist darüber hinaus die erste Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) in etwa gleich der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und der dritten Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3).In the example of 6b In addition, the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) is approximately equal to the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and the third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3).

In dem Beispiel der 6b ist der Frequenzabstand (Δf12) zwischen der ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) in etwa gleich dem Frequenzabstand (Δf23) zwischen der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und der dritten Resonanzfrequenz (f3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3).In the example of 6b the frequency spacing (Δf 12 ) between the first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) and the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) is approximately equal to the frequency spacing (Δf 23 ) between the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and the third resonance frequency (f 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3).

Bei einer Wahl der Parameter der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) entsprechend der 6b können zwar ebenfalls kompliziertere Signale ausgesendet werden. Ein kontinuierlicher Frequenz-Sweep (Chirp) ist aber nicht mehr möglich, da es zu erheblichen Amplitudeneinbrüchen kommt, wenn die gemeinsame Anregungsfrequenz (fA) der Ultraschall-Transducer (US, US2, US3) in einem Frequenzbereich zwischen den Amplitudenspektren, hier die drei beispielhaften spektralen Ultraschallburstamplituden (A1, A2, A3) der beispielhaften drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3), liegt. Die entsprechenden Amplitudeneinbrüche der 6a sind erheblich geringer.When selecting the parameters of the ultrasound transducers (US1, US2, US3) according to the 6b Although more complex signals can also be transmitted, a continuous frequency sweep (chirp) is no longer possible, as it leads to significant amplitude drops when the common excitation frequency (f A ) of the ultra ultrasonic transducers (US, US2, US3) in a frequency range between the amplitude spectra, here the three exemplary spectral ultrasonic burst amplitudes (A1, A2, A3) of the exemplary three ultrasonic transducers (US1, US2, US3). The corresponding amplitude dips of the 6a are considerably lower.

Grundsätzlich sind zwei grundsätzliche Betriebsmodi für ein solches Ultraschallsensorsystem möglich:

  1. a) Im ersten Betriebsmodus werden alle Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) mit dem gleichen Ansteuersignal (AS) und damit mit der gleichen Ansteuermomentanfrequenz (fA) und phasensynchron angesteuert. Liegt die gemeinsame Ansteuermomentanfrequenz (fA) innerhalb der Gesamtfrequenzbandbreite (Δfg) des Ultraschallsensorsystems (USS), so schwingt mindestens einer der Ultraschallsender (US1, US2, US3) an.
  2. b) Im zweiten Betriebsmodus wird zumindest einer der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) mit einem anderen Ansteuersignal (AS1, AS2, AS3) und damit typischerweise nicht mehr mit der gleichen Ansteuermomentanfrequenz (fA), sondern mit einer anderen Ansteuermomentanfrequenz (fA1, fA2, fA3) und nicht phasensynchron angesteuert.
Basically, two basic operating modes are possible for such an ultrasonic sensor system:
  1. a) In the first operating mode, all ultrasonic transducers (US1, US2, US3) are controlled with the same control signal (AS) and thus with the same instantaneous control frequency (f A ) and in phase synchronization. If the common instantaneous control frequency (f A ) lies within the total frequency bandwidth (Δf g ) of the ultrasonic sensor system (USS), at least one of the ultrasonic transmitters (US1, US2, US3) will oscillate.
  2. b) In the second operating mode, at least one of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) is controlled with a different control signal (AS1, AS2, AS3) and thus typically no longer with the same control instantaneous frequency (f A ), but with a different control instantaneous frequency (f A1 , f A2 , f A3 ) and not in phase synchronism.

Figuren 7 bis 10Figures 7 to 10

Die 7 bis 10 zeigen grundsätzlich mögliche Typen eines Frequenz-Sweeps. Bei einem Frequenz-Sweep werden ein oder mehrere Ultraschall-Transducer der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US2) mit einem Ansteuersignal (AS) angesteuert, bei dem die Ansteuermomentanfrequenz (fA) eine Funktion der Zeit ist und sich während der Aussendung eines Ultraschallbursts (UB) durch diesen Ultraschall-Transducer ändert. In den Beispielen der 7 bis 10 sind verschiedene mögliche Ultraschall-Sweeps mit einem nichtlinearen Verlauf der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) dargestellt. Die Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) ist mit der Ansteuermomentanfrequenz (fA) des Ansteuersignals (AS) der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) direkt verknüpft und folgt dieser typischerweise. In den Beispielen der 7 bis 10 wird beispielhaft zunächst nur ein erster Ultraschall-Transducer (US1) der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) für die Aussendung des Ultraschallbursts (UB) verwendet.The 7 to 10 show basically possible types of a frequency sweep. In a frequency sweep, one or more ultrasonic transducers (US1, US2, US2) are controlled with a control signal (AS), in which the control instantaneous frequency (f A ) is a function of time and changes during the transmission of an ultrasonic burst (UB) by this ultrasonic transducer. In the examples of the 7 to 10 Various possible ultrasonic sweeps with a non-linear curve of the ultrasonic burst instantaneous frequency (f m ) are shown. The ultrasonic burst instantaneous frequency (f m ) is directly linked to the control instantaneous frequency (f A ) of the control signal (AS) of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) and typically follows this. In the examples of 7 to 10 For example, initially only a first ultrasonic transducer (US1) of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) is used to transmit the ultrasonic burst (UB).

7b stellt den Verlauf der ersten spektralen Ultraschallburstamplitude (A1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) in Abhängigkeit von der Ansteuermomentanfrequenz (fA) in vertikaler Richtung korrespondierend zur 7a dar. 7b represents the course of the first spectral ultrasonic burst amplitude (A1) of the first ultrasonic transducer (US1) as a function of the instantaneous control frequency (f A ) in the vertical direction corresponding to the 7a represents.

7a stellt den ersten Frequenzverlauf (SF1) der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) eines ersten Ultraschallteilbusts des Ansteuersignals zur Erzeugung eines Ultraschallbursts (UB) mittels des ersten Ultraschall-Transducers (US1) dar. Der erste Ultraschall-Transducer (US1) weist eine erste obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) und eine erste untere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u) auf. Zu einem ersten Sendestartzeitpunkt (t1s) beginnt in dem Beispiel der 7a der erste Ultraschall-Transducer (US1) mit einer Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) entsprechend einer ersten Startfrequenz (f1s) zu senden und Schall abzustrahlen. Hierzu wird typischerweise der erste Ultraschallsender (US1) mit einem Ansteuersignal (AS) mit einer korrespondierenden momentanen ersten Startansteuerfrequenz [fA1s] angesteuert. Zu einem ersten Halbfrequenzzeitpunkt (t1/50%) sendet der erste Ultraschall-Transducer (US1) mit einer ersten Halbfrequenz (f1/50%). Hierzu wird typischerweise der erste Ultraschall-Transducer (US1) mit einem Ansteuersignal mit einer korrespondierenden momentanen ersten Halbfrequenzansteuerfrequenz [fA1/50%] angesteuert. Zu einem ersten Sendeendzeitpunkt (t1e) stoppt in dem Beispiel der 7a der erste Ultraschall-Transducer (US1) den Sendevorgang mit einer ersten Endfrequenz (f1e). Hierzu wird typischerweise zu diesem ersten Sendeendzeitpunkt (t1e) der erste Ultraschallsender (US1) mit einem Ansteuersignal mit einer korrespondierenden momentanen ersten Endansteuerfrequenz [fA1e] angesteuert. 7a represents the first frequency curve (SF1) of the ultrasonic burst instantaneous frequency (f m ) of a first ultrasonic partial burst of the control signal for generating an ultrasonic burst (UB) by means of the first ultrasonic transducer (US1). The first ultrasonic transducer (US1) has a first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) and a first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ). At a first transmission start time (t 1s ), in the example, the 7a the first ultrasonic transducer (US1) transmits with an ultrasonic burst instantaneous frequency (f m ) corresponding to a first start frequency (f 1s ) and emits sound. For this purpose, the first ultrasonic transmitter (US1) is typically controlled with a control signal (AS) with a corresponding instantaneous first start control frequency [f A1s] . At a first half-frequency time (t 1/50% ), the first ultrasonic transducer (US1) transmits with a first half-frequency (f 1/50% ). For this purpose, the first ultrasonic transducer (US1) is typically controlled with a control signal with a corresponding instantaneous first half-frequency control frequency [f A1 /50%] . At a first transmission end time (t 1e ), in the example, the 7a The first ultrasonic transducer (US1) starts the transmission process at a first final frequency (f 1e ). For this purpose, the first ultrasonic transmitter (US1) is typically controlled at this first transmission end time (t 1e ) with a control signal having a corresponding instantaneous first final control frequency [f A1e ].

Die erste Halbfrequenzansteuerfrequenz [fA1/50%] wird im Sinne dieser Schrift wie folgt berechnet: f A 1 / 50 % = f 1s f 1e 2 + f 1e The first half-frequency control frequency [f A1/50% ] is calculated as follows in the sense of this document: f A 1 / 50 % = f 1s f 1e 2 + f 1e

Die erste Startfrequenz (f1s) liegt naturgemäß zwischen der ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) und der ersten untere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u).The first starting frequency (f 1s ) naturally lies between the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) and the first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ).

Die erste Halbfrequenz (f1/50%) liegt genauso zwischen der ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) und der ersten untere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u).The first half frequency (f 1/50% ) is also located between the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) and the first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ).

Die erste Endfrequenz (f1e) liegt ebenfalls zwischen der ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) und der ersten untere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u).The first final frequency (f 1e ) also lies between the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) and the first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ).

Die Ultraschallburstdauer (bd) ergibt sich in dem Beispiel der 7 als zeitliche Differenz zwischen dem ersten Sendeendzeitpunt (t1e) minus dem ersten Sendestartzeitpunt (t1s). bd = t 1e t 1 s The ultrasonic burst duration (bd) is obtained in the example of 7 as the time difference between the first transmission end time (t 1e ) minus the first transmission start time (t 1s ). bd = t 1e t 1 s

Der Halbfrequenzzeitpunkt (t1/50%), zu dem das Ansteuersignal des ersten Ultraschall-Transducers (US1) die Halbfrequenzansteuerfrequenz [fA1/50%] bzw. zu dem die Sendefrequenz der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) die erste Halbfrequenz (f1/50%) aufweist, teilt die Burstdauer (bd) in eine erste zeitliche Burstphase (t1a) und eine unmittelbar nachfolgende zweite zeitliche Burstphase (t1b). Es wird vorgeschlagen, dass die erste Burstphase (t1a) in der zeitlichen Länge erheblich verschieden im Vergleich zur zweiten Burstphase (t1b) gestaltet wird. Hierdurch wird die Burstdauer (bd) in zwei zeitlich nicht gleich lange zeitliche Burstphasen (t1a, t1b) unterteilt. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Frequenzverlauf der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) monoton, bevorzugt sogar streng monoton entweder fallend oder steigend ist. Die Anfangs- und Endphase der Schallaussendung zum An-und-Ausschalten des hier beispielhaften ersten Ultraschall-Transducers (US1) ist hier bei dieser Monotonie-Bedingung zur Vereinfachung nicht berücksichtigt, da naturgemäß der Einschaltvorgang immer steigend (steigend von 0 Hz) und der Ausschaltvorgang immer fallend (fallend auf 0 Hz) ist. In dem Beispiel der 7a ist der Frequenzverlauf (SF1) der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) eines ersten Ultraschallteilbursts beispielhaft streng monoton fallend und die erste zeitliche Burstphase (t1a) zeitlich erheblich kürzer als die zweite zeitliche Burstphase (t1b).The half-frequency time point (t 1/50% ) at which the control signal of the first ultrasonic transducer (US1) has the half-frequency control frequency [f A1/50% ] or at which the transmission frequency of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1) has the first half-frequency (f 1/50% ) divides the burst duration (bd) into a first temporal burst phase (t 1a ) and an immediately subsequent second temporal burst phase (t 1b ). It is proposed that the first burst phase (t 1a ) be designed to be significantly different in terms of temporal length than the second burst phase (t 1b ). This divides the burst duration (bd) into two temporal burst phases (t 1a , t 1b ) of unequal temporal length. Furthermore, it is proposed that the frequency response of the instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) be monotonic, preferably even strictly monotonic, either decreasing or increasing. For the sake of simplicity, the initial and final phases of the sound emission for switching the exemplary first ultrasonic transducer (US1) on and off are not taken into account in this monotonicity condition, since the switching-on process is naturally always increasing (increasing from 0 Hz) and the switching-off process is always decreasing (falling to 0 Hz). In the example of the 7a the frequency curve (SF1) of the instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) of a first ultrasonic subburst is, for example, strictly monotonically decreasing and the first temporal burst phase (t 1a ) is considerably shorter in time than the second temporal burst phase (t 1b ).

Figur 8Figure 8

8b entspricht der 7b. Auf die entsprechende Beschreibung wird verwiesen. 8b corresponds to the 7b . Please refer to the corresponding description.

8a entspricht der 7a mit dem Unterschied, dass der Frequenzverlauf (SF1) der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) eines ersten Ultraschallteilbursts innerhalb eines Ultraschallbursts (UB) beispielhaft streng monoton steigend ist und die erste zeitliche Burstphase (t1a) zeitlich erheblich kürzer als die zweite zeitliche Burstphase (t1b) ist. 8a corresponds to the 7a with the difference that the frequency curve (SF1) of the ultrasonic burst instantaneous frequency (f m ) of a first ultrasonic subburst within an ultrasonic burst (UB) is, for example, strictly monotonically increasing and the first temporal burst phase (t 1a ) is considerably shorter in time than the second temporal burst phase (t 1b ).

Figur 9Figure 9

9b entspricht der 7b. Auf die entsprechende Beschreibung wird verwiesen. 9b corresponds to the 7b . Please refer to the corresponding description.

9a entspricht der 7a mit dem Unterschied, dass der Frequenzverlauf (SF1) der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) eines ersten Ultraschallteilbursts innerhalb eines Ultraschallbursts (UB) beispielhaft streng monoton steigend ist und die erste zeitliche Burstphase (t1a) zeitlich erheblich länger als die zweite zeitliche Burstphase (t1b) ist. 9a corresponds to the 7a with the difference that the frequency curve (SF1) of the ultrasonic burst instantaneous frequency (f m ) of a first ultrasonic subburst within an ultrasonic burst (UB) is, for example, strictly monotonically increasing and the first temporal burst phase (t 1a ) is considerably longer in time than the second temporal burst phase (t 1b ).

Figur 10Figure 10

10b entspricht der 7b. Auf die entsprechende Beschreibung wird verwiesen. 10b corresponds to the 7b . Please refer to the corresponding description.

10a entspricht der 7a mit dem Unterschied, dass der Frequenzverlauf (SF1) der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) eines ersten Ultraschallteilbursts innerhalb eines Ultraschallbursts (UB) beispielhaft streng monoton fallend ist und die erste zeitliche Burstphase (t1a) zeitlich erheblich länger als die zweite zeitliche Burstphase (t1b) ist. 10a corresponds to the 7a with the difference that the frequency curve (SF1) of the instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) of a first ultrasonic subburst within an ultrasonic burst (UB) is, for example, strictly monotonically decreasing and the first temporal burst phase (t 1a ) is considerably longer in time than the second temporal burst phase (t 1b ).

Figur 11Figure 11

11 zeigt eine beispielhafte Anordnung bestehend aus einem ersten Ultraschall-Transducer (US1) und einem zweiten Ultraschall-Transducer (US2) und einem dritten Ultraschall-Transducer (US3). In dem Beispiel der 11 sind die Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in einem gleichschenkligen Dreieck angeordnet, dessen Kantenlängen kleiner als das doppelte des Durchmessers der Schallabstrahlflächen der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) ist. In dem Beispiel der 11 sind die Schallabstrahlflächen beispielhaft kreisförmig und für alle drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) beispielhaft gleich groß gewählt. Der erste Ultraschall-Transducer (US1) sendet, wenn er sendet, mit einer ersten Ultraschallburstmomentanfrequenz (f1m). Der zweite Ultraschall-Transducer (US2) sendet, wenn er sendet, mit einer zweiten Ultraschallburstmomentanfrequenz (f2m). Der dritte Ultraschall-Transducer (US3) sendet, wenn er sendet, mit einer dritten Ultraschallburstmomentanfrequenz (f3m). 11 shows an exemplary arrangement consisting of a first ultrasonic transducer (US1) and a second ultrasonic transducer (US2) and a third ultrasonic transducer (US3). In the example of 11 The ultrasonic transducers (US1, US2, US3) are arranged in an isosceles triangle, the edge length of which is less than twice the diameter of the sound radiation surfaces of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3). In the example of the 11 The sound radiation surfaces are, for example, circular and, for example, the same size for all three ultrasonic transducers (US1, US2, US3). The first ultrasonic transducer (US1), when it transmits, transmits at a first instantaneous ultrasonic burst frequency (f 1m ). The second ultrasonic transducer (US2), when it transmits, transmits at a second instantaneous ultrasonic burst frequency (f 2m ). The third ultrasonic transducer (US3), when it transmits, transmits at a third instantaneous ultrasonic burst frequency (f 3m ).

Bevorzugt werden die Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in einem gleichschenkligen Dreieck angeordnet, dessen Kantenlängen kleiner als das Zehnfache des Durchmessers der Schallabstrahlflächen der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) und/oder kleiner als das Fünffache des Durchmessers der Schallabstrahlflächen der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) und/oder kleiner als das Dreifache des Durchmessers der Schallabstrahlflächen der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) und/oder besser kleiner als das Doppelte des Durchmessers der Schallabstrahlflächen der Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) ist.Preferably, the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) are arranged in an isosceles triangle, the edge lengths of which are less than ten times the diameter of the sound emitting surfaces of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) and/or less than five times the diameter of the sound emitting surfaces of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) and/or less than three times the diameter of the sound emitting surfaces of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) and/or better less than twice the diameter of the sound emitting surfaces of the ultrasonic transducers (US1, US2, US3).

Figur 12Figure 12

12 entspricht der 7 mit dem Unterschied, dass nun ein Frequenz-Sweep mit Hilfe von drei Ultraschallsensoren (US1, US2, US3) erzeugt wird. 12 corresponds to the 7 with the difference that now a frequency sweep is generated using three ultrasonic sensors (US1, US2, US3).

In dem Beispiel der 12 sollen beispielhaft alle drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) mit dem gleichen Ansteuersignal mit einer gleichen momentanen Ansteuerfrequenz (fA) angesteuert werden und daher mit der gleichen Ultraschallburstmomentanfrequenz (f1m, f2m, f3m) Schall abstrahlen. Insofern senden in dem Beispiel der 12 im Gegensatz zur 11 alle drei beispielhaften Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) mit einer jeweiligen Ultraschallburstmomentanfrequenz (f1m, f2m, f3m) entsprechend der momentanen Ansteuerfrequenz (fA) oder nicht oder nur vernachlässigbar, wenn die momentane Ansteuerfrequenz (fA) gerade außerhalb ihrer jeweiligen Bandbreite (Δf1, Af2, Af3) des jeweiligen Ultraschall-Transducers (US1, US2, US3) liegt.In the example of 12 For example, all three ultrasound transducers (US1, US2, US3) should be are controlled by the same control signal with the same instantaneous control frequency (f A ) and therefore emit sound with the same ultrasonic burst instantaneous frequency (f 1m , f 2m , f 3m ). In this respect, in the example of the 12 in contrast to 11 all three exemplary ultrasonic transducers (US1, US2, US3) with a respective ultrasonic burst instantaneous frequency (f 1m , f 2m , f 3m ) corresponding to the instantaneous drive frequency (f A ) or not or only negligibly if the instantaneous drive frequency (f A ) is just outside their respective bandwidth (Δf 1 , Af 2 , Af 3 ) of the respective ultrasonic transducer (US1, US2, US3).

Der erste Ultraschall-Transducer (US1) weist dabei eine erste spektrale Ultraschallburstamplitude (A1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) auf.The first ultrasonic transducer (US1) has a first spectral ultrasonic burst amplitude (A1) of the first ultrasonic transducer (US1).

Der zweite Ultraschall-Transducer (US2) weist dabei eine zweite spektrale Ultraschallburstamplitude (A2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) auf.The second ultrasonic transducer (US2) has a second spectral ultrasonic burst amplitude (A2) of the second ultrasonic transducer (US2).

Der dritte Ultraschall-Transducer (US3) weist dabei eine dritte spektrale Ultraschallburstamplitude (A3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) auf.The third ultrasonic transducer (US3) has a third spectral ultrasonic burst amplitude (A3) of the third ultrasonic transducer (US3).

Diese spektralen Ultraschallburstamplituden (A1, A2, A3) sollen hier beispielhaft der Situation der beispielhaften 6a entsprechen. Auf die zugehörige Beschreibung der 6a wird hier ausdrücklich verwiesen.These spectral ultrasonic burst amplitudes (A1, A2, A3) are intended to exemplify the situation of the exemplary 6a Refer to the corresponding description of the 6a is expressly referred to here.

Im Gegensatz zur Aussendung des Ultraschallbursts (UB) entsprechend der 7a werden nun Ultraschallburstmomentanfrequenzen (fm) abgestrahlt, die außerhalb der ersten Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) liegen. D.h. die Frequenzbandbreite des in 12 ausgesendeten Ultraschallbursts (UB) ist erheblich breiter als die Frequenzbandbreite des in 7a ausgesendeten Ultraschallbursts (UB).In contrast to the transmission of the ultrasonic burst (UB) according to the 7a Ultrasonic burst instantaneous frequencies (f m ) are now emitted, which lie outside the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1). This means that the frequency bandwidth of the 12 The frequency bandwidth of the emitted ultrasonic burst (UB) is considerably wider than the frequency bandwidth of the 7a emitted ultrasonic bursts (UB).

Wichtig ist hier, dass die erste Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) sich mit der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) überlappt und dass die zweite Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) sich mit der dritten Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) überlappt.It is important here that the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) overlaps with the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and that the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) overlaps with the third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3).

Hierdurch wird es nun möglich, dass der erste Frequenzverlauf (SF1) der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) innerhalb des Ultraschallbursts (UB) bei Aussendung mittels des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und des dritten Ultraschall-Transducers (US3) einer beliebigen Kurve innerhalb der durch die Kopplung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und des dritten Ultraschall-Transducers (US3) vergrößerten Gesamtfrequenzbandbreite (Δfg) des Ultraschallsensorsystems (USS) folgt. Insofern ist die 12 nur ein besonders bevorzugter Verlauf von vielen so möglich werdenden Verläufen.This makes it possible for the first frequency curve (SF1) of the instantaneous frequency (f m ) of the ultrasonic burst within the ultrasonic burst (UB) to follow any curve within the total frequency bandwidth (Δf g ) of the ultrasonic sensor system (USS) increased by the coupling of the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) and the third ultrasonic transducer (US3). 12 only one particularly preferred course of many courses that become possible.

Zu einem dritten Sendestartzeitpunkt (t3s) beginnt in dem Beispiel der 12 der dritte Ultraschall-Transducer (US3) mit der Aussendung eines Ultraschallteilbursts mit einer dritten Startfrequenz (f3s), die einer dritten Anregungsstartfrequenz [fA3s] für die Frequenz des die drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 12 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals entspricht. Der dritte Ultraschall-Transducer (US3) strahlt dann den Ultraschallburst mit einer Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) ab, die zu diesem Sendestartzeitpunkt (t3s) der dritten Startfrequenz (f3s) entspricht. Die dritte Startfrequenz (f3s) liegt notwendigerweise innerhalb der dritten Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3). In dem Beispiel der 12 liegt die dritte Startfrequenz (f3s) außerhalb der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und außerhalb der ersten Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1). Für die zeitliche Dauer einer dritten Single-Mode-Zeit (smt3) sendet also nur der dritte Ultraschall-Transducer (US3). In diesem Zeitraum der einer dritten Single-Mode-Zeit (smt3) ist eine signifikante Anregung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) mit der momentanen Anregungsfrequenz (fA) mittels des Ansteuersignals (AS) nicht möglich.At a third transmission start time (t 3s ) the 12 the third ultrasonic transducer (US3) with the transmission of an ultrasonic partial burst with a third start frequency (f 3s ), which corresponds to a third excitation start frequency [f A3s ] for the frequency of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 12 The third ultrasonic transducer (US3) then emits the ultrasonic burst with an instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) that corresponds to the third starting frequency (f 3s ) at this transmission start time (t 3s ) . The third starting frequency (f 3s ) necessarily lies within the third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3). In the example of the 12 the third start frequency (f 3s ) lies outside the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and outside the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1). For the duration of a third single-mode time (smt 3 ), only the third ultrasonic transducer (US3) transmits. During this period of a third single-mode time (smt 3 ), significant excitation of the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) with the current excitation frequency (f A ) by means of the control signal (AS) is not possible.

Die Ansteuervorrichtung (AV) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 12 nun die momentane Ansteuerfrequenz (fA) innerhalb der dritten Single-Mode-Zeit (smt3) kontinuierlich ab. Zu einem zweiten Sendestartzeitpunkt (t2s) beginnt in dem Beispiel der 12 der zweite Ultraschall-Transducer (US2) ebenfalls in einem festen Phasenverhältnis zur Aussendung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) mit der Aussendung eines Ultraschallsignals bei einer zweiten Startfrequenz (f2s), die einer zweiten Anregungsstartfrequenz [fA2s] für die Frequenz des die drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 12 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals entspricht. Der dritte Ultraschall-Transducer (US3) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) strahlen ab diesem zweiten Sendestartzeitpunkt (t2s) phasensynchron mit der gleichen Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) in diesem Beispiel ab. Damit beginnt eine erste Dual-Mode-Zeit (dmt23), in der der dritte Ultraschall-Transducer (US3) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall gleichzeitig abstrahlen.The control device (AV) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 12 Now the current control frequency (f A ) is continuously decreased within the third single-mode time (smt 3 ). At a second transmission start time (t 2s ) the 12 the second ultrasonic transducer (US2) also in a fixed phase relationship to the transmission of the third ultrasonic transducer (US3) with the transmission of an ultrasonic signal at a second start frequency (f 2s ), which corresponds to a second excitation start frequency [f A2s ] for the frequency of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 12 corresponds to a jointly controlled excitation signal. Starting at this second transmission start time (t 2s ), the third ultrasonic transducer (US3) and the second ultrasonic transducer (US2) transmit in phase synchronization with the same instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) in this example. This begins a first dual-mode time (dmt 23 ), during which the third ultrasonic transducer (US3) and the second ultrasonic transducer (US2) transmit sound simultaneously.

Die Ansteuervorrichtung (AV) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 12 nun die momentane Ansteuerfrequenz (fA) innerhalb der Dual-Mode-Zeit (dmt23), in der der dritte Ultraschall-Transducer (US3) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall abstrahlen, weiter kontinuierlich ab. Dadurch sinkt auch die Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) mit der der dritte Ultraschall-Transducer (US3) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall abstrahlen weiter ab. Zu einem dritten Sendeendzeitpunkt (t3e) stoppt in dem Beispiel der 12 der dritte Ultraschall-Transducer (US3) die Aussendung seines Ultraschallsignals bei einer dritten Endfrequenz (f3e), die einer dritten Anregungsendfrequenz [fA3e] für die Frequenz der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 12 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals (AS) entspricht. Damit beginnt in diesem Beispiel der 12 eine zweite Single-Mode-Zeit (smt2) in der nur der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall abstrahlt.The control device (AV) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 12 Now the instantaneous control frequency (f A ) within the dual-mode time (dmt 23 ), in which the third ultrasonic transducer (US3) and the second ultrasonic transducer (US2) emit sound, continues to decrease. As a result, the instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) with which the third ultrasonic transducer (US3) and the second ultrasonic transducer (US2) emit sound also continues to decrease. At a third transmission end time (t 3e ), in the example, the 12 the third ultrasonic transducer (US3) transmits its ultrasonic signal at a third final frequency (f 3e ), which corresponds to a third excitation final frequency [f A3e ] for the frequency of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 12 This is where the common excitation signal (AS) begins in this example. 12 a second single-mode time (smt 2 ) in which only the second ultrasonic transducer (US2) emits sound.

Die Ansteuervorrichtung (AV) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 12 nun die momentane Ansteuerfrequenz (fA) innerhalb der zweiten Single-Mode-Zeit (smt2) weiter kontinuierlich ab. Dadurch sinkt auch die Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm), mit der der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall abstrahlt weiter ab. Zu einem ersten Sendestartzeitpunkt (t1s) beginnt in dem Beispiel der 12 der erste Ultraschall-Transducer (US1) ebenfalls in einem festen Phasenverhältnis zur Aussendung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) mit der Aussendung eines Ultraschallsignals bei einer ersten Startfrequenz (f1s), die einer ersten Anregungsstartfrequenz [fA1s] für die Frequenz der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 12 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals entspricht. Der erste Ultraschall-Transducer (US1) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) strahlen ab diesem ersten Sendestartzeitpunkt (t1s) phasensynchron mit der gleichen Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) in diesem Beispiel ab. Damit beginnt eine zweite Dual-Mode-Zeit (dmt12), in der der erste Ultraschall-Transducer (US1) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall abstrahlen.The control device (AV) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 12 Now the instantaneous drive frequency (f A ) continues to decrease continuously within the second single-mode time (smt 2 ). This also further decreases the instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) with which the second ultrasonic transducer (US2) emits sound. At a first transmission start time (t 1s ), in the example, the 12 the first ultrasonic transducer (US1) also in a fixed phase relationship to the transmission of the second ultrasonic transducer (US2) with the transmission of an ultrasonic signal at a first start frequency (f 1s ), which corresponds to a first excitation start frequency [f A1s ] for the frequency of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 12 corresponds to a jointly controlled excitation signal. Starting at this first transmission start time (t 1s ), the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) transmit in phase synchronization with the same instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) in this example. This begins a second dual-mode time (dmt 12 ) during which the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) transmit sound.

Die Ansteuervorrichtung der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 12 nun die momentane Ansteuerfrequenz (fA) innerhalb der Dual-Mode-Zeit (dmt12), in der der erste Ultraschall-Transducer (US1) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall abstrahlen, weiter kontinuierlich ab. Dadurch sinkt auch die Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm), mit der der zweite Ultraschall-Transducer (US2) und der erste Ultraschall-Transducer (US1) Schall abstrahlen weiter ab.The control device of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 12 The instantaneous drive frequency (f A ) within the dual-mode time (dmt 12 ) during which the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) emit sound continues to decrease continuously. As a result, the instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) at which the second ultrasonic transducer (US2) and the first ultrasonic transducer (US1) emit sound also continues to decrease.

Zu einem zweiten Sendeendzeitpunkt (t2e) stoppt in dem Beispiel der 12 der zweite Ultraschall-Transducer (US2) die Aussendung eines Ultraschallsignals bei einer zweiten Endfrequenz (f2e), die einer zweiten Anregungsendfrequenz [fA2e] für die Frequenz der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 12 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals entspricht. Das heißt, dass zu diesem Zeitpunkt der erste Ultraschall-Transducer (US1) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) mit einer Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) Schall abstrahlen, die dieser zweiten weiten Endfrequenz (f2e) entspricht. Damit beginnt in diesem Beispiel der 12 eine erste Single-Mode-Zeit (smt1) in der nur der erste Ultraschall-Transducer (US1) Schall abstrahlt.At a second transmission end time (t 2e ) the 12 the second ultrasonic transducer (US2) transmits an ultrasonic signal at a second final frequency (f 2e ) which corresponds to a second excitation final frequency [f A2e ] for the frequency of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 12 This means that at this point in time, the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) emit sound with an instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) that corresponds to this second wide end frequency (f 2e ). In this example, this is where the 12 a first single-mode time (smt 1 ) in which only the first ultrasonic transducer (US1) emits sound.

Die Ansteuervorrichtung der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 12 nun die momentane Ansteuerfrequenz (fA) innerhalb der ersten Single-Mode-Zeit (smt1), in der nur der erste Ultraschall-Transducer (US1) Schall abstrahlt, weiter kontinuierlich ab. Dadurch sinkt auch die Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) mit der der verbliebene erste Ultraschall-Transducer (US1) noch Schall abstrahlt weiter ab. Zu einem ersten Sendeendzeitpunkt (t1e) stoppt in dem Beispiel der 12 der erste Ultraschall-Transducer (US1) die Aussendung eines Ultraschallsignals bei einer ersten Endfrequenz (f1e), die einer ersten Anregungsendfrequenz [fA1e] für die Frequenz des die drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 12 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals entspricht. Das heißt, dass zu diesem Zeitpunkt der erste Ultraschall-Transducer (US1) mit einer Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) Schall abstrahlt, die dieser zweiten weiten Endfrequenz (f2e) entspricht. Damit endet in diesem Beispiel der 12 die Aussendung des Ultraschallbursts (US) und damit die Burstdauer (bd). Die Schallabstrahlung endet dann insgesamt und der Ultraschallburst (UB) ist beendet.The control device of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 12 Now the instantaneous drive frequency (f A ) within the first single-mode time (smt 1 ), in which only the first ultrasonic transducer (US1) is emitting sound, continues to decrease. As a result, the instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) with which the remaining first ultrasonic transducer (US1) is still emitting sound also continues to decrease. At a first transmission end time (t 1e ), in the example, the 12 the first ultrasonic transducer (US1) transmits an ultrasonic signal at a first final frequency (f 1e ) corresponding to a first excitation final frequency [f A1e ] for the frequency of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 12 This means that at this point in time the first ultrasonic transducer (US1) emits sound with an instantaneous ultrasonic burst frequency (f m ) that corresponds to this second wide end frequency (f 2e ). In this example, this ends the 12 the emission of the ultrasonic burst (US) and thus the burst duration (bd). The sound emission then ends altogether, and the ultrasonic burst (UB) is terminated.

Figur 13Figure 13

13 zeigt vereinfacht und schematisch ein beispielhaftes System zur Erzeugung des beispielhaften Frequenzverlaufs der 12. Dabei wird beispielsweise ein Ultraschallsensorsystem (USS) entsprechend 11 verwendet. Eine Ansteuervorrichtung (AV) kann Teil des Ultraschallsensorsystems (USS) sein oder auch außerhalb des Ultraschallsensorsystems (USS) angeordnet sein. 13 shows a simplified and schematic example of a system for generating the exemplary frequency response of the 12 For example, an ultrasonic sensor system (USS) is used 11 used. A control device (AV) can be part of the ultrasonic sensor system (USS) or can be arranged outside the ultrasonic sensor system (USS).

Die Ansteuervorrichtung (AV) erzeugt ein oder mehrere Ansteuersignale (AS), dass hier beispielhaft parallel an eine Mehrzahl von Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) geführt wird. Somit werden die Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) der Mehrzahl von Ultraschall-Transducern (US1, US2, US3) mit der gleichen Ansteuerfrequenz (fA) des Ansteuersignals (AS) zum Schwingen angeregt. Die Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) schwingen jedoch nur dann an, wenn die momentane Ansteuerfrequenz (fA) des Ansteuersignals (AS) in ihrer jeweiligen Bandbreite (Δf1, Δf2, Δf3) liegt.The control device (AV) generates one or more control signals (AS) that here at is fed, for example, in parallel to a plurality of ultrasonic transducers (US1, US2, US3). Thus, the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) of the plurality of ultrasonic transducers (US1, US2, US3) are excited to oscillate at the same control frequency (f A ) of the control signal (AS). However, the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) only oscillate when the instantaneous control frequency (f A ) of the control signal (AS) lies within their respective bandwidth (Δf 1 , Δf 2 , Δf 3 ).

Figur 14Figure 14

14 entspricht in wesentlichen Teilen der 12. Nun jedoch umfasst das Anregungssignal (AS) zeitweise mehr als eine Anregungsfrequenz (fA). Beispielsweise kann das Ansteuersignal (AS) eine erste Anregungsfrequenz (fA1) eines ersten Anregungssignalanteils und eine zweite Anregungsfrequenz (fA2) eines zweiten Anregungssignalanteils und eine dritte Anregungsfrequenz (fA3) eines dritten Anregungssignalanteils umfassen. Der erste Anregungssignalanteil und der zweite Anregungssignalanteil und der dritte Anregungssignalanteil sind dann bevorzugt durch Summation zum eigentlichen Anregungssignal (AS) überlagert. 14 corresponds in essential parts to the 12 . However, the excitation signal (AS) now temporarily comprises more than one excitation frequency (f A ). For example, the control signal (AS) can comprise a first excitation frequency (f A1 ) of a first excitation signal component, a second excitation frequency (f A2 ) of a second excitation signal component, and a third excitation frequency (f A3 ) of a third excitation signal component. The first excitation signal component, the second excitation signal component, and the third excitation signal component are then preferably superimposed by summation to form the actual excitation signal (AS).

In dem Beispiel der 14 sollen zunächst in einer ersten Phase des beispielhaften Ultraschallbursts (UB) beispielhaft alle drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) mit dem gleichen Ansteuersignal (AS) mit einer gleichen ersten Ansteuermomentanfrequenz (fA1) angesteuert werden. Insofern senden in dem Beispiel der 14 im Gegensatz zur 11 alle drei beispielhaften Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) wieder mit den Frequenzen entsprechend den Ansteuermomentanfrequenzen (fA1, fA2) oder nicht oder nur vernachlässigbar, wenn die Ansteuermomentanfrequenzen (fA1, fA2) gerade außerhalb ihrer jeweiligen Bandbreite (Δf1, Δf2, Δf3) liegen.In the example of 14 In a first phase of the exemplary ultrasonic burst (UB), all three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) are to be controlled with the same control signal (AS) with the same first control instantaneous frequency (f A1 ). In this case, in the example, the 14 in contrast to 11 all three exemplary ultrasonic transducers (US1, US2, US3) again with the frequencies corresponding to the instantaneous control frequencies (f A1 , f A2 ) or not or only negligibly if the instantaneous control frequencies (f A1 , f A2 ) are just outside their respective bandwidths (Δf 1 , Δf 2 , Δf 3 ).

Der erste Ultraschall-Transducer (US1) weist dabei wie in 12 eine erste spektrale Ultraschallburstamplitude (A1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) auf.The first ultrasound transducer (US1) has, as in 12 a first spectral ultrasonic burst amplitude (A1) of the first ultrasonic transducer (US1).

Der zweite Ultraschall-Transducer (US2) weist dabei wie in 12 eine zweite spektrale Ultraschallburstamplitude (A2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) auf.The second ultrasound transducer (US2) has the following characteristics: 12 a second spectral ultrasonic burst amplitude (A2) of the second ultrasonic transducer (US2).

Der dritte Ultraschall-Transducer (US3) weist dabei wie in 12 eine dritte spektrale Ultraschallburstamplitude (A3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) auf.The third ultrasound transducer (US3) has the following characteristics: 12 a third spectral ultrasonic burst amplitude (A3) of the third ultrasonic transducer (US3).

Diese spektralen Ultraschallburstamplituden (A1, A2, A3) sollen hier wie in 12 beispielhaft der Situation der beispielhaften 6a entsprechen. Auf die zugehörige Beschreibung der 6a wird hier ausdrücklich verwiesen.These spectral ultrasonic burst amplitudes (A1, A2, A3) should be used here as in 12 exemplary of the situation of the exemplary 6a Refer to the corresponding description of the 6a is expressly referred to here.

Im Gegensatz zur Aussendung des Ultraschallbursts (UB) entsprechend der 12 werden nun in der 14 zeitweise mehr als zwei Ultraschallburstmomentanfrequenzen innerhalb des abgestrahlten Ultraschallbursts, ausgesendet. D.h. die Frequenzbandbreite des in 14 ausgesendeten Ultraschallbursts (UB) ist auch bezogen auf einzelne Aussendezeitpunkte während der Burstdauer (bd) des Ultraschallbursts (UB) zumindest zeitweise erheblich breiter als die momentane Frequenzbandbreite des in 12 ausgesendeten Ultraschallbursts (UB).In contrast to the transmission of the ultrasonic burst (UB) according to the 12 are now in the 14 temporarily more than two ultrasonic burst instantaneous frequencies within the radiated ultrasonic burst. That is, the frequency bandwidth of the 14 transmitted ultrasonic burst (UB) is also, in relation to individual transmission times during the burst duration (bd) of the ultrasonic burst (UB), at least temporarily considerably wider than the instantaneous frequency bandwidth of the 12 emitted ultrasonic bursts (UB).

Wichtig ist auch hier, dass die erste Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) sich mit der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) überlappt und dass die zweite Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) sich mit der dritten Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) überlappt.It is also important here that the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) overlaps with the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and that the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) overlaps with the third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3).

Hierdurch wird es nun möglich, dass der erste Frequenzverlauf (SF1) der ersten Anregungsfrequenz (fA1) einer ersten Signalkomponente des Ansteuersignals (AS) zur Erzeugung eines Ultraschallbursts (UB) mittels des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und des dritten Ultraschall-Transducers (US3) als erster Ultraschallteilbursts innerhalb des Ultraschallbursts (UB) und damit erste Frequenzverlauf (SF1) der Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) einer beliebigen Kurve innerhalb der so vergrößerten Gesamtbandbreite folgt. Insofern ist die 14 nur ein besonders bevorzugter Verlauf von vielen so möglich werdenden Verläufen.This makes it possible for the first frequency curve (SF1) of the first excitation frequency (f A1 ) of a first signal component of the control signal (AS) for generating an ultrasonic burst (UB) by means of the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) and the third ultrasonic transducer (US3) to follow any curve within the thus enlarged overall bandwidth as the first ultrasonic subburst within the ultrasonic burst (UB) and thus the first frequency curve (SF1) of the instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ). 14 only one particularly preferred course of many courses that become possible.

Des Weiteren ist es aber auch möglich, dass zusätzlich zum erstem Frequenzverlauf (SF1) ein zweiter Frequenzverlauf (SF2) einer zweiten Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm2) eines zweiten Ultraschallteilbursts innerhalb eines Ultraschallbursts (UB) und ggf. ein nicht gezeichneter dritter Frequenzverlauf (SF3) einer dritten Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm3) eines dritten Ultraschallteilbursts innerhalb des Ultraschallbursts (UB) einer beliebigen zweiten Kurve bzw. dritten, nicht gezeichneten Kurve innerhalb der so vergrößerten Gesamtbandbreite unabhängig von dem ersten Frequenzverlauf (SF1) der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) folgen. Insofern ist die 14 nur ein besonders bevorzugter Verlauf von vielen so möglich werdenden Verläufen und Frequenzverlaufskombinationen. Auch können theoretisch n Frequenzverläufe, mit n als ganzer positiver Zahl, n Ultraschallburstmomentanfrequenzen von Ultraschallteilbursts innerhalb des Ultraschallbursts (UB) n beliebigen Kurven innerhalb der so vergrößerten Gesamtbandbreite unabhängig von dem ersten Frequenzverlauf (SF1) der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) (fA1) folgenFurthermore, it is also possible that, in addition to the first frequency curve (SF1), a second frequency curve (SF2) of a second ultrasonic burst instantaneous frequency (f m2 ) of a second ultrasonic subburst within an ultrasonic burst (UB) and, if appropriate, a third frequency curve (SF3) (not shown) of a third ultrasonic burst instantaneous frequency (f m3 ) of a third ultrasonic subburst within the ultrasonic burst (UB) follow any second curve or third, not shown curve within the thus enlarged total bandwidth, independent of the first frequency curve (SF1) of the first ultrasonic instantaneous frequency (f m1 ). In this respect, the 14 only a particularly preferred course of many possible courses and frequency course combinations. Theoretically, n frequency courses, with n as a positive integer, n ultrasonic burst instantaneous frequencies of Ultrasonic subbursts within the ultrasonic burst (UB) follow any curves within the thus enlarged total bandwidth independent of the first frequency response (SF1) of the first ultrasonic instantaneous frequency (f m1 ) (f A1 )

Zu einem dritten Sendestartzeitpunkt (t3s) beginnt in dem Beispiel der 14 der dritte Ultraschall-Transducer (US3) mit der Aussendung eines Ultraschallsignals mit einer dritten Startfrequenz (f3s) als erste Ultraschallmomentanfrequenz (fm1), die einer dritten Anregungsstartfrequenz [fA3s] für die erste Anregungsfrequenz (fA1) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 14 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals (AS) entspricht. Die dritte Startfrequenz (f3s) liegt innerhalb der dritten Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3). In dem Beispiel der 14 liegt die dritte Startfrequenz (f3s) außerhalb der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und außerhalb der ersten Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1). Für die zeitliche Dauer einer dritten Single-Mode-Zeit (smt3) sendet also nur der dritte Ultraschall-Transducer (US3) mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1). In diesem Zeitraum der einer dritten Single-Mode-Zeit (smt3) ist eine signifikante Anregung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) mit der momentanen ersten Anregungsfrequenz (fA1) nicht möglich.At a third transmission start time (t 3s ) the 14 the third ultrasonic transducer (US3) with the transmission of an ultrasonic signal with a third start frequency (f 3s ) as the first ultrasonic instantaneous frequency (f m1 ), which corresponds to a third excitation start frequency [f A3s ] for the first excitation frequency (f A1 ) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 14 jointly driving excitation signal (AS). The third start frequency (f 3s ) lies within the third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3). In the example of the 14 the third start frequency (f 3s ) lies outside the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and outside the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1). For the duration of a third single-mode time (smt 3 ), only the third ultrasonic transducer (US3) transmits at the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ). During this period of a third single-mode time (smt 3 ), significant excitation of the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) with the instantaneous first excitation frequency (f A1 ) is not possible.

Die Ansteuervorrichtung (AS) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 13 nun die momentane erste Ansteuerfrequenz (fA1) und damit die erste Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) innerhalb der dritten Single-Mode-Zeit (smt3) kontinuierlich ab. Zu einem zweiten Sendestartzeitpunkt (t2s) beginnt in dem Beispiel der 14 der zweite Ultraschall-Transducer (US2) ebenfalls in einem festen Phasenverhältnis zur Aussendung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) mit der Aussendung eines Ultraschallsignals mit ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) bei einer zweiten Startfrequenz (f2s), die einer zweiten Anregungsstartfrequenz [fA2s] für die momentane erste Ansteuerfrequenz (fA1) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 14 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals (AS) entspricht. Damit beginnt eine Dual-Mode-Zeit (dmt23), in der der dritte Ultraschall-Transducer (US3) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) abstrahlen.The control device (AS) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 13 Now the instantaneous first control frequency (f A1 ) and thus the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) within the third single-mode time (smt 3 ) continuously decreases. At a second transmission start time (t 2s ) in the example the 14 the second ultrasonic transducer (US2) also in a fixed phase relationship to the transmission of the third ultrasonic transducer (US3) with the transmission of an ultrasonic signal with a first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) at a second start frequency (f 2s ), which corresponds to a second excitation start frequency [f A2s ] for the instantaneous first control frequency (f A1 ) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 14 jointly controlled excitation signal (AS). This begins a dual-mode time (dmt 23 ), during which the third ultrasonic transducer (US3) and the second ultrasonic transducer (US2) emit sound at the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ).

Die Ansteuervorrichtung (AS) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 14 nun die erste momentane Ansteuerfrequenz (fA1) innerhalb der Dual-Mode-Zeit (dmt23), in der der dritte Ultraschall-Transducer (US3) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) abstrahlen, weiter kontinuierlich ab. Zu einem dritten Sendeendzeitpunkt (t3e) stoppt in dem Beispiel der 14 der dritte Ultraschall-Transducer (US3) die Aussendung eines Ultraschallsignals mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) bei einer dritten Endfrequenz (f3e), die einer dritten Anregungsendfrequenz [fA3e] für die momentane erste Ansteuerfrequenz (fA1) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 14 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals (AS) entspricht. Damit beginnt in diesem Beispiel der 14 eine zweite Single-Mode-Zeit (smt2) in der nur der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) abstrahlt.The control device (AS) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 14 Now the first instantaneous control frequency (f A1 ) within the dual-mode time (dmt 23 ), in which the third ultrasonic transducer (US3) and the second ultrasonic transducer (US2) emit sound with the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ), continues to be continuously transmitted. At a third transmission end time (t 3e ), in the example, the 14 the third ultrasonic transducer (US3) transmits an ultrasonic signal with the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) at a third end frequency (f 3e ), which corresponds to a third excitation end frequency [f A3e ] for the instantaneous first control frequency (f A1 ) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 14 This is where the common excitation signal (AS) begins in this example. 14 a second single-mode time (smt 2 ) in which only the second ultrasonic transducer (US2) emits sound with the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ).

Die Ansteuervorrichtung (AS) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 14 nun die momentane erste Ansteuerfrequenz (fA1) und damit die erste Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) innerhalb der zweiten Single-Mode-Zeit (smt2) weiter kontinuierlich ab. Zu einem ersten Sendestartzeitpunkt (t1s)beginnt in dem Beispiel der 14 der erste Ultraschall-Transducer (US1) ebenfalls in einem festen Phasenverhältnis zur Aussendung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) mit der Aussendung eines Ultraschallsignals der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) bei einer ersten Startfrequenz (f1s), die einer ersten Anregungsstartfrequenz [fA1s] für die Ansteuerfrequenz (fA1) der drei Ultraschall-Transducer(US1, US2, US3) in dem Beispiel der 14 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals (AS) entspricht. Damit beginnt eine Dual-Mode-Zeit (dmt12), in der der erste Ultraschall-Transducer (US1) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) Schall abstrahlen.The control device (AS) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 14 Now the instantaneous first control frequency (f A1 ) and thus the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) within the second single-mode time (smt 2 ) continues to decrease continuously. At a first transmission start time (t 1s ) in the example, the 14 the first ultrasonic transducer (US1) also in a fixed phase relationship to the transmission of the second ultrasonic transducer (US2) with the transmission of an ultrasonic signal of the first ultrasonic instantaneous frequency (f m1 ) at a first start frequency (f 1s ), which corresponds to a first excitation start frequency [f A1s ] for the control frequency (f A1 ) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 14 jointly controlled excitation signal (AS). This begins a dual-mode time (dmt 12 ) in which the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) emit sound at the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ).

Die Ansteuervorrichtung (AS) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 14 nun die momentane erste Ansteuerfrequenz (fA1) und damit die erste Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) innerhalb der Dual-Mode-Zeit (dmt12), in der der erste Ultraschall-Transducer (US1) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) abstrahlen, weiter kontinuierlich ab. Zu einem zweiten Sendeendzeitpunkt (t2e) stoppt in dem Beispiel der 14 der zweite Ultraschall-Transducer (US2) die Aussendung eines Ultraschallsignals mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) bei einer zweiten Endfrequenz (f2e), die einer zweiten Anregungsendfrequenz [fA2e] für die erste Ansteuerfrequenz (fA1) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 14 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals (AS) entspricht. Damit beginnt in diesem Beispiel der 14 eine erste Single-Mode-Zeit (smt1) in der nur der erste Ultraschall-Transducer (US1) Schall mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) abstrahlt.The control device (AS) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 14 Now the current first control frequency (f A1 ) and thus the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) within the dual-mode time (dmt 12 ), in which the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) emit sound with the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ), continues to be continuously reduced. At a second transmission end time (t 2e ), in the example, the 14 the second ultrasonic transducer (US2) transmits an ultrasonic signal with the first ultrasonic instantaneous frequency (f m1 ) at a second end frequency (f 2e ) which corresponds to a second excitation end frequency [f A2e ] for the first drive frequency (f A1 ) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 14 This is where the common excitation signal (AS) begins in this example. 14 a first single-mode time (smt 1 ) in which only the first ultrasonic transducer (US1) emits sound with the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ).

Die Ansteuervorrichtung der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 14 danach die momentane erste Ansteuerfrequenz (fA1) und damit die erste Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) innerhalb der ersten Single-Mode-Zeit (smt1), in der nur der erste Ultraschall-Transducer (US1) Schall mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) abstrahlt, weiter kontinuierlich ab. Zu einem ersten Sendeendzeitpunkt (t1e) stoppt in dem Beispiel der 14 der erste Ultraschall-Transducer (US1) die Aussendung des anteiligen Ultraschallsignals mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) bei einer ersten Endfrequenz (f1e), die einer ersten Anregungsendfrequenz [fA1e] für die momentane erste Ansteuerfrequenz (fA1) des die drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 14 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals entspricht. Damit endet in diesem Beispiel der 12 die Aussendung des Ultraschallbursts (US) und damit die Burstdauer (bd). Die Schallabstrahlung endet dann.The control device of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 14 then the instantaneous first control frequency (f A1 ) and thus the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) within the first single-mode time (smt 1 ), in which only the first ultrasonic transducer (US1) emits sound with the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ), continues to decrease continuously. At a first transmission end time (t 1e ), in the example, the 14 the first ultrasonic transducer (US1) transmits the proportional ultrasonic signal with the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) at a first end frequency (f 1e ), which corresponds to a first excitation end frequency [f A1e ] for the instantaneous first control frequency (f A1 ) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 14 This is where the excitation signal ends in this example. 12 the emission of the ultrasonic burst (US) and thus the burst duration (bd). The sound emission then ends.

Im Gegensatz zur 12 wird nun zumindest für einen zeitlichen Teilabschnitt der Burstdauer (bd) parallel zu dem ersten Ultraschallteilburst mit dem ersten Frequenzverlauf (SF1) der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) ein zweiter Ultraschallburstanteil mit einem zweiten Frequenzverlauf (SF2) der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) bevorzugt durch Summation im Ansteuersignal (AS) überlagert. Das Ansteuersignal (AS) weist also typischerweise in den Zeitabschnitten dieser Überlagerung eine erste Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) als ersten Frequenzanteil und eine zweite Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) als Frequenzanteile auf.In contrast to the 12 Now, at least for a temporal portion of the burst duration (bd), parallel to the first ultrasound subburst having the first frequency profile (SF1) of the first instantaneous ultrasound frequency (f m1 ), a second ultrasound burst component having a second frequency profile (SF2) of the second instantaneous ultrasound frequency (f m2 ) is superimposed, preferably by summation, in the control signal (AS). Thus, in the time periods of this superposition, the control signal (AS) typically has a first instantaneous ultrasound frequency (f m1 ) as the first frequency component and a second instantaneous ultrasound frequency (f m2 ) as the frequency components.

In dem Beispiel der 14 wird beispielhaft in der ersten Single-Mode-Zeit (smt1) durch Erzeugung dieses zweiten Frequenzverlaufs (SF2) der zweiten Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm2) eines zweiten Ultraschallteilbursts innerhalb eines Ultraschallbursts (UB) von der Struktur des Ultraschallbursts der 12 abgewichen.In the example of 14 is, for example, in the first single-mode time (smt 1 ) by generating this second frequency curve (SF2) of the second ultrasonic burst instantaneous frequency (f m2 ) of a second ultrasonic subburst within an ultrasonic burst (UB) from the structure of the ultrasonic burst of the 12 deviated.

Zu einem weiteren dritten Sendestartzeitpunkt (t3sb) beginnt in dem Beispiel der 14 der dritte Ultraschall-Transducer (US3) mit der Aussendung eines zusätzlichen Ultraschallteilbursts mit der dritten Startfrequenz (f3s) als zweite Ultraschallmomentanfrequenz (fm2), die wieder hier der dritten Anregungsstartfrequenz [fA3s] für die zweite Anregungsfrequenz (fA2) des die drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 14 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals (AS) entspricht. Hierbei umfasst ab diesem Zeitpunkt, dem dritten Sendestartzeitpunkt (t3sb), das Ansteuersignal (AS) also nicht nur einen ersten Ultraschallteilburst mit einer ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1), sondern auch einen zweiten Ultraschallteilburst mit einer zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2). Die dritte Startfrequenz (f3s) liegt wie zuvor typischerweise innerhalb der dritten Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3). Sie wird hier als beispielhaft unverändert angenommen. In dem Beispiel der 14 liegt die dritte Startfrequenz (f3s) außerhalb der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und außerhalb der ersten Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1). Für die zeitliche Dauer einer dritten Dual-Mode-Zeit (dmt13) senden also in dem Beispiel der 14 der dritte Ultraschall-Transducer (US3) mit einer zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) und der erste Ultraschall-Transducer (US1) mit einer ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) jeweils ein Schallsignal ab.At a further third transmission start time (t 3sb ) the 14 the third ultrasonic transducer (US3) with the transmission of an additional ultrasonic partial burst with the third start frequency (f 3s ) as the second ultrasonic instantaneous frequency (f m2 ), which again corresponds to the third excitation start frequency [f A3s ] for the second excitation frequency (f A2 ) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 14 jointly controlling excitation signal (AS). From this point in time, the third transmission start time (t 3sb ), the control signal (AS) therefore includes not only a first ultrasonic partial burst with a first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ), but also a second ultrasonic partial burst with a second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ). The third start frequency (f 3s ) is, as before, typically within the third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3). It is assumed here to be unchanged. In the example of the 14 the third start frequency (f 3s ) lies outside the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and outside the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1). For the duration of a third dual-mode time (dmt 13 ), in the example, the 14 the third ultrasonic transducer (US3) with a second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ) and the first ultrasonic transducer (US1) with a first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) each emit a sound signal.

Da die erste momentane Ansteuerfrequenz (fA1) in dieser dritten Dual-Mode-Zeit (dmt13) unterhalb der dritten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f3u) liegt, schwingt der dritte Ultraschall-Transducer (US3) nicht mit der ersten momentanen Ansteuerfrequenz (fA1) an.Since the first instantaneous control frequency (f A1 ) in this third dual-mode time (dmt 13 ) is below the third lower half-maximum amplitude frequency (f 3u ), the third ultrasonic transducer (US3) does not oscillate at the first instantaneous control frequency (f A1 ).

Da die erste momentane Ansteuerfrequenz (fA1) in dieser dritten Dual-Mode-Zeit (dmt13) auch unterhalb der zweiten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2u) liegt, schwingt auch der zweite Ultraschall-Transducer (US2) nicht mit der ersten momentanen Ansteuerfrequenz (fA1) an.Since the first instantaneous control frequency (f A1 ) in this third dual-mode time (dmt 13 ) is also below the second lower half-maximum amplitude frequency (f 2u ), the second ultrasonic transducer (US2) also does not oscillate at the first instantaneous control frequency (f A1 ).

Da die zweite momentane Ansteuerfrequenz (fA2) in dieser dritten Dual-Mode-Zeit (dmt13) oberhalb der zweiten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2o) liegt, schwingt der zweite Ultraschall-Transducer (US2) nicht mit der zweiten momentanen Ansteuerfrequenz (fA2) an.Since the second instantaneous drive frequency (f A2 ) in this third dual-mode time (dmt 13 ) is above the second upper half-maximum amplitude frequency (f 2o ), the second ultrasonic transducer (US2) does not oscillate at the second instantaneous drive frequency (f A2 ).

Da die zweite momentane Ansteuerfrequenz (fA2) in dieser dritten Dual-Mode-Zeit (dmt13) oberhalb der ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) liegt, schwingt der erste Ultraschall-Transducer (US1) nicht mit der zweiten momentanen Ansteuerfrequenz (fA2) an.Since the second instantaneous drive frequency (f A2 ) in this third dual-mode time (dmt 13 ) is above the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ), the first ultrasonic transducer (US1) does not oscillate at the second instantaneous drive frequency (f A2 ).

In diesem Zeitraum der einer dritten Dual-Mode-Zeit (dmt13) ist eine signifikante Anregung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) mit der momentanen zweiten Anregungsfrequenz (fA2) nicht möglich.During this period of a third dual-mode time (dmt 13 ), a significant excitation of the first ultrasound transducer (US1) and the second ultrasound transducer (US2) with the current second excitation frequency (f A2 ) is not possible.

In diesem Zeitraum, der einer dritten Dual-Mode-Zeit (dmt13), ist eine signifikante Anregung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) und des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) mit der momentanen ersten Anregungsfrequenz (fA1) nicht möglich.During this period, which is a third dual-mode time (dmt 13 ), a significant excitation of the third ultrasound transducer (US3) and the second ultrasound transducer (US2) with the current first excitation frequency (f A1 ) is not possible.

Die Ansteuervorrichtung (AS) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 14 nun die momentane erste Ansteuerfrequenz (fA1) und damit die erste Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) und die momentane zweite Ansteuerfrequenz (fA2) und damit die zweite Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) innerhalb der dritten Dual-Mode-Zeit (dmt13) zusammen kontinuierlich ab. Zu einem weiteren zweiten Sendestartzeitpunkt (t2sb) beginnt in dem Beispiel der 14 der zweite Ultraschall-Transducer (US2) ebenfalls in einem festen Phasenverhältnis zur Aussendung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) mit der Aussendung eines Ultraschallsignals mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) bei einer zweiten Startfrequenz (f2s), die einer zweiten Anregungsstartfrequenz [fA2s] für die momentane zweite Ansteuerfrequenz (fA2) des zweiten Signalanteils des die drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 14 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals (AS) entspricht. Damit beginnt eine Tri-Mode-Zeit (tmt123), in der der dritte Ultraschall-Transducer (US3) mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) und der erste Ultraschall-Transducer (US1) mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) Schall abstrahlen.The control device (AS) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 14 Now the instantaneous first control frequency (f A1 ) and thus the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) and the instantaneous second control frequency (f A2 ) and thus the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ) within the third dual-mode time (dmt 13 ) together continuously decrease. At a further second transmission start time (t 2sb ) in the example the 14 the second ultrasonic transducer (US2) also in a fixed phase relationship to the transmission of the third ultrasonic transducer (US3) with the transmission of an ultrasonic signal with the second ultrasonic instantaneous frequency (f m2 ) at a second start frequency (f 2s ), which corresponds to a second excitation start frequency [f A2s ] for the instantaneous second control frequency (f A2 ) of the second signal component of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 14 jointly controlled excitation signal (AS). This begins a tri-mode time (tmt 123 ) in which the third ultrasonic transducer (US3) emits sound at the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ), the second ultrasonic transducer (US2) emits sound at the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ), and the first ultrasonic transducer (US1) emits sound at the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ).

Da die erste momentane Ansteuerfrequenz (fA1) in dieser dritten Dual-Mode-Zeit (dmt13) unterhalb der dritten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f3u) liegt, schwingt der dritte Ultraschall-Transducer (US3) nicht mit der ersten momentanen Ansteuerfrequenz (fA1) an.Since the first instantaneous control frequency (f A1 ) in this third dual-mode time (dmt 13 ) is below the third lower half-maximum amplitude frequency (f 3u ), the third ultrasonic transducer (US3) does not oscillate at the first instantaneous control frequency (f A1 ).

Da die erste momentane Ansteuerfrequenz (fA1) in dieser dritten Dual-Mode-Zeit (dmt13) auch unterhalb der zweiten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2u) liegt, schwingt auch der zweite Ultraschall-Transducer (US2) nicht mit der ersten momentanen Ansteuerfrequenz (fA1) an.Since the first instantaneous control frequency (f A1 ) in this third dual-mode time (dmt 13 ) is also below the second lower half-maximum amplitude frequency (f 2u ), the second ultrasonic transducer (US2) also does not oscillate at the first instantaneous control frequency (f A1 ).

Da die zweite momentane Ansteuerfrequenz (fA2) in dieser dritten Dual-Mode-Zeit (dmt13) nun unterhalb der zweiten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2o) und oberhalb der zweiten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2u) liegt, schwingt der zweite Ultraschall-Transducer (US2) nun mit der zweiten momentanen Ansteuerfrequenz (fA2) an und emittiert Schall mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2).Since the second instantaneous control frequency (f A2 ) in this third dual-mode time (dmt 13 ) is now below the second upper half-maximum amplitude frequency (f 2o ) and above the second lower half-maximum amplitude frequency (f 2u ), the second ultrasonic transducer (US2) now oscillates at the second instantaneous control frequency (f A2 ) and emits sound at the second ultrasonic instantaneous frequency (f m2 ).

Da die zweite momentane Ansteuerfrequenz (fA2) in dieser dritten Dual-Mode-Zeit (dmt13) oberhalb der ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) liegt, schwingt der erste Ultraschall-Transducer (US1) nicht mit der zweiten momentanen Ansteuerfrequenz (fA2) an und emittiert Schall der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1).Since the second instantaneous drive frequency (f A2 ) in this third dual-mode time (dmt 13 ) is above the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ), the first ultrasonic transducer (US1) does not oscillate at the second instantaneous drive frequency (f A2 ) and emits sound of the first ultrasonic instantaneous frequency (f m1 ).

In diesem Zeitraum der einer dritten Tri-Mode-Zeit (tmt123) ist eine signifikante Anregung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) mit der momentanen zweiten Anregungsfrequenz (fA2) nicht möglich.During this period of a third tri-mode time (tmt 123 ), a significant excitation of the first ultrasound transducer (US1) with the current second excitation frequency (f A2 ) is not possible.

In diesem Zeitraum der einer dritten Tri-Mode-Zeit (tmt123) ist eine signifikante Anregung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) und des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) mit der momentanen ersten Anregungsfrequenz (fA1) nicht möglich.During this period of a third tri-mode time (tmt 123 ), a significant excitation of the third ultrasound transducer (US3) and the second ultrasound transducer (US2) with the current first excitation frequency (f A1 ) is not possible.

Die Ansteuervorrichtung (AS) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 14 nun die erste momentane Ansteuerfrequenz (fA1) und die zweite momentane Ansteuerfrequenz (fA2) und damit die erste Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) und die zweite Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) innerhalb der Tri-Mode-Zeit (tmt123), in der der dritte Ultraschall-Transducer (US3) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) und der erste Ultraschall-Transducer (US1) Schall abstrahlen, weiter kontinuierlich ab. Zu einem weiteren dritten Sendeendzeitpunkt (t3eb) stoppt in dem Beispiel der 14 der dritte Ultraschall-Transducer (US3) die Aussendung des Ultraschallsignals mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) bei einer dritten Endfrequenz (f3e), die einer dritten Anregungsendfrequenz [fA3e] für die momentane zweite Ansteuerfrequenz (fA2) des Signalanteils der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 14 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals (AS) entspricht. Damit beginnt in diesem Beispiel der 14 eine vierte Dual-Mode-Zeit (dmt12b) in der nur der zweite Ultraschall-Transducer (US2) mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) und der erste Ultraschall-Transducer (US1) mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) Schall abstrahlen.The control device (AS) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 14 Now the first instantaneous control frequency (f A1 ) and the second instantaneous control frequency (f A2 ) and thus the first ultrasonic instantaneous frequency (f m1 ) and the second ultrasonic instantaneous frequency (f m2 ) within the tri-mode time (tmt 123 ), in which the third ultrasonic transducer (US3) and the second ultrasonic transducer (US2) and the first ultrasonic transducer (US1) emit sound, continue to decrease continuously. At a further third transmission end time (t 3eb ), the 14 the third ultrasonic transducer (US3) transmits the ultrasonic signal with the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ) at a third end frequency (f 3e ), which corresponds to a third excitation end frequency [f A3e ] for the instantaneous second control frequency (f A2 ) of the signal portion of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 14 This is where the common excitation signal (AS) begins in this example. 14 a fourth dual-mode time (dmt 12b ) in which only the second ultrasonic transducer (US2) with the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ) and the first ultrasonic transducer (US1) with the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) emit sound.

Die Ansteuervorrichtung (AS) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 14 nun die momentane erste Ansteuerfrequenz (fA1) und die momentane zweite Ansteuerfrequenz (fA2) und damit die erste Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) und die zweite Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) innerhalb der vierten Dual-Mode-Zeit (dmt12b) weiter kontinuierlich ab. Zu einem ersten Sendestartzeitpunkt (t1s) beginnt in dem Beispiel der 14 der erste Ultraschall-Transducer (US1) ebenfalls in einem festen Phasenverhältnis zur Aussendung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) mit der Aussendung eines zweiten Ultraschallteilbursts des Ultraschallsignals bei einer ersten Startfrequenz (f1s), die einer ersten Anregungsstartfrequenz [fa1s] für die zweite Ansteuerfrequenz (fA2) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 14 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals (AS) entspricht. Das besondere hierbei ist, dass der erste Ultraschall-Transducer (US1) hierfür mit zwei Frequenzen, mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) und mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2), schwingen muss. Dies ist nicht immer möglich. In der Regel werden zu diesem Zeitpunkt die momentanen Ansteuerfrequenzen (fA1, fA2) so dicht beieinanderliegen, dass es zu einer Schwebung der Schwingung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) kommt.The control device (AS) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 14 Now the instantaneous first control frequency (f A1 ) and the instantaneous second control frequency (f A2 ) and thus the first ultrasonic instantaneous frequency (f m1 ) and the second ultrasonic instantaneous frequency (f m2 ) within the fourth dual-mode time (dmt 12b ) continue to decrease continuously. At a first transmission start time (t 1s ) in the example, the 14 the first ultrasonic transducer (US1) also in a fixed phase relationship to the transmission of the second ultrasonic transducer (US2) with the transmission of a second ultrasonic subburst of the ultrasonic signal at a first start frequency (f 1s ) which corresponds to a first Excitation start frequency [f a1s ] for the second control frequency (f A2 ) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 14 jointly controlled excitation signal (AS). The special feature here is that the first ultrasonic transducer (US1) must oscillate at two frequencies: the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) and the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ). This is not always possible. As a rule, the instantaneous control frequencies (f A1 , f A2 ) are so close to one another at this point in time that the oscillation of the first ultrasonic transducer (US1) beats.

Damit beginnt eine zweite Tri-Mode-Zeit (dmt12), in der der erste Ultraschall-Transducer (US1) mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) und gleichzeitig mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) Schall abstrahlt und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) Schall abstrahlt, wobei der erste Ultraschall-Transducer mit zwei Ultraschallmomentanfrequenzen (fm1 und fm2) schwingt.This begins a second tri-mode time (dmt 12 ), in which the first ultrasonic transducer (US1) emits sound at the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) and simultaneously at the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ) and the second ultrasonic transducer (US2) emits sound at the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ), whereby the first ultrasonic transducer oscillates at two instantaneous ultrasonic frequencies (f m1 and f m2 ).

Die Ansteuervorrichtung (AS) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 14 nun die momentane erste Ansteuerfrequenz (fA1) und die momentane zweite Ansteuerfrequenz (fA2) und damit die erste Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) und die zweite Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) innerhalb der zweiten Tri-Mode-Zeit (tmt112), in der der erste Ultraschall-Transducer (US1) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall abstrahlen, weiter kontinuierlich ab. Zu einem zweiten Sendeendzeitpunkt (t2e) stoppt in dem Beispiel der 14 der zweite Ultraschall-Transducer (US2) die Aussendung eines Ultraschallsignals mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) bei einer zweiten Endfrequenz (f2e), die einer zweiten Anregungsendfrequenz [fA2e] für die zweite Ansteuerfrequenz (fA1) des zweiten Signalanteils der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 14 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals (AS) entspricht. Damit beginnt in diesem Beispiel der 14 eine letzte Dual-Mode-Zeit (dmt11b), in der nur der erste Ultraschall-Transducer (US1) Schall abstrahlt. Dabei schwingt der erste Ultraschall-Transducer (US1) zunächst noch mit zwei Ultraschallmomentanfrequenzen (fm1, fm2). Zum Ende hin verringert sich in dem Beispiel der 14 der Frequenzabstand zwischen der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) und der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) soweit, bis schließlich die beiden Ultraschallmomentanfrequenzen (fm1, fm2) in dem Beispiel der 14 gleich sind.The control device (AS) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 14 Now the instantaneous first control frequency (f A1 ) and the instantaneous second control frequency (f A2 ) and thus the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) and the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ) within the second tri-mode time (tmt 112 ), in which the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) emit sound, continue to decrease continuously. At a second transmission end time (t 2e ), in the example, the 14 the second ultrasonic transducer (US2) transmits an ultrasonic signal with the second ultrasonic instantaneous frequency (f m2 ) at a second end frequency (f 2e ) which corresponds to a second excitation end frequency [f A2e ] for the second control frequency (f A1 ) of the second signal component of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 14 This is where the common excitation signal (AS) begins in this example. 14 a final dual-mode time (dmt 11b ), in which only the first ultrasonic transducer (US1) emits sound. The first ultrasonic transducer (US1) initially oscillates at two instantaneous ultrasonic frequencies (f m1 , f m2 ). Towards the end, the 14 the frequency difference between the first ultrasonic instantaneous frequency (f m1 ) and the second ultrasonic instantaneous frequency (f m2 ) until finally the two ultrasonic instantaneous frequencies (f m1 , f m2 ) in the example of 14 are equal.

Die Ansteuervorrichtung der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) senkt in dem Beispiel der 14 somit die momentane erste Ansteuerfrequenz (fA1) und die momentane zweite Ansteuerfrequenz (fA2) innerhalb der letzten Dual-Mode-Zeit (dmt11b), in der nur der erste Ultraschall-Transducer (US1) Schall abstrahlt, weiter kontinuierlich ab. Zu einem ersten Sendeendzeitpunkt (t1e) stoppt in dem Beispiel der 14 der erste Ultraschall-Transducer (US1) die Aussendung des anteiligen Ultraschallsignals bei einer ersten Endfrequenz (f1e), die einer ersten Anregungsendfrequenz [fA1e] für die momentane erste Ansteuerfrequenz (fA1) und die momentane zweite Ansteuerfrequenz (fA2) der drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) in dem Beispiel der 14 gemeinsam ansteuernden Anregungssignals (AS) entspricht. Damit endet in diesem Beispiel der 14 die Aussendung des Ultraschallbursts (US) und damit die Burstdauer (bd). Die Schallabstrahlung endet dann.The control device of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) lowers in the example of the 14 Thus, the current first control frequency (f A1 ) and the current second control frequency (f A2 ) continue to decrease continuously within the last dual-mode time (dmt 11b ), in which only the first ultrasonic transducer (US1) emits sound. At a first transmission end time (t 1e ), the 14 the first ultrasonic transducer (US1) transmits the proportional ultrasonic signal at a first final frequency (f 1e ), which corresponds to a first excitation final frequency [f A1e ] for the current first control frequency (f A1 ) and the current second control frequency (f A2 ) of the three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) in the example of 14 The excitation signal (AS) that is to be controlled jointly ends the 14 the emission of the ultrasonic burst (US) and thus the burst duration (bd). The sound emission then ends.

Figur 15Figure 15

15 zeigt vereinfacht und schematisch ein beispielhaftes System zur Erzeugung des beispielhaften Frequenzverlaufs der folgenden 16. Dabei wird beispielsweise ein Ultraschallsensorsystem (USS) entsprechend 11 verwendet. 15 shows a simplified and schematic example of a system for generating the exemplary frequency response of the following 16 For example, an ultrasonic sensor system (USS) is used 11 used.

Im Gegensatz zum System der 13 verfügt der erste Ultraschall-Transducer (US1) nun über eine eigene erste Ansteuerungsvorrichtung (AV1). Der zweite Ultraschall-Transducer (US2) verfügt nun über eine eigene zweite Ansteuervorrichtung (AV2). Der dritte Ultraschall-Transducer (US3) verfügt nun über eine eigene dritte Ansteuervorrichtung (AV3).In contrast to the system of 13 The first ultrasonic transducer (US1) now has its own first control device (AV1). The second ultrasonic transducer (US2) now has its own second control device (AV2). The third ultrasonic transducer (US3) now has its own third control device (AV3).

Die erste Ansteuervorrichtung (AV1) steuert den ersten Ultraschall-Transducer (US1) mit Hilfe eines ersten Ansteuersignals (AS1) an.The first control device (AV1) controls the first ultrasonic transducer (US1) using a first control signal (AS1).

Die zweite Ansteuervorrichtung (AV2) steuert den zweiten Ultraschall-Transducer (US2) mit Hilfe eines zweiten Ansteuersignals (AS2) an.The second control device (AV2) controls the second ultrasonic transducer (US2) using a second control signal (AS2).

Die dritte Ansteuervorrichtung (AV3) steuert den dritten Ultraschall-Transducer (US3) mit Hilfe eines dritten Ansteuersignals (AS3) an.The third control device (AV3) controls the third ultrasonic transducer (US3) using a third control signal (AS3).

Ein Steuergerät (SG) steuert über einen Datenbus (DB) die erste Ansteuerungsvorrichtung (AV1).A control unit (SG) controls the first control device (AV1) via a data bus (DB).

Das Steuergerät (SG) steuert über den Datenbus (DB) die zweite Ansteuerungsvorrichtung (AV2).The control unit (SG) controls the second control device (AV2) via the data bus (DB).

Das Steuergerät (SG) steuert über den Datenbus (DB) die dritte Ansteuerungsvorrichtung (AV3).The control unit (SG) controls the third control device (AV3) via the data bus (DB).

Bevorzugt werden die Ansteuerungsvorrichtungen (AV1, AV2, AV3) über den Datenbus synchronisiert. In dem Fall beinhalten die Ansteuerungsvorrichtungen (AV1, AV2, AV3) bevorzugt eigene Zeitbasen, also beispielsweise Taktgeneratoren oder Zeitgeber, die die Synchronisation über eine ausreichend lange Zeit ohne weitere Synchronisationssignale des Steuergeräts (SG) aufrechterhalten.Preferably, the control devices (AV1, AV2, AV3) are synchronized via the data bus. In this case, the control devices (AV1, AV2, AV3) preferably contain their own time bases, for example, clock generators or timers, which maintain synchronization for a sufficiently long period of time without additional synchronization signals from the control unit (SG).

Somit können die Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) der Mehrzahl von Ultraschall-Transducern (US1, US2, US3) mit gleichen oder ungleichen Ansteuerfrequenzen (fA1, fA2, fA3) der Ansteuersignale (AS1, AS2, AS3) zum individuellen und unabhängigen Schwingen angeregt werden. Die Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) schwingen jedoch jeweils nur dann an, wenn die momentanen Ansteuerfrequenzen (fA1, fA2, fA3) der jeweiligen Ansteuersignale (AS1, AS2, AS3) in ihrer jeweiligen, zugehörigen Bandbreite (Δf1, Δf2, Δf3) liegen.Thus, the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) of the plurality of ultrasonic transducers (US1, US2, US3) can be excited to oscillate individually and independently with identical or unequal control frequencies (f A1 , f A2 , f A3 ) of the control signals (AS1, AS2, AS3). However, the ultrasonic transducers (US1, US2, US3) only oscillate when the instantaneous control frequencies (f A1 , f A2 , f A3 ) of the respective control signals (AS1, AS2, AS3) lie within their respective, associated bandwidths (Δf 1 , Δf 2 , Δf 3 ).

Figur 16Figure 16

16 entspricht der 12 mit dem Unterschied, dass nun ein erster Frequenzverlauf (SF1)der ersten momentanen Anregungsfrequenz (fA1) einer ersten Signalkomponente des Ansteuersignals (AS) zur Erzeugung eines Ultraschallbursts (UB) zusammen mit einem zweiten Frequenzverlauf (SF2) der zweiten momentanen Anregungsfrequenz (fA2) einer zweiten Signalkomponente des Ansteuersignals (AS) zur Erzeugung eines Ultraschallbursts (UB) und zusammen mit einem dritten Frequenzverlauf (SF3) der dritten momentanen Anregungsfrequenz (fA3) einer dritten Signalkomponente des Ansteuersignals (AS) zur Erzeugung eines Ultraschallbursts (UB) verwendet werden. Hierdurch strahlt das Ultraschallsensorsystem (USS) zumindest zeitweise ein Ultraschallsignal ab, dass einen ersten Ultraschallteilburst mit einer ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) und einen zweiten Ultraschallteilburst mit einer zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) und einen dritten Ultraschallteilburst mit einer dritten Ultraschallmomentanfrequenz (fm3) summiert überlagert umfasst. 16 corresponds to the 12 with the difference that a first frequency curve (SF1) of the first instantaneous excitation frequency (f A1 ) of a first signal component of the control signal (AS) is used to generate an ultrasonic burst (UB) together with a second frequency curve (SF2) of the second instantaneous excitation frequency (f A2 ) of a second signal component of the control signal (AS) to generate an ultrasonic burst (UB) and together with a third frequency curve (SF3) of the third instantaneous excitation frequency (f A3 ) of a third signal component of the control signal (AS) to generate an ultrasonic burst (UB). As a result, the ultrasonic sensor system (USS) emits, at least temporarily, an ultrasonic signal which comprises a first ultrasonic partial burst with a first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) and a second ultrasonic partial burst with a second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ) and a third ultrasonic partial burst with a third instantaneous ultrasonic frequency (f m3 ) in a summed and superimposed manner.

Das entsprechende Signal kann sowohl mittels einer Vorrichtung entsprechend 15, als auch mittels einer Vorrichtung entsprechend 13 erzeugt werden.The corresponding signal can be transmitted by means of a device corresponding 15 , as well as by means of a device corresponding 13 be generated.

Da der erste Frequenzverlauf (SF1) komplett innerhalb der ersten Bandbreite (Δf1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) bleibt, ist es möglich, diesen Teil des Ultraschallbursts nur mit dem ersten Ultraschall-Transducer (US1) zu erzeugen, wobei der erste Ultraschall-Transducer dann mit einem ersten Ansteuersignal (AS1) angesteuert wird, dass bevorzugt dann nur die erste Ansteuerfrequenz (fA1) umfasst. Der erste Ultraschall-Transducer (US1) strahlt dann einen ersten Ultraschallteilburst mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) aus, die der ersten Ansteuerfrequenz (fA1) entspricht.Since the first frequency response (SF1) remains entirely within the first bandwidth (Δf 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1), it is possible to generate this portion of the ultrasonic burst using only the first ultrasonic transducer (US1), with the first ultrasonic transducer then being controlled using a first control signal (AS1) that preferably only includes the first control frequency (f A1 ). The first ultrasonic transducer (US1) then emits a first ultrasonic subburst having the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ), which corresponds to the first control frequency (f A1 ).

Da der zweite Frequenzverlauf (SF2) komplett innerhalb der zweiten Bandbreite (Δf2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) bleibt, ist es möglich, diesen Teil des Ultraschallbursts nur mit dem zweiten Ultraschall-Transducer (US2) zu erzeugen, wobei der zweite Ultraschall-Transducer dann mit einem zweiten Ansteuersignal (AS2) angesteuert wird, dass bevorzugt dann nur die zweite Ansteuerfrequenz (fA2) umfasst. Der zweite Ultraschall-Transducer (US2) strahlt dann einen zweiten Ultraschallteilburst mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) aus, die der zweiten Ansteuerfrequenz (fA2) entspricht.Since the second frequency response (SF2) remains entirely within the second bandwidth (Δf 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2), it is possible to generate this portion of the ultrasonic burst using only the second ultrasonic transducer (US2), with the second ultrasonic transducer then being controlled using a second control signal (AS2) that preferably only includes the second control frequency (f A2 ). The second ultrasonic transducer (US2) then emits a second ultrasonic subburst with the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ), which corresponds to the second control frequency (f A2 ).

Da der dritte Frequenzverlauf (SF3) komplett innerhalb der dritten Bandbreite (Δf3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) bleibt, ist es möglich, diesen Teil des Ultraschallbursts nur mit dem dritten Ultraschall-Transducer (US3) zu erzeugen, wobei der dritte Ultraschall-Transducer dann mit einem dritten Ansteuersignal (AS3) angesteuert wird, dass bevorzugt dann nur die dritte Ansteuerfrequenz (fA3) umfasst. Der dritte Ultraschall-Transducer (US3) strahlt dann einen dritten Ultraschallteilburst mit der dritten Ultraschallmomentanfrequenz (fm3) aus, die der dritten Ansteuerfrequenz (fA3) entspricht.Since the third frequency response (SF3) remains entirely within the third bandwidth (Δf 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3), it is possible to generate this portion of the ultrasonic burst using only the third ultrasonic transducer (US3). The third ultrasonic transducer is then controlled using a third control signal (AS3) that preferably only includes the third control frequency (f A3 ). The third ultrasonic transducer (US3) then emits a third ultrasonic subburst with the third instantaneous ultrasonic frequency (f m3 ), which corresponds to the third control frequency (f A3 ).

Zu einem ersten Sendestartzeitpunkt (t1s) beginnt der erste Ultraschall-Transducer (US1) mit der ersten Startfrequenz (f1s) als erste Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) zu schwingen und sein Schallsignal mit dieser ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) abzustrahlen. Hierzu steuert eine Ansteuervorrichtung (AV) oder eine erste Ansteuervorrichtung (AV1) den ersten Ultraschall-Transducer (US1) mit einer momentanen ersten Ansteuerfrequenz (fA1) an, die der gewünschten ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) der Schallabstrahlung im Wesentlichen entspricht. In dem Beispiel der 15 senkt die Ansteuervorrichtung (AV) bzw. die erste Ansteuervorrichtung (AV1) die momentane erste Ansteuerfrequenz (fA1) und damit die erste Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) mit fortschreitender Zeit ab. Zu einem ersten Sendeendzeitpunkt (t1e) beendet dann der erste Ultraschall-Transducer (US1) die Schallabstrahlung bei einer ersten Endfrequenz (f1e) als erste Ultraschallmomentanfrequenz (fm1).At a first transmission start time (t 1s ), the first ultrasonic transducer (US1) begins to oscillate at the first start frequency (f 1s ) as the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) and to emit its sound signal at this first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ). For this purpose, a control device (AV) or a first control device (AV1) controls the first ultrasonic transducer (US1) with a momentary first control frequency (f A1 ), which essentially corresponds to the desired first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) of the sound emission. In the example of the 15 the control device (AV) or the first control device (AV1) reduces the instantaneous first control frequency (f A1 ) and thus the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) of the sound emission of the first ultrasonic transducer (US1) as time progresses. At a first transmission end time (t 1e ), the first ultrasonic transducer (US1) then stops the sound emission at a first end frequency (f 1e ) as the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ).

Zu einem zweiten Sendestartzeitpunkt (t2s) beginnt dann der zweite Ultraschall-Transducer (US2) mit der zweiten Startfrequenz (f2s) als zweite Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) zu schwingen und sein Schallsignal mit dieser zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) abzustrahlen. Hierzu steuert eine Ansteuervorrichtung (AV) oder eine zweite Ansteuervorrichtung (AV2) den zweiten Ultraschall-Transducer (US2) mit einer momentanen zweiten Ansteuerfrequenz (fA2) an, die der gewünschten zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) im Wesentlichen entspricht. In dem Beispiel der 15 senkt die Ansteuervorrichtung (AV) bzw. die zweite Ansteuervorrichtung (AV2) die momentane zweite Ansteuerfrequenz (fA2) und damit die zweite Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) mit fortschreitender Zeit ab. Zu einem zweiten Sendeendzeitpunkt (t2e) beendet dann der zweite Ultraschall-Transducer (US2) die Schallabstrahlung bei einer zweiten Endfrequenz (f2e) als zweite Ultraschallmomentanfrequenz (fm2).At a second transmission start time (t 2s ), the second ultrasound transducer then begins (US2) with the second starting frequency (f 2s ) as the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ) and to emit its sound signal with this second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ). For this purpose, a control device (AV) or a second control device (AV2) controls the second ultrasonic transducer (US2) with a momentary second control frequency (f A2 ) which essentially corresponds to the desired second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ). In the example of the 15 the control device (AV) or the second control device (AV2) reduces the instantaneous second control frequency (f A2 ) and thus the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ) of the sound emission of the second ultrasonic transducer (US2) as time progresses. At a second transmission end time (t 2e ), the second ultrasonic transducer (US2) then ceases sound emission at a second end frequency (f 2e ) as the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ).

Zu einem dritten Sendestartzeitpunkt (t3s) beginnt dann der dritte Ultraschall-Transducer (US3) mit der dritten Startfrequenz (f3s) als dritte Ultraschallmomentanfrequenz (fm3) zu schwingen und sein Schallsignal mit der dritten Ultraschallmomentanfrequenz (fm3) abzustrahlen. Hierzu steuert eine Ansteuervorrichtung (AV) oder eine dritte Ansteuervorrichtung (AV3) den dritten Ultraschall-Transducer (US3) mit einer momentanen dritten Ansteuerfrequenz (fA3) an, die der gewünschten momentanen Schwingfrequenz im Wesentlichen entspricht. In dem Beispiel der 15 senkt die Ansteuervorrichtung (AV) bzw. die dritte Ansteuervorrichtung (AV3) die momentane dritte Ansteuerfrequenz (fA3) und damit die dritte Ultraschallmomentanfrequenz (fm3) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) mit fortschreitender Zeit ab. Zu einem dritten Sendeendzeitpunkt (t3e) beendet dann der dritte Ultraschall-Transducer (US3) die Schallabstrahlung bei einer dritten Endfrequenz (f3e) als dritte Ultraschallmomentanfrequenz (fm3).At a third transmission start time (t 3s ), the third ultrasonic transducer (US3) begins to oscillate at the third start frequency (f 3s ) as the third instantaneous ultrasonic frequency (f m3 ) and to emit its sound signal at the third instantaneous ultrasonic frequency (f m3 ). For this purpose, a control device (AV) or a third control device (AV3) controls the third ultrasonic transducer (US3) with a momentary third control frequency (f A3 ), which essentially corresponds to the desired instantaneous oscillation frequency. In the example of the 15 The control device (AV) or the third control device (AV3) reduces the current third control frequency (f A3 ) and thus the third instantaneous ultrasonic frequency (f m3 ) of the sound emission of the third ultrasonic transducer (US3) as time progresses. At a third transmission end time (t 3e ), the third ultrasonic transducer (US3) then stops the sound emission at a third end frequency (f 3e ) as the third instantaneous ultrasonic frequency (f m3 ).

In dem Beispiel der 16 liegt der erste Startzeitpunkt (t1s) zeitlich vor dem zweiten Startzeitpunkt (t2s) und dem dritten Startzeitpunkt (t3s). Damit ergibt sich eine erste Single-Mode-Zeit (smt1), in der nur der erste Ultraschall-Transducer (US1) Schall mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) abstrahlt.In the example of 16 The first start time (t 1s ) occurs before the second start time (t 2s ) and the third start time (t 3s ). This results in a first single-mode time (smt 1 ) in which only the first ultrasonic transducer (US1) emits sound at the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ).

In dem Beispiel der 16 liegt der zweite Startzeitpunkt (t2s) zeitlich nach dem ersten Startzeitpunkt (t1s) und zeitlich vor dem dritten Startzeitpunkt (t3s). Damit ergibt sich eine erste Dual-Mode-Zeit (dmt1), in der nur der erste Ultraschall-Transducer (US1) mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) Schall mit unterschiedlichen Ultraschallmomentanfrequenzen (fm1, fm2) abstrahlen.In the example of 16 The second start time (t 2s ) occurs after the first start time (t 1s ) and before the third start time (t 3s ). This results in a first dual-mode time (dmt 1 ) in which only the first ultrasonic transducer (US1) with the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) and the second ultrasonic transducer (US2) with the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ) emit sound with different instantaneous ultrasonic frequencies (f m1 , f m2 ).

Nach dem dritten Startzeitpunkt (t3s) beginnt dann auch der dritte Ultraschall-Transducer (US3) Schall mit der dritten Ultraschallmomentanfrequenz (fm3) abzustrahlen. Damit ergibt sich in einem Zeitraum beginnend mit dem dritten Startzeitpunkt (t3s) und endend mit dem ersten Endzeitpunkt (t1e) eine erste Tri-Mode-Zeit (tmt) in der alle drei Ultraschall-Transducer (US1, US2, US3) Schall mit drei voneinander unterschiedlichen Frequenzen abstrahlen. Der erste Ultraschall-Transducer (US1) sendet Schall mit der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) aus. Der zweite Ultraschall-Transducer (US2) sendet Schall mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) aus. Der dritte Ultraschall-Transducer (US3) sendet Schall mit der dritten Ultraschallmomentanfrequenz (fm3) aus.After the third start time (t 3s ), the third ultrasonic transducer (US3) also begins to emit sound at the third instantaneous ultrasonic frequency (f m3 ). This results in a first tri-mode time (tmt) in a period beginning with the third start time (t 3s ) and ending with the first end time (t 1e ) in which all three ultrasonic transducers (US1, US2, US3) emit sound at three different frequencies. The first ultrasonic transducer (US1) emits sound at the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ). The second ultrasonic transducer (US2) emits sound at the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ). The third ultrasonic transducer (US3) emits sound at the third instantaneous ultrasonic frequency (f m3 ).

In dem Beispiel der 16 liegt der erste Endzeitpunkt (t1e) zeitlich vor dem zweiten Endzeitpunkt (t2e) und dem dritten Endzeitpunkt (t3e). Damit ergibt sich eine zweite Dual-Mode-Zeit (dmt2), in der nur der zweite Ultraschall-Transducer (US2) mit der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) Schall abstrahlt und der dritte Ultraschall-Transducer (US3) mit der dritten Ultraschallmomentanfrequenz (fm3) Schall abstrahlt. Die zweite Dual-Mode-Zeit (dmt2) endet mit dem zweiten Endzeitpunkt (t2e).In the example of 16 The first end time (t 1e ) occurs before the second end time (t 2e ) and the third end time (t 3e ). This results in a second dual-mode time (dmt 2 ) in which only the second ultrasonic transducer (US2) emits sound at the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ) and the third ultrasonic transducer (US3) emits sound at the third instantaneous ultrasonic frequency (f m3 ). The second dual-mode time (dmt 2 ) ends with the second end time (t 2e ).

In dem Beispiel der 16 liegt der zweite Endzeitpunkt (t2e) zeitlich nach dem ersten Endzeitpunkt (t1e) und zeitlich vor dem dritten Endzeitpunkt (t3e). Damit ergibt sich eine zweite Single-Mode-Zeit (smt2), in der nur der dritte Ultraschall-Transducer (US3) mit der dritten Ultraschallmomentanfrequenz (fm3) Schall abstrahlt. Die zweite Single-Mode-Zeit (smt2) endet mit dem dritten Endzeitpunkt (t3e). Dies ist dann auch das Ende des Ultraschallbursts.In the example of 16 The second end time (t 2e ) occurs after the first end time (t 1e ) and before the third end time (t 3e ). This results in a second single-mode time (smt 2 ) in which only the third ultrasonic transducer (US3) emits sound at the third instantaneous ultrasonic frequency (f m3 ). The second single-mode time (smt 2 ) ends with the third end time (t 3e ). This also marks the end of the ultrasonic burst.

Figur 17Figure 17

17 entspricht der 12 mit dem Unterschied, dass nun ein erster Frequenzverlauf (SF1) der ersten Ultraschallmomentanfrequenz (fm1) eines ersten Ultraschallteilbursts entsprechend dem Frequenzverlauf der ersten momentanen Anregungsfrequenz (fA1) einer ersten Signalkomponente des Ansteuersignals (AS) zur Erzeugung eines Ultraschallbursts (UB) zusammen mit einem zweiten Frequenzverlauf (SF2) der zweiten Ultraschallmomentanfrequenz (fm2) eines zweiten Ultraschallteilbursts entsprechend der zweiten momentanen Anregungsfrequenz (fA2) einer zweiten Signalkomponente des Ansteuersignals (AS) zur Erzeugung eines Ultraschallbursts (UB) und zusammen mit einem dritten Frequenzverlauf (SF3) der dritten Ultraschallmomentanfrequenz (fm3) entsprechend der dritten momentanen Anregungsfrequenz (fA3) einer dritten Signalkomponente des Ansteuersignals (AS) zur Erzeugung eines Ultraschallbursts (UB) verwendet werden. Im Unterschied zur vorausgehenden 16 enden nun alle Frequenzverläufe (SF1, SF2, SF3) bei einer gemeinsamen Endfrequenz (fe) als jeweilige Ultraschallmomentanfrequenz (fm1, fm2, fm3) zu einem gemeinsamen Endzeitpunkt (te). Hier ist diese gemeinsame Endfrequenz (fe) so gewählt, dass sie von allen beispielhaften drei Ultraschall-Transducern (US1, US2, US3) erzeugt werden kann. Zwei der Frequenzverläufe sind hier beispielhaft monoton fallend, einer monoton steigend. 17 corresponds to the 12 with the difference that now a first frequency curve (SF1) of the first instantaneous ultrasonic frequency (f m1 ) of a first ultrasonic partial burst corresponding to the frequency curve of the first instantaneous excitation frequency (f A1 ) of a first signal component of the control signal (AS) for generating an ultrasonic burst (UB) together with a second frequency curve (SF2) of the second instantaneous ultrasonic frequency (f m2 ) of a second ultrasonic partial burst corresponding to the second instantaneous excitation frequency (f A2 ) of a second signal component of the control signal (AS) for generating an ultrasonic burst (UB) and together with a third frequency curve (SF3) of the third instantaneous ultrasonic frequency (f m3 ) corresponding to the third instantaneous excitation frequency (f A3 ) of a third signal component of the control signal (AS) to generate an ultrasonic burst (UB). In contrast to the previous 16 All frequency curves (SF1, SF2, SF3) now end at a common end frequency (f e ) as the respective instantaneous ultrasonic frequency (f m1 , f m2 , f m3 ) at a common end time (t e ). This common end frequency (f e ) is chosen so that it can be generated by all three exemplary ultrasonic transducers (US1, US2, US3). Two of the frequency curves are monotonically decreasing, one monotonically increasing.

Figur 18 & Figur 19Figure 18 & Figure 19

Die Schallabstrahlung des Ultraschallsensorsystems (USS) entspricht bei Vernachlässigung des Abstands der Ultraschallsensoren (US1, US2, US3) und der Dimensionen des Ultraschallsensorsystems (USS) selbst einer Multipolentwicklung einer sphärischen Kugelwellenfunktion. D.h. die Schallabstrahlkeule eines Ultraschall-Transducers (US1, US2, US3) des Ultraschallsensorsystems (USS) weist jeweils einen Öffnungswinkel auf. Die Schallabstrahlkeule eines Ultraschallsensors weist dabei eine Keulenachse auf. Wird die Schallabstrahlkeule senkrecht zur Keulenachse in einer Schnittfläche geschnitten, so ist die Intensitätsverteilung des Schalls in dieser Schnittfläche in der Regel nicht rotationssymmetrisch um den Durchstoßpunkt der Keulenachse durch diese Schnittebene herum verteilt, sondern in der Regel eher elliptisch. Bevorzugt ist der Öffnungswinkel der Schallabstrahlung eines Ultraschallsensors in der Vertikalen oft verschieden von dem Öffnungswinkel der Schallabstrahlung in der Horizontalen. In der 18 sind die Öffnungswinkel in der Horizontalen mit dem Index H bezeichnet und die Öffnungswinkel in der Vertikalen mit dem Index V. Die 18a skizziert die Situation in der Aufsicht. Die 18b skizziert die Situation in der Seitenansicht.The sound radiation of the ultrasonic sensor system (USS) corresponds to a multipole expansion of a spherical wave function, neglecting the distance between the ultrasonic sensors (US1, US2, US3) and the dimensions of the ultrasonic sensor system (USS) itself. This means that the sound radiation lobe of an ultrasonic transducer (US1, US2, US3) of the ultrasonic sensor system (USS) each has an aperture angle. The sound radiation lobe of an ultrasonic sensor has a lobe axis. If the sound radiation lobe is cut perpendicular to the lobe axis in a cross-section, the intensity distribution of the sound in this cross-section is generally not rotationally symmetrical around the point where the lobe axis intersects this cross-section plane, but rather elliptical. Preferably, the aperture angle of the sound radiation of an ultrasonic sensor in the vertical direction is often different from the aperture angle of the sound radiation in the horizontal direction. 18 The horizontal opening angles are designated with the index H and the vertical opening angles with the index V. The 18a outlines the situation in supervision. The 18b sketches the situation in side view.

Die Schallabstrahlkeule des ersten Ultraschall-Transducers (US1) des Ultraschallsystems (USS) habe den vertikalen Öffnungswinkel αV und den horizontalen Öffnungswinkel αH.The sound beam of the first ultrasonic transducer (US1) of the ultrasonic system (USS) has the vertical opening angle α V and the horizontal opening angle α H .

Die Schallabstrahlkeule des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) des Ultraschallsystems (USS) habe den vertikalen Öffnungswinkel βV und den horizontalen Öffnungswinkel βH.The sound beam of the second ultrasonic transducer (US2) of the ultrasonic system (USS) has the vertical opening angle β V and the horizontal opening angle β H .

Die Schallabstrahlkeule des dritten Ultraschall-Transducers (US3) des Ultraschallsystems (USS) habe den vertikalen Öffnungswinkel γv und den horizontalen Öffnungswinkel γH.The sound beam of the third ultrasonic transducer (US3) of the ultrasonic system (USS) has the vertical opening angle γ v and the horizontal opening angle γ H .

In dem Beispiel der 18 sind beispielhaft die Öffnungswinkel des ersten Ultraschall-Transducers (US1) größer gestaltet als die Öffnungswinkel des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und größer als die Öffnungswinkel des dritten Ultraschall-Transducers (US3).In the example of 18 For example, the opening angles of the first ultrasonic transducer (US1) are designed to be larger than the opening angles of the second ultrasonic transducer (US2) and larger than the opening angles of the third ultrasonic transducer (US3).

In dem Beispiel der 18 sind die Öffnungswinkel des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) kleiner gestaltet als die Öffnungswinkel des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und größer als die Öffnungswinkel des dritten Ultraschall-Transducers (US3).In the example of 18 the opening angles of the second ultrasonic transducer (US2) are smaller than the opening angles of the first ultrasonic transducer (US1) and larger than the opening angles of the third ultrasonic transducer (US3).

Die unterschiedlichen Öffnungswinkel lassen sich z.B. durch die Membrangröße im Vergleich zur Schallwellenlänge gestalten. Durch Materialauswahl und Materialdicke können die Resonanzfrequenzen angepasst werden. Auch die Wahl der Anregungsfrequenz (fA1, fA2, fA3) des jeweiligen Ultraschall-Transducers (US1, US2, US3) ändert die Dimensionen der Abstrahlkeule.The different aperture angles can be achieved, for example, by adjusting the membrane size relative to the sound wavelength. The resonance frequencies can be adjusted by material selection and thickness. The choice of excitation frequency (f A1 , f A2 , f A3 ) of the respective ultrasonic transducer (US1, US2, US3) also changes the dimensions of the radiation beam.

Dies hat nun den Vorteil, dass sich bei unterschiedlichen Anregungsfrequenzen die Reflexionen gleich weit vom Ultraschallsystem entfernter Objekte (O1, O2) (siehe auch 19) durch die spektrale Zusammensetzung des reflektierten Signals unterscheiden. Auf diese Weise wird eine Winkelbestimmung möglich.This has the advantage that at different excitation frequencies the reflections of objects (O1, O2) that are equally far away from the ultrasound system (see also 19 ) by the spectral composition of the reflected signal. This makes it possible to determine the angle.

Figur 20Figure 20

20 veranschaulicht, wie die zuvor beschriebenen unterschiedlichen Modulationsarten nun bei Annäherung an ein wichtiges Objekt (O), beispielsweise ein Hindernis, eingesetzt werden können. 20 illustrates how the different types of modulation described above can now be used when approaching an important object (O), for example an obstacle.

In dem Beispiel der 20 wird die Burstdauer (bd) mit der Annäherung an das Objekt (O) verkürzt.In the example of 20 the burst duration (bd) is shortened as the object (O) is approached.

Die Anzahl der gleichzeitig ausgesendeten Frequenzverläufe (SF1, SF2, SF3) wird bei Unterschreiten eines Abstands zwischen Ultraschallsensorsystem (USS) und Objekt (O, O1, O2) von zwei auf drei erhöht. Die Anzahl der gleichzeitig ausgesendeten Frequenzverläufe (SF1, SF2, SF3) ändert sich also mit der Annäherung an das Objekt (O). Innerhalb eines Ultraschallbursts wird die Anzahl der Frequenzverläufe zunächst von 1 auf 2 erhöht. Bei größerer Annäherung wird die Anzahl der Frequenzverläufe dann von 1 auf 3 innerhalb eines Ultraschallbursts erhöht.The number of simultaneously transmitted frequency responses (SF1, SF2, SF3) increases from two to three when the distance between the ultrasonic sensor system (USS) and the object (O, O1, O2) falls below a certain threshold. The number of simultaneously transmitted frequency responses (SF1, SF2, SF3) therefore changes as the sensor approaches the object (O). Within an ultrasonic burst, the number of frequency responses initially increases from 1 to 2. As the sensor approaches closer, the number of frequency responses within an ultrasonic burst then increases from 1 to 3.

Die Frequenzverläufe sind in dem Beispiel der 20 alle immer innerhalb eines Ultraschallbursts streng monoton fallen, wobei die Abfallgeschwindigkeit der Ultraschallmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) und damit der der Anregungsfrequenzen (fA) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB) sinkt. Die Startfrequenz (f1s) des ersten Frequenzverlaufs (SF1) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB) wird mit Annäherung an das Objekt (O) verändert. Zunächst wird die Startfrequenz (f1s) des ersten Frequenzverlaufs (SF1) innerhalb eines Ultraschallbursts mit Annäherung an das Objekt (O) angehoben, um dann bei weiterer Annäherung wieder abzufallen. Alle Ultraschallbursts weisen in dem Beispiel der 20 eine Single-Mode-Zeit (smt) auf, in der nur der Ultraschallteilburst mit dem ersten Frequenzverlauf (SF1) ausgesendet wird. Ein Zeitabschnitt der Aussendung des Ultraschallbursts (UB) weist eine Dual-Mode-Zeit (dmt) auf, in der nur die Ultraschallteilbursts mit dem ersten Frequenzverlauf (SF1) und mit dem zweiten Frequenzverlauf (SF3) ausgesendet werden. Ein anderer Teil der Ultraschallbursts weist eine Tri-Mode-Zeit (tmt) auf, in der die Ultraschallteilbursts mit dem ersten Frequenzverlauf (SF1) und mit dem zweiten Frequenzverlauf (SF3) und mit dem dritten Frequenzverlauf (SF3) ausgesendet werdenThe frequency curves are in the example of 20 all always decrease strictly monotonically within an ultrasonic burst, whereby the decay rate of the instantaneous ultrasonic frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) and thus that of the excitation frequencies (f A ) decreases within an ultrasonic burst (UB). The starting frequency (f 1s ) of the first frequency response (SF1) within an ultrasonic burst (UB) is changed as the object (O) approaches. First, the starting frequency (f 1s ) of the first frequency response (SF1) within an ultrasonic burst is increased as the object (O) approaches, and then decreases again as the object approaches. All ultrasonic bursts in the example of the 20 a single-mode time (smt), in which only the ultrasonic subburst with the first frequency response (SF1) is transmitted. One time period of the ultrasonic burst transmission (UB) has a dual-mode time (dmt), in which only the ultrasonic subbursts with the first frequency response (SF1) and with the second frequency response (SF3) are transmitted. Another part of the ultrasonic bursts has a tri-mode time (tmt), in which the ultrasonic subbursts with the first frequency response (SF1), with the second frequency response (SF3), and with the third frequency response (SF3) are transmitted.

Figur 21Figure 21

21 verdeutlicht die Situation bei der Verwendung zweier Ultraschallsensorsysteme (USS1, USS2). 21 illustrates the situation when using two ultrasonic sensor systems (USS1, USS2).

In diesem Beispiel entspreche zu besseren Erläuterung jedes für sich der beispielhaft zwei Ultraschallsensorsysteme (USS1, USS2) in etwa dem beispielhaften Ultraschallsensorsystem (USS) der 11.In this example, for better explanation, each of the two exemplary ultrasonic sensor systems (USS1, USS2) corresponds approximately to the exemplary ultrasonic sensor system (USS) of the 11 .

Jedes der Ultraschallsensorsysteme (USS1, USS2) empfängt bei Verwendung unterschiedlicher Öffnungswinkel entsprechend 18 und unterschiedlicher Ultraschallmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) innerhalb eines Ultraschallsensorsystems jeweils drei unterschiedliche Ultraschallreflexionssignale mit unterschiedlichen Ultraschallmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3). Diese beispielhaft drei empfangenen Ultraschallreflexionssignale können bereits im Ultraschallsensorsystem (USS1, USS2) ausgewertet werden und dann an ein Steuergerät (SG) übertragen werden oder aber unausgewertet und weitestgehend unverarbeitet komprimiert werden, an ein Steuergerät (SG) übertragen werden, und dann im Steuergerät (SG) ausgewertet werden. Je nach Abstand (D, s1, s2) des Objekts (O) vom jeweiligen Ultraschallsensorsystem (USS1, USS2) trifft das Ultraschallreflexionssignal zu unterschiedlichen Zeitpunkten beim jeweiligen Ultraschallsensorsystem (USS1, USS2) ein, was ebenfalls ausgewertet werden kann.Each of the ultrasonic sensor systems (USS1, USS2) receives the corresponding 18 and different instantaneous ultrasonic frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) within an ultrasonic sensor system, three different ultrasonic reflection signals with different instantaneous ultrasonic frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ). These three example ultrasonic reflection signals can be evaluated in the ultrasonic sensor system (USS1, USS2) and then transmitted to a control unit (SG) or can be compressed without being evaluated and largely unprocessed, transmitted to a control unit (SG), and then evaluated in the control unit (SG). Depending on the distance (D, s1, s2) of the object (O) from the respective ultrasonic sensor system (USS1, USS2), the ultrasonic reflection signal arrives at the respective ultrasonic sensor system (USS1, USS2) at different times, which can also be evaluated.

Figur 22Figure 22

22 zeigt die Wirkung der verschiedenen Ultraschallbursts hinsichtlich ihrer Dopplerresistenz. 22 shows the effect of the different ultrasound bursts with regard to their Doppler resistance.

22 zeigt vier Beispiele für den Einfluss der Ultraschallbust-Frequenzbandbreite und der Frequenzmodulationskrümmung auf Doppler-bezogene Entfernungsfehler bei einer Fahrgeschwindigkeit von 8 m s-1. Die obere Reihe zeigt Spektrogramme von vier Ultraschallburstecho-Paaren. Die untere Reihe zeigt die Hüllkurven der zugehörigen Kreuzkorrelationsfunktion (CCF-Signal) zwischen dem ausgesendeten Ultraschallburstsignal des fahrenden Fahrzeugs und dem durch ein ruhendes Objekt reflektierten Signal nach dem Empfang durch das Ultraschallsensorsystem, das sich in dem fahrenden Fahrzeug befindet. Die Pfeile geben die tatsächliche Zeitverzögerung von 8 ms zwischen Aussendezeitpunkt und Empfangszeitpunkt des Echos an. Die senkrechten Linien zeigen die Position des Peaks im CCF-Signal. 22 shows four examples of the influence of ultrasonic burst frequency bandwidth and frequency modulation curvature on Doppler-related range errors at a vehicle speed of 8 ms -1 . The top row shows spectrograms of four ultrasonic burst echo pairs. The bottom row shows the envelopes of the corresponding cross-correlation function (CCF signal) between the ultrasonic burst signal emitted by the moving vehicle and the signal reflected by a stationary object after reception by the ultrasonic sensor system located in the moving vehicle. The arrows indicate the actual time delay of 8 ms between the time of emission and the time of reception of the echo. The vertical lines show the position of the peak in the CCF signal.

Wie leicht zu erkennen ist, führt eine größere Breitbandigkeit des Ultraschallbursts zu einer Reduktion des Dopplerfehlers.As can easily be seen, a greater broadband of the ultrasound burst leads to a reduction of the Doppler error.

Zur Frequenzmessung gleichzeitig vorliegender FrequenzenFor frequency measurement of simultaneously present frequencies

Zur besseren Klarheit sei hier kurz erwähnt, wie das Vorliegen mehrerer Frequenzen zu einem Zeitpunkt gemessen werden soll.For greater clarity, it is briefly mentioned here how the presence of multiple frequencies at one time should be measured.

Abtastwerte des zu beurteilenden Signals werden fortlaufend als Speicherwerte abgespeichert. Den Speicherwerten kann dabei immer ein Abspeicherzeitpunkt zugeordnet werden. Die Speicherwerte werden mit einem Fenstersignal multipliziert. Hierbei kann es sich beispielsweise um eines der folgenden Fenstersignale handeln: Rechteck-Fenster, Von-Hann-Fenster, Hamming-Fenster, Blackman-Fenster, Blackman-Harris-Fenster, Blackman-Nuttall-Fenster, Flat-Top-Fenster, Bartlett-Fenster, Bartlett-Hann-Fenster, Kosinus-Fenster, Tukey-Fenster, Lanczos-Fenster, Kaiser-Fenster, Gauß-Fenster. Weitere Fenstertypen sind denkbar. Die Fensterfunktion besitzt dabei einen Bezugszeitpunkt. Die zeitliche Länge des betreffenden Fensters soll kleiner als die Ultraschallburstdauer (bd) sein. Bevorzugt soll die zeitliche Länge des betreffenden Fensters kleiner als 1/10 der Ultraschallburstdauer (bd) sein. Die Speicherwerte werden mit der Fensterfunktion für den betreffenden Bezugszeitpunkt multipliziert. Dabei wird immer ein Speicherwert mit dem Wert des Fenstersignals zu einem gefensterten Abtastwert multipliziert, dessen Zeitpunkt innerhalb des Fenstersignals unter Berücksichtigung des Bezugszeitpunkts dem Abtastzeitpunkt des Speicherwerts entspricht. Die gefensterten Abtastwerte ergeben dann ein gefenstertes Signal, das einer Fouriertransformation oder einer Z-transformation unterworfen werden kann. Zeigen sich im transformierten Signal dann mehrere Frequenzen, so liegen mehrere Frequenzen zum Bezugszeitpunkt in dem Signal vor. Der Bezugszeitpunkt wird verschoben und die gleiche Analyse immer wieder wiederholt. Der Vorgang ist als Zeit-Frequenz-Analyse (TFA) bekannt.Samples of the signal to be assessed are continuously saved as memory values. A storage time can always be assigned to the memory values. The memory values are multiplied by a window signal. This can be one of the following window signals, for example: rectangular window, von Hann window, Hamming window, Blackman window, Blackman-Harris window, Blackman-Nuttall window, flat-top window, Bartlett window, Bartlett-Hann window, cosine window, Tukey window, Lanczos window, Kaiser window, Gaussian window. Other window types are conceivable. The window function has a reference time. The temporal length of the respective window should be less than the ultrasound burst duration (bd). Preferably, the temporal length of the respective window should be less than 1/10 of the ultrasound burst duration (bd). The memory values are multiplied by the window function for the respective reference time. In this process, a stored value is always multiplied by the value of the window signal to produce a windowed sample value whose time within the window signal corresponds to the sampling time of the stored value, taking the reference time into account. The windowed samples then produce a windowed signal that can be subjected to a Fourier transformation or a Z-transformation. If multiple frequencies are then evident in the transformed signal, then multiple frequencies are present in the signal at the reference time. The reference time is shifted, and the same analysis is repeated over and over again. This process is known as time-frequency analysis (TFA).

BezugszeichenlisteList of reference symbols

AA
Ultraschallburstamplitude;Ultrasound burst amplitude;
A1A1
erste spektrale Ultraschallburstamplitude des ersten Ultraschall-Transducers (US1);first spectral ultrasonic burst amplitude of the first ultrasonic transducer (US1);
A2A2
zweite spektrale Ultraschallburstamplitude des zweiten Ultraschall-Transducers (US2);second spectral ultrasonic burst amplitude of the second ultrasonic transducer (US2);
A3A3
dritte spektrale Ultraschallburstamplitude des dritten Ultraschall-Transducers (US3);third spectral ultrasonic burst amplitude of the third ultrasonic transducer (US3);
Amax1Amax1
erstes Amplitudenmaximum (Amax1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) bei seiner ersten Resonanzfrequenz (f1). Das erste Amplitudenmaximum (Amax1) der Schallabstrahlung kann durch Anregung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) mit einer ersten Anregungsfrequenz (fA1) gemessen werden, wobei die erste Anregungsfrequenz (fA1) durchgestimmt wird und diejenige erste Anregungsfrequenz (fA1) bestimmt wird, bei der der erste Ultraschallsender (US1) die maximale Wirkleistung aufnimmt. Die dabei abgestrahlte Schallleistung wird in dieser Schrift als das erste Amplitudenmaximum (Amax1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) aufgefasst;first amplitude maximum (A max1 ) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1) at its first resonance frequency (f 1 ). The first amplitude maximum (A max1 ) of the sound radiation can be measured by exciting the first ultrasonic transducer (US1) with a first excitation frequency (f A1 ), whereby the first excitation frequency (f A1 ) is tuned and the first excitation frequency (f A1 ) is determined at which the first ultrasonic transmitter (US1) absorbs the maximum active power. The sound power emitted in this way is understood in this document as the first amplitude maximum (A max1 ) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1);
Amax2Amax2
zweites Amplitudenmaximum (Amax2) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) bei seiner zweiten Resonanzfrequenz (f2). Das zweite Amplitudenmaximum (Amax2) der Schallabstrahlung kann durch Anregung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) mit einer zweiten Anregungsfrequenz (fA2) gemessen werden, wobei die zweite Anregungsfrequenz (fA2) durchgestimmt wird und diejenige zweite Anregungsfrequenz (fA2) bestimmt wird, bei der der zweite Ultraschallsender (US2) die maximale Wirkleistung aufnimmt. Die dabei abgestrahlte Schallleistung wird in dieser Schrift als das zweite Amplitudenmaximum (Amax2) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) aufgefasst;second amplitude maximum (A max2 ) of the sound radiation of the second ultrasonic transducer (US2) at its second resonance frequency (f 2 ). The second amplitude maximum (A max2 ) of the sound radiation can be measured by exciting the second ultrasonic transducer (US2) with a second excitation frequency (f A2 ), whereby the second excitation frequency (f A2 ) is tuned and the second excitation frequency (f A2 ) is determined at which the second ultrasonic transmitter (US2) absorbs the maximum active power. The sound power emitted in this way is understood in this document as the second amplitude maximum (A max2 ) of the sound radiation of the second ultrasonic transducer (US2);
Amax3Amax3
drittes Amplitudenmaximum (Amax3) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) bei seiner dritten Resonanzfrequenz (f3). Das dritte Amplitudenmaximum (Amax3) der Schallabstrahlung kann durch Anregung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) mit einer dritten Anregungsfrequenz (fA3) gemessen werden, wobei die dritte Anregungsfrequenz (fA3) durchgestimmt wird und diejenige dritte Anregungsfrequenz (fA3) bestimmt wird, bei der der dritte Ultraschallsender (US3) die maximale Wirkleistung aufnimmt. Die dabei abgestrahlte Schallleistung wird in dieser Schrift als das dritte Amplitudenmaximum (Amax3) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) aufgefasst;third amplitude maximum (A max3 ) of the sound radiation of the third ultrasonic transducer (US3) at its third resonance frequency (f 3 ). The third amplitude maximum (A max3 ) of the sound radiation can be measured by exciting the third ultrasonic transducer (US3) with a third excitation frequency (f A3 ), whereby the third excitation frequency (f A3 ) is tuned and the third excitation frequency (f A3 ) is determined at which the third ultrasonic transmitter (US3) absorbs the maximum effective power. The sound power emitted in this way is understood in this document as the third amplitude maximum (A max3 ) of the sound radiation of the third ultrasonic transducer (US3);
ASAS
Ansteuersignal;control signal;
AS1AS1
erstes Ansteuersignal des ersten Ultraschall-Transducers (US1);first control signal of the first ultrasonic transducer (US1);
AS2AS2
erstes Ansteuersignal des zweiten Ultraschall-Transducers (US2);first control signal of the second ultrasonic transducer (US2);
AS3AS3
erstes Ansteuersignal des dritten Ultraschall-Transducers (US3);first control signal of the third ultrasonic transducer (US3);
AVAV
Ansteuervorrichtung;control device;
AV1AV1
erste Ansteuervorrichtung des ersten Ultraschall-Transducers (US1);first control device of the first ultrasonic transducer (US1);
AV2AV2
zweite Ansteuervorrichtung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2);second control device of the second ultrasonic transducer (US2);
AV3AV3
dritte Ansteuervorrichtung des dritten Ultraschall-Transducers (US3);third control device of the third ultrasonic transducer (US3);
bdbd
Burst-Dauer eines Ultraschallbursts. Die Burst-Dauer beginnt mit dem Ultraschallburststart (UBS) und endet mit dem Ultraschallburstende (UBE);Burst duration of an ultrasonic burst. The burst duration begins with the ultrasonic burst start (UBS) and ends with the ultrasonic burst end (UBE);
DD
Objektabstand zwischen dem nächsten relevanten Objekt und dem Ultraschallmesssystem;Object distance between the nearest relevant object and the ultrasonic measuring system;
Δf1Δf1
erste Bandbreite des ersten Ultraschall-Transducers (US1). Die erste Bandbreite ist die erste obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o), bei der die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) die Hälfte des ersten Amplitudenmaximums (Amax1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) bei seiner ersten Resonanzfrequenz (f1) beträgt, minus der ersten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u), bei der die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) ebenfalls die Hälfte des ersten Amplitudenmaximums (Amax1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) bei seiner ersten Resonanzfrequenz (f1) beträgt;first bandwidth of the first ultrasonic transducer (US1). The first bandwidth is the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) at which the amplitude (A) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1) is half the first amplitude maximum (A max1 ) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1) at its first resonant frequency (f 1 ), minus the first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ) at which the amplitude (A) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1) is also half the first amplitude maximum (A max1 ) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1) at its first resonant frequency (f 1 );
Δf12Δf12
Frequenzabstand zwischen der ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) und der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2);Frequency spacing between the first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) and the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2);
Δf2Δf2
zweite Bandbreite des zweiten Ultraschall-Transducers (US2). Die zweite Bandbreite ist die zweite obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2o), bei der die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) die Hälfte des zweiten Amplitudenmaximums (Amax2) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) bei seiner zweiten Resonanzfrequenz (f2) beträgt, minus der zweiten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2u), bei der die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) ebenfalls die Hälfte des zweiten Amplitudenmaximums (Amax2) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) bei seiner zweiten Resonanzfrequenz (f2) beträgt;second bandwidth of the second ultrasonic transducer (US2). The second bandwidth is the second upper half-maximum amplitude frequency (f 2o ) at which the amplitude (A) of the sound radiation of the second ultrasonic transducer (US2) is half the second amplitude maximum (A max2 ) of the sound radiation of the second ultrasonic transducer (US2) at its second resonant frequency (f 2 ), minus the second lower half-maximum amplitude frequency (f 2u ) at which the amplitude (A) of the sound radiation of the second ultrasonic transducer (US2) is also half the second amplitude maximum (A max2 ) of the sound radiation of the second ultrasonic transducer (US2) at its second resonant frequency (f 2 );
Δf23Δf23
Frequenzabstand zwischen der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) und der dritten Resonanzfrequenz (f3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3);Frequency spacing between the second resonance frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) and the third resonance frequency (f 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3);
Δf3Δf3
dritte Bandbreite des dritten Ultraschall-Transducers (US3). Die dritte Bandbreite ist die dritte obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f3o), bei der die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) die Hälfte des dritten Amplitudenmaximums (Amax3) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) bei seiner dritten Resonanzfrequenz (f3) beträgt, minus der dritten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f3u), bei der die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) ebenfalls die Hälfte des dritten Amplitudenmaximums (Amax3) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) bei seiner dritten Resonanzfrequenz (f3) beträgt;third bandwidth of the third ultrasonic transducer (US3). The third bandwidth is the third upper half-maximum amplitude frequency (f 3o ) at which the amplitude (A) of the sound radiation of the third ultrasonic transducer (US3) is half the third amplitude maximum (A max3 ) of the sound radiation of the third ultrasonic transducer (US3) at its third resonant frequency (f 3 ), minus the third lower half-maximum amplitude frequency (f 3u ) at which the amplitude (A) of the sound radiation of the third ultrasonic transducer (US3) is also half the third amplitude maximum (A max3 ) of the sound radiation of the third ultrasonic transducer (US3) at its third resonant frequency (f 3 );
ΔfgΔfg
Gesamtfrequenzbandbreite des Ultraschallsensorsystems (USS);Total frequency bandwidth of the ultrasonic sensor system (USS);
dmt12dmt12
zweite Dual-Mode-Zeit in 12, in der der erste Ultraschall-Transducer (US1) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall abstrahlen;second dual-mode time in 12 in which the first ultrasonic transducer (US1) and the second ultrasonic transducer (US2) emit sound;
dmt23dmt23
erste Dual-Mode-Zeit in 12, in der der dritte Ultraschall-Transducer (US3) und der zweite Ultraschall-Transducer (US2) Schall abstrahlen;first dual-mode time in 12 in which the third ultrasonic transducer (US3) and the second ultrasonic transducer (US2) emit sound;
f1f1
erste Resonanzfrequenz des ersten Ultraschall-Transducers (US1). Die erste Resonanzfrequenz des ersten Ultraschall-Transducers (US1) wird im Sinne dieser Schrift so bestimmt, dass das erste Amplitudenmaximum (Amax1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) durch Verstimmung der ersten Anregungsfrequenz (fA1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) bei bevorzugt zumindest zeitlich lokal gleichbleibender Anregungsamplitude des ersten Anregungssignals (AS1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) gesucht wird. Das erste Amplitudenmaximum (Amax1) kann dabei durch Anregung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) mit einer ersten Anregungsfrequenz (fA1) gemessen werden, wobei die erste Anregungsfrequenz (fA1) durchgestimmt wird und diejenige erste Anregungsfrequenz (fA1) bestimmt wird, bei der der erste Ultraschallsender (US1) die maximale Wirkleistung aufnimmt. Die dabei abgestrahlte Schallleistung wird in dieser Schrift als das erste Amplitudenmaximum (Amax1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) aufgefasst. Diejenige erste Anregungsfrequenz (fA1) bei der dieses erste Amplitudenmaximum (Amax1) auftritt, ist die erste Resonanzfrequenz des ersten Ultraschall-Transducers (US2);first resonance frequency of the first ultrasonic transducer (US1). The first resonance frequency of the first ultrasonic transducer (US1) is determined within the meaning of this document such that the first amplitude maximum (A max1 ) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1) is sought by detuning the first excitation frequency (f A1 ) of the first ultrasonic transducer (US1) with the excitation amplitude of the first excitation signal (AS1) of the first ultrasonic transducer (US1) preferably remaining locally constant at least over time. The first amplitude maximum (A max1 ) can be measured by exciting the first ultrasonic transducer (US1) with a first excitation frequency (f A1 ), wherein the first excitation frequency (f A1 ) is tuned and the first excitation frequency (f A1 ) is determined at which the first ultrasonic transmitter (US1) absorbs the maximum active power. The radiated sound power is defined in this document as the first amplitude maximum (A max1 ) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1). The first excitation frequency (f A1 ) at which this first amplitude maximum (A max1 ) occurs is the first resonance frequency of the first ultrasonic transducer (US2);
f1/50%f1/50%
erste Halbfrequenz. Die erste Halbfrequenz ergibt sich als f1/50%=(f1s-f1e)/2+f1e;first half-frequency. The first half-frequency is given by f 1/50% =(f 1s -f 1e )/2+f 1e ;
f1ef1e
erste Endfrequenz;first final frequency;
f1mf1m
erste Ultraschallburstmomentanfrequenz, mit der der erste Ultraschallsender (US1) Schall abstrahlt;first ultrasonic burst instantaneous frequency at which the first ultrasonic transmitter (US1) emits sound;
f1of1o
erste obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o). Bei der ersten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) beträgt die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) die Hälfte des ersten Amplitudenmaximums (Amax1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) bei seiner ersten Resonanzfrequenz (f1). Die erste obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1o) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) liegt oberhalb der ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1);first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ). At the first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ), the amplitude (A) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1) is half the first amplitude maximum (A max1 ) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1) at its first resonant frequency (f 1 ). The first upper half-maximum amplitude frequency (f 1o ) of the first ultrasonic transducer (US1) is above the first resonant frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1);
f1sf1s
erste Startfrequenz;first starting frequency;
f1uf1u
erste untere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u). Bei der ersten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u) beträgt die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) die Hälfte des ersten Amplitudenmaximums (Amax1) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) bei seiner ersten Resonanzfrequenz (f1). Die erste untere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f1u) des ersten Ultraschall-Transducers (US1) liegt unterhalb der ersten Resonanzfrequenz (f1) des ersten Ultraschall-Transducers (US1);first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ). At the first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ), the amplitude (A) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1) is half the first amplitude maximum (A max1 ) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1) at its first resonance frequency (f 1 ). The first lower half-maximum amplitude frequency (f 1u ) of the first ultrasonic transducer (US1) is below the first resonance frequency (f 1 ) of the first ultrasonic transducer (US1);
f2f2
zweite Resonanzfrequenz des zweiten Ultraschall-Transducers (US2). Die zweite Resonanzfrequenz des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) wird im Sinne dieser Schrift so bestimmt, dass das zweite Amplitudenmaximum (Amax2) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) durch Verstimmung der zweiten Anregungsfrequenz (fA2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) bei bevorzugt zumindest zeitlich lokal gleichbleibender Anregungsamplitude des zweiten Anregungssignals des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) gesucht wird. Das zweite Amplitudenmaximum (Amax2) kann dabei durch Anregung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) mit einer zweiten Anregungsfrequenz (fA2) gemessen werden, wobei die zweite Anregungsfrequenz (fA2) durchgestimmt wird und diejenige zweite Anregungsfrequenz (fA2) bestimmt wird, bei der der zweite Ultraschallsender (US2) die maximale Wirkleistung aufnimmt. Die dabei abgestrahlte Schallleistung wird in dieser Schrift als das zweite Amplitudenmaximum (Amax2) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) aufgefasst. Diejenige zweite Anregungsfrequenz (fA2) bei der dieses zweite Amplitudenmaximum (Amax2) auftritt, ist die zweite Resonanzfrequenz des zweiten Ultraschall-Transducers (US2);second resonance frequency of the second ultrasonic transducer (US2). The second resonance frequency of the second ultrasonic transducer (US2) is determined within the meaning of this document such that the second amplitude maximum (A max2 ) of the sound radiation of the second ultrasonic transducer (US2) is sought by detuning the second excitation frequency (f A2 ) of the second ultrasonic transducer (US2) with the excitation amplitude of the second excitation signal of the second ultrasonic transducer (US2) preferably remaining locally constant at least over time. The second amplitude maximum (A max2 ) can be measured by exciting the second ultrasonic transducer (US2) with a second excitation frequency (f A2 ), wherein the second excitation frequency (f A2 ) is tuned and the second excitation frequency (f A2 ) is determined at which the second ultrasonic transmitter (US2) absorbs the maximum active power. The radiated sound power is referred to in this document as the second amplitude maximum (A max2 ) of the sound radiation of the second ultrasonic transducer (US2). The second excitation frequency (f A2 ) at which this second amplitude maximum (A max2 ) occurs is the second resonance frequency of the second ultrasonic transducer (US2).
f2/50%f2/50%
zweite Halbfrequenz. Die zweite Halbfrequenz ergibt sich als f2/50%=(f2s-f2e)/2+f2e;second half-frequency. The second half-frequency is given by f 2/50% =(f 2s -f 2e )/2+f 2e ;
f2ef2e
zweite Endfrequenz;second final frequency;
f2mf2m
zweite Ultraschallburstmomentanfrequenz, mit der der zweite Ultraschallsender (US2) Schall abstrahlt;second ultrasonic burst instantaneous frequency at which the second ultrasonic transmitter (US2) emits sound;
f2of2o
zweite obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2o). Bei der zweiten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2o) beträgt die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) die Hälfte des zweiten Amplitudenmaximums (Amax2) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) bei seiner zweiten Resonanzfrequenz (f2). Die zweite obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2o) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) liegt oberhalb der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2);second upper half-maximum amplitude frequency (f 2o ). At the second upper half-maximum amplitude frequency (f 2o ), the amplitude (A) of the sound radiation of the second ultrasonic transducer (US2) is half the second amplitude maximum (A max2 ) of the sound radiation of the second ultrasonic transducer (US2) at its second resonant frequency (f 2 ). The second upper half-maximum amplitude frequency (f 2o ) of the second ultrasonic transducer (US2) is above the second resonant frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2);
f2sf2s
zweite Startfrequenz;second starting frequency;
f2uf2u
zweite untere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2u). Bei der zweiten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2u) beträgt die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) die Hälfte des zweiten Amplitudenmaximums (Amax2) der Schallabstrahlung des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) bei seiner zweiten Resonanzfrequenz (f2). Die zweite untere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f2u) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2) liegt unterhalb der zweiten Resonanzfrequenz (f2) des zweiten Ultraschall-Transducers (US2);second lower half-maximum amplitude frequency (f 2u ). At the second lower half-maximum amplitude frequency (f 2u ), the amplitude (A) of the sound radiation of the second ultrasonic transducer (US2) is half the second amplitude maximum (A max2 ) of the sound radiation of the second ultrasonic transducer (US2) at its second resonant frequency (f 2 ). The second lower half-maximum amplitude frequency (f 2u ) of the second ultrasonic transducer (US2) is below the second resonant frequency (f 2 ) of the second ultrasonic transducer (US2);
f3f3
dritte Resonanzfrequenz des dritten Ultraschall-Transducers (US3). Die dritte Resonanzfrequenz des dritten Ultraschall-Transducers (US3) wird im Sinne dieser Schrift so bestimmt, dass das dritte Amplitudenmaximum (Amax3) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) durch Verstimmung der dritten Anregungsfrequenz (fA3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) bei bevorzugt zumindest zeitlich lokal gleichbleibender Anregungsamplitude des dritten Anregungssignals des dritten Ultraschall-Transducers (US3) gesucht wird. Das dritte Amplitudenmaximum (Amax3) kann dabei durch Anregung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) mit einer dritten Anregungsfrequenz (fA3) gemessen werden, wobei die dritte Anregungsfrequenz (fA3) durchgestimmt wird und diejenige dritte Anregungsfrequenz (fA3) bestimmt wird, bei der der dritte Ultraschallsender (US3) die maximale Wirkleistung aufnimmt. Die dabei abgestrahlte Schallleistung wird in dieser Schrift als das dritte Amplitudenmaximum (Amax3) der Schallabstrahlung des ersten Ultraschall-Transducers (US1) aufgefasst. Diejenige dritte Anregungsfrequenz (fA3) bei der dieses dritte Amplitudenmaximum (Amax3) auftritt ist die dritte Resonanzfrequenz des dritten Ultraschall-Transducers (US3);third resonance frequency of the third ultrasonic transducer (US3). The third resonance frequency of the third ultrasonic transducer (US3) is determined within the meaning of this document such that the third amplitude maximum (A max3 ) of the sound radiation of the third ultrasonic transducer (US3) is sought by detuning the third excitation frequency (f A3 ) of the third ultrasonic transducer (US3) with the excitation amplitude of the third excitation signal of the third ultrasonic transducer (US3) preferably remaining at least locally constant over time. The third amplitude maximum (A max3 ) can be measured by exciting the third ultrasonic transducer (US3) with a third excitation frequency (f A3 ), wherein the third excitation frequency (f A3 ) is tuned and the third excitation frequency (f A3 ) is determined at which the third ultrasonic transmitter (US3) absorbs the maximum active power. The radiated sound power is defined in this document as the third amplitude maximum (A max3 ) of the sound radiation of the first ultrasonic transducer (US1). The third excitation frequency (f A3 ) at which this third amplitude maximum (A max3 ) occurs is the third resonance frequency of the third ultrasonic transducer (US3);
f3/50%f3/50%
dritte Halbfrequenz. Die dritte Halbfrequenz ergibt sich als f3/50%=(f3s-f3e)/2+f3e;third half-frequency. The third half-frequency is given by f 3/50% =(f 3s -f 3e )/2+f 3e ;
f3ef3e
dritte Endfrequenz;third final frequency;
f3mf3m
dritte Ultraschallburstmomentanfrequenz, mit der der dritte Ultraschallsender (US3) Schall abstrahlt;third ultrasonic burst instantaneous frequency at which the third ultrasonic transmitter (US3) emits sound;
f3of3o
dritte obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f3o). Bei der dritten oberen Halbmaximalamplitudenfrequenz (f3o) beträgt die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) die Hälfte des dritten Amplitudenmaximums (Amax3) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) bei seiner dritten Resonanzfrequenz (f3). Die dritte obere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f3o) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) liegt oberhalb der dritten Resonanzfrequenz (f3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3);third upper half-maximum amplitude frequency (f 3o ). At the third upper half-maximum amplitude frequency (f 3o ), the amplitude (A) of the sound radiation of the third ultrasonic transducer (US3) is half the third amplitude maximum (A max3 ) of the sound radiation of the third ultrasonic transducer (US3) at its third resonant frequency (f 3 ). The third upper half-maximum amplitude frequency (f 3o ) of the third ultrasonic transducer (US3) is above the third resonant frequency (f 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3);
f3sf3s
dritte Startfrequenz;third starting frequency;
f3uf3u
dritte untere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f3u). Bei der dritten unteren Halbmaximalamplitudenfrequenz (f3u) beträgt die Amplitude (A) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) die Hälfte des dritten Amplitudenmaximums (Amax3) der Schallabstrahlung des dritten Ultraschall-Transducers (US3) bei seiner dritten Resonanzfrequenz (f3). Die dritte untere Halbmaximalamplitudenfrequenz (f3u) des dritten Ultraschall-Transducers (US3) liegt unterhalb der dritten Resonanzfrequenz (f3) des dritten Ultraschall-Transducers (US3);third lower half-maximum amplitude frequency (f 3u ). At the third lower half-maximum amplitude frequency (f 3u ), the amplitude (A) of the sound radiation of the third ultrasonic transducer (US3) is half the third amplitude maximum (A max3 ) of the sound radiation of the third ultrasonic transducer (US3) at its third resonant frequency (f 3 ). The third lower half-maximum amplitude frequency (f 3u ) of the third ultrasonic transducer (US3) is below the third resonant frequency (f 3 ) of the third ultrasonic transducer (US3);
fAfa
Ansteuermomentanfrequenz;Control instantaneous frequency;
fA1fA1
erste Ansteuerfrequenz des ersten Ultraschall-Transducers (US1);first control frequency of the first ultrasonic transducer (US1);
fA1/50%fA1/50%
erste Halbfrequenzansteuerfrequenz;first half-frequency control frequency;
fA1efA1e
erste Endansteuerfrequenz;first final control frequency;
fA1sfA1s
erste Startansteuerfrequenz;first start control frequency;
fA2fA2
zweite Ansteuerfrequenz des zweiten Ultraschall-Transducers (US2);second control frequency of the second ultrasonic transducer (US2);
fA2/50%fA2/50%
zweite Halbfrequenzansteuerfrequenz;second half-frequency control frequency;
fA2efA2e
zweite Endansteuerfrequenz;second final control frequency;
fA2sfA2s
zweite Startansteuerfrequenz;second start control frequency;
fA3fA3
dritte Ansteuerfrequenz des dritten Ultraschall-Transducers (US3);third control frequency of the third ultrasonic transducer (US3);
fA3/50%fA3/50%
dritte Halbfrequenzansteuerfrequenz;third half-frequency control frequency;
fA3efA3e
dritte Endansteuerfrequenz;third final control frequency;
fA3sfA3s
dritte Startansteuerfrequenz;third start control frequency;
fmfm
Ultraschallburstmomentanfrequenz;Ultrasonic burst instantaneous frequency;
fm,0fm,0
nullte Ultraschallmomentanfrequenz des nullten Ultraschallpulses (P0) in der nullten Ultraschallperiode mit der nullten Ultraschallperiodendauer (T0) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB);zeroth ultrasonic instantaneous frequency of the zeroth ultrasonic pulse (P 0 ) in the zeroth ultrasonic period with the zeroth ultrasonic period duration (T 0 ) within an ultrasonic burst (UB);
fm,1fm,1
erste Ultraschallmomentanfrequenz des ersten Ultraschallpulses (P1) in der ersten Ultraschallperiode mit der ersten Ultraschallperiodendauer (T1) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB);first ultrasonic instantaneous frequency of the first ultrasonic pulse (P 1 ) in the first ultrasonic period with the first ultrasonic period duration (T 1 ) within an ultrasonic burst (UB);
fm,2fm,2
zweite Ultraschallmomentanfrequenz des zweiten Ultraschallpulses (P2) in der zweiten Ultraschallperiode mit der zweiten Ultraschallperiodendauer (T2) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB);second ultrasonic instantaneous frequency of the second ultrasonic pulse (P 2 ) in the second ultrasonic period with the second ultrasonic period duration (T 2 ) within an ultrasonic burst (UB);
fm,3fm,3
dritte Ultraschallmomentanfrequenz des dritten Ultraschallpulses (P3) in der dritten Ultraschallperiode mit der dritten Ultraschallperiodendauer (T3) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB);third ultrasonic instantaneous frequency of the third ultrasonic pulse (P 3 ) in the third ultrasonic period with the third ultrasonic period duration (T 3 ) within an ultrasonic burst (UB);
fm,4fm,4
vierte Ultraschallmomentanfrequenz des vierten Ultraschallpulses (P4) in der vierten Ultraschallperiode mit der vierten Ultraschallperiodendauer (T4) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB);fourth ultrasonic instantaneous frequency of the fourth ultrasonic pulse (P 4 ) in the fourth ultrasonic period with the fourth ultrasonic period duration (T 4 ) within an ultrasonic burst (UB);
fm,5fm,5
fünfte Ultraschallmomentanfrequenz des fünften Ultraschallpulses (P5) in der fünften Ultraschallperiode mit der fünften Ultraschallperiodendauer (T5) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB);fifth ultrasonic instantaneous frequency of the fifth ultrasonic pulse (P 5 ) in the fifth ultrasonic period with the fifth ultrasonic period duration (T 5 ) within an ultrasonic burst (UB);
fm,6fm,6
sechste Ultraschallmomentanfrequenz des sechsten Ultraschallpulses (P6) in der sechsten Ultraschallperiode mit der sechsten Ultraschallperiodendauer (T6) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB);sixth ultrasonic instantaneous frequency of the sixth ultrasonic pulse (P 6 ) in the sixth ultrasonic period with the sixth ultrasonic period duration (T 6 ) within an ultrasonic burst (UB);
fm,7fm,7
siebte Ultraschallmomentanfrequenz des siebten Ultraschallpulses (P7) in der siebten Ultraschallperiode mit der siebten Ultraschallperiodendauer (T7) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB);seventh ultrasonic instantaneous frequency of the seventh ultrasonic pulse (P 7 ) in the seventh ultrasonic period with the seventh ultrasonic period duration (T 7 ) within an ultrasonic burst (UB);
fm,jfm,j
j-te Ultraschallmomentanfrequenz des j-ten Ultraschallpulses (Pj) in der j-ten Ultraschallperiode mit derj-ten Ultraschallperiodendauer (Tj) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB) (hier steht j für eine ganze positive Zahl);j-th ultrasonic instantaneous frequency of the j-th ultrasonic pulse (P j ) in the j-th ultrasonic period with the j-th ultrasonic period duration (T j ) within an ultrasonic burst (UB) (here j stands for a positive integer);
OO
Objekt;Object;
O1O1
erstes Objekt;first object;
O2O2
zweites Objekt;second object;
P0P0
nullter Ultraschallpuls in der nullten Ultraschallperiode des beispielhaften Ultraschallbursts (UB) der 2a;zeroth ultrasonic pulse in the zeroth ultrasonic period of the exemplary ultrasonic burst (UB) of the 2a ;
P1P1
erster Ultraschallpuls in der ersten Ultraschallperiode des beispielhaften Ultraschallbursts (UB) der 2a;first ultrasonic pulse in the first ultrasonic period of the exemplary ultrasonic burst (UB) of the 2a ;
P2P2
zweiter Ultraschallpuls in der zweiten Ultraschallperiode des beispielhaften Ultraschallbursts (UB) der 2a;second ultrasonic pulse in the second ultrasonic period of the exemplary ultrasonic burst (UB) of the 2a ;
P3P3
dritter Ultraschallpuls in der dritten Ultraschallperiode des beispielhaften Ultraschallbursts (UB) der 2a;third ultrasonic pulse in the third ultrasonic period of the exemplary ultrasonic burst (UB) of the 2a ;
P4P4
vierter Ultraschallpuls in der vierten Ultraschallperiode des beispielhaften Ultraschallbursts (UB) der 2a;fourth ultrasonic pulse in the fourth ultrasonic period of the exemplary ultrasonic burst (UB) of the 2a ;
P5P5
fünfter Ultraschallpuls in der fünften Ultraschallperiode des beispielhaften Ultraschallbursts (UB) der 2a;fifth ultrasonic pulse in the fifth ultrasonic period of the exemplary ultrasonic burst (UB) of the 2a ;
P6P6
sechster Ultraschallpuls in der sechsten Ultraschallperiode des beispielhaften Ultraschallbursts (UB) der 2a;sixth ultrasonic pulse in the sixth ultrasonic period of the exemplary ultrasonic burst (UB) of the 2a ;
P7P7
siebter Ultraschallpuls in der siebten Ultraschallperiode des beispielhaften Ultraschallbursts (UB) der 2a;seventh ultrasonic pulse in the seventh ultrasonic period of the exemplary ultrasonic burst (UB) of the 2a ;
PjPj
j-ter Ultraschallpuls in der j-ten Ultraschallperiode des beispielhaften Ultraschallbursts (UB) (hier steht j für eine ganze positive Zahl);j-th ultrasonic pulse in the j-th ultrasonic period of the exemplary ultrasonic burst (UB) (here j stands for a positive integer);
SF1SF1
erster Frequenzverlauf der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) bzw. der ersten Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm1) eines ersten Ultraschallteilbursts innerhalb eines Ultraschallbursts (UB);first frequency curve of the ultrasonic burst instantaneous frequency (f m ) or the first ultrasonic burst instantaneous frequency (f m1 ) of a first ultrasonic subburst within an ultrasonic burst (UB);
SF2SF2
zweiter Frequenzverlauf der zweiten Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm2) eines zweiten Ultraschallteilbursts innerhalb eines Ultraschallbursts (UB). Innerhalb des Ultraschallbursts (UB) ist dieser zweite Ultraschallteilburst typischerweise dem ersten Ultraschallteilburst bevorzugt durch Summation überlagert;second frequency curve of the second ultrasonic burst instantaneous frequency (f m2 ) of a second ultrasonic subburst within an ultrasonic burst (UB). Within the ultrasonic burst (UB), this second ultrasonic subburst is typically superimposed on the first ultrasonic subburst, preferably by summation;
SF3SF3
dritter Frequenzverlauf der dritten Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm3) eines dritten Ultraschallteilbursts innerhalb eines Ultraschallbursts (UB). Innerhalb des Ultraschallbursts (UB) ist dieser dritte Ultraschallteilburst typischerweise dem ersten Ultraschallteilburst und dem zweiten Ultraschallteilburst bevorzugt durch Summation überlagert;third frequency curve of the third ultrasonic burst instantaneous frequency (f m3 ) of a third ultrasonic subburst within an ultrasonic burst (UB). Within the ultrasonic burst (UB), this third ultrasonic subburst is typically superimposed on the first ultrasonic subburst and the second ultrasonic subburst, preferably by summation;
s1s1
erster Abstand des ersten Ultraschallsensorsystems (USS1) von dem Objekt (O)first distance of the first ultrasonic sensor system (USS1) from the object (O)
s2s2
zweiter Abstand des zweiten Ultraschallsensorsystems (USS2) von dem Objekt (O)second distance of the second ultrasonic sensor system (USS2) from the object (O)
smt1smt1
erste Single-Mode-Zeit;first single-mode era;
smt2smt2
zweite Single-Mode-Zeit;second single-mode time;
smt3smt3
dritte Single-Mode-Zeit;third single-mode time;
USAUSA
Ultraschallsystemachse;Ultrasound system axis;
USSUSS
Ultraschallsensorsystem;Ultrasonic sensor system;
USS1USS1
erstes Ultraschallsensorsystem;first ultrasonic sensor system;
USS2USS2
zweites Ultraschallsensorsystem;second ultrasonic sensor system;
tt
Zeit;Time;
t1/50%t1/50%
erster Halbfrequenzzeitpunkt. Zu diesem ersten Halbfrequenzzeitpunkt (t1/50%) sendet der erste Ultraschall-Transducer (US1) mit einer ersten Halbfrequenz (f1/50%);First half-frequency time point. At this first half-frequency time point (t 1/50% ), the first ultrasound transducer (US1) transmits at a first half-frequency (f 1/50% );
t1at1a
erste zeitliche Burstphase;first temporal burst phase;
t1bt1b
zweite zeitliche Burstphase;second temporal burst phase;
t1st1s
erster Sendestartzeitpunkt;first broadcast start time;
t1et1e
erster Sendeendzeitpunkt;first broadcast end time;
t2/50%t2/50%
zweiter Halbfrequenzzeitpunkt. Zu diesem zweiten Halbfrequenzzeitpunkt (t2/50%) sendet der zweite Ultraschall-Transducer (US2) mit einer zweiten Halbfrequenz (f2/50%);second half-frequency time point. At this second half-frequency time point (t 2/50% ), the second ultrasound transducer (US2) transmits at a second half-frequency (f 2/50% ).
t2st2s
zweiter Sendestartzeitpunkt;second broadcast start time;
t2et2e
zweiter Sendeendzeitpunkt;second transmission end time;
t3/50%t3/50%
dritter Halbfrequenzzeitpunkt. Zu diesem dritten Halbfrequenzzeitpunkt (t3,50%) sendet der dritte Ultraschall-Transducer (US3) mit einer zweiten Halbfrequenz (f3/50%);Third half-frequency time point. At this third half-frequency time point (t 3.50% ), the third ultrasound transducer (US3) transmits at a second half-frequency (f 3/50% ).
t3st3s
dritter Sendestartzeitpunkt;third broadcast start time;
t3et3e
dritter Sendeendzeitpunkt;third broadcast end time;
T0T0
nullte Ultraschallperiodendauer der nullten Ultraschallperiode des nullten Ultraschallpulses (P0);zeroth ultrasonic period duration of the zeroth ultrasonic period of the zeroth ultrasonic pulse (P 0 );
T1T1
erste Ultraschallperiodendauer der ersten Ultraschallperiode des ersten Ultraschallpulses (P1);first ultrasonic period duration of the first ultrasonic period of the first ultrasonic pulse (P 1 );
T2T2
zweite Ultraschallperiodendauer der zweiten Ultraschallperiode des zweiten Ultraschallpulses (P2);second ultrasonic period duration of the second ultrasonic period of the second ultrasonic pulse (P 2 );
T3T3
dritte Ultraschallperiodendauer der dritten Ultraschallperiode des dritten Ultraschallpulses (P3);third ultrasonic period duration of the third ultrasonic period of the third ultrasonic pulse (P 3 );
T4T4
vierte Ultraschallperiodendauer der vierten Ultraschallperiode des vierten Ultraschallpulses (P4);fourth ultrasonic period duration of the fourth ultrasonic period of the fourth ultrasonic pulse (P 4 );
T5T5
fünfte Ultraschallperiodendauer der fünften Ultraschallperiode des fünften Ultraschallpulses (P5);fifth ultrasonic period duration of the fifth ultrasonic period of the fifth ultrasonic pulse (P 5 );
T6T6
sechste Ultraschallperiodendauer der sechsten Ultraschallperiode des sechsten Ultraschallpulses (P6);sixth ultrasonic period duration of the sixth ultrasonic period of the sixth ultrasonic pulse (P 6 );
T7T7
siebte Ultraschallperiodendauer der siebten Ultraschallperiode des siebten Ultraschallpulses (P7);seventh ultrasound period duration of the seventh ultrasound period of the seventh ultrasound pulse (P 7 );
TjTj
j-te Ultraschallperiodendauer der j-ten Ultraschallperiode des j-ten Ultraschallpulses (Pj) (hier steht j für eine ganze positive Zahl);j-th ultrasonic period duration of the j-th ultrasonic period of the j-th ultrasonic pulse (P j ) (here j stands for a positive integer);
UBUB
Ultraschallburst;Ultrasonic burst;
UBSUBS
Ultraschallburststart;Ultrasonic burst start;
UBEUBE
UltraschallburstendeUltrasonic burst end
US1US1
erster Ultraschall-Transducer;first ultrasound transducer;
US2US2
zweiter Ultraschall-Transducer;second ultrasound transducer;
US3US3
dritter Ultraschall-Transducer;third ultrasound transducer;
USSUSS
Ultraschallsensorsystem;Ultrasonic sensor system;
USS1USS1
erstes Ultraschallsensorsystem;first ultrasonic sensor system;
USS2USS2
zweites Ultraschallsensorsystem;second ultrasonic sensor system;
vfvf
Frequenzveränderungsgeschwindigkeit der Ultraschallburstmomentanfrequenz (fm) über die Zeit (t);Frequency change rate of the ultrasonic burst instantaneous frequency (f m ) over time (t);

Claims (6)

Verfahren zur Aussendung eines Ultraschallbursts für die Verwendung in Ultraschallsensorsystemen in Fahrzeugen umfassend die Schritte - Schritt 1: Aussenden eines Ultraschallbursts mit einer Ultraschallburstdauer (bd), die eine maximale Ultraschallburstdauer (bd) nicht überschreitet, durch ein Ultraschallsensorsystem (USS); - Schritt 2: Empfangen eines durch ein Objekt (O) reflektierten Ultraschallbursts; - Schritt 3: Bestimmen des Abstands (D) zwischen dem Ultraschallsensorsystem (USS) und dem Objekt (O) in Abhängigkeit von dem empfangenen reflektierten Ultraschallburst; - Schritt 4: Wiederholen der Schritte 1 bis 4, wobei die Ultraschallburstdauer (bd) von dem ermittelten Abstand (D, s1, s2) abhängt, gekennzeichnet dadurch, - dass die Anzahl der Ultraschallburstmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) und der zugehörigen Anzahl der Frequenzverläufe (SF1, SF2, SF3) dieser Ultraschallburstmomentanfrequenzen (fm1, fm2, fm3) innerhalb eines Ultraschallbursts (UB) vom Abstand (D) abhängt.A method for emitting an ultrasonic burst for use in ultrasonic sensor systems in vehicles, comprising the steps of: - Step 1: emitting an ultrasonic burst with an ultrasonic burst duration (bd) that does not exceed a maximum ultrasonic burst duration (bd) by an ultrasonic sensor system (USS); - Step 2: receiving an ultrasonic burst reflected by an object (O); - Step 3: determining the distance (D) between the ultrasonic sensor system (USS) and the object (O) as a function of the received reflected ultrasonic burst; - Step 4: Repeating steps 1 to 4, the ultrasonic burst duration (bd) depending on the determined distance (D, s1, s2), characterized in that - the number of ultrasonic burst instantaneous frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) and the associated number of frequency curves (SF1, SF2, SF3) of these ultrasonic burst instantaneous frequencies (f m1 , f m2 , f m3 ) within an ultrasonic burst (UB) depends on the distance (D). Verfahren nach Anspruch 1, - wobei die Ultraschallburstlänge der Ultraschallburstdauer (bd) mit der vierten Wurzel des ermittelten Abstands (D) angehoben wird.Procedure according to Claim 1 , - where the ultrasonic burst length of the ultrasonic burst duration (bd) is increased by the fourth root of the determined distance (D). Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2 - wobei die Amplitude (A) des ausgesendeten Ultraschallbursts im Wesentlichen proportional zu (D+D0)1/k, mit 2≤k≤5 bzw. bevorzugt k=2 oder k=4, vom ermittelten Abstand (D) abhängt, wobei D0 eine Konstante ist, die Null sein kann.Procedure according to Claim 1 and/or 2 - wherein the amplitude (A) of the emitted ultrasonic burst depends essentially proportionally to (D+D 0 ) 1/k , with 2≤k≤5 or preferably k=2 or k=4, on the determined distance (D), where D 0 is a constant which can be zero. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 - wobei mindestens mehrere Ultraschallbursts (UB) in einem zeitlichen Ultraschallburstabstand ausgesendet werden und - wobei der erste zeitliche Ultraschallburstabstand der zeitliche Abstand zwischen dem Ultraschallburststart (UBS) eines ersten Ultraschallbursts und dem Ultraschallburststart (UBS) des unmittelbar diesem ersten Ultraschallburst nachfolgenden zweiten Ultraschalburst ist - wobei der zweite zeitliche Ultraschallburstabstand zwischen dem Ultraschallburststart (UBS) des zweiten Ultraschallbursts und dem Ultraschallburststart (UBS) des unmittelbar diesem zweiten Ultraschallburst nachfolgenden dritten Ultraschalbursts von dem ermittelten Abstand (D) abhängt.Method according to one or more of the Claims 1 until 3 - wherein at least several ultrasonic bursts (UB) are emitted at a temporal ultrasonic burst interval and - wherein the first temporal ultrasonic burst interval is the temporal interval between the ultrasonic burst start (UBS) of a first ultrasonic burst and the ultrasonic burst start (UBS) of the second ultrasonic burst immediately following this first ultrasonic burst - wherein the second temporal ultrasonic burst interval between the ultrasonic burst start (UBS) of the second ultrasonic burst and the ultrasonic burst start (UBS) of the third ultrasonic burst immediately following this second ultrasonic burst depends on the determined distance (D). Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 - wobei der zeitliche Ultraschallburstabstand der Ultraschallbursts mit sinkendem räumlichem Abstand (D) zwischen Ultraschallsensorsystem und Objekt (O) zeitlich kürzer wird.Method according to one or more of the Claims 1 until 4 - whereby the temporal ultrasonic burst spacing of the ultrasonic bursts becomes shorter with decreasing spatial distance (D) between the ultrasonic sensor system and the object (O). Verfahren nach Anspruch 5 - wobei der zeitliche Ultraschallburstabstand der Ultraschallbursts bei einer Verkürzung des räumlichen Abstands (D) zwischen Ultraschallsensorsystem und Objekt (O) um eine Länge l zeitlich um eine Zeit 2*l/c mit c als Schallgeschwindigkeit mit einer Toleranz von +/- 25% und/oder mit einer Toleranz von +/- 10% und/oder mit einer Toleranz von +/- 5% kürzer wird.Procedure according to Claim 5 - wherein the temporal ultrasonic burst spacing of the ultrasonic bursts becomes shorter by a time 2*l/c with c as the speed of sound with a tolerance of +/- 25% and/or with a tolerance of +/- 10% and/or with a tolerance of +/- 5% when the spatial distance (D) between the ultrasonic sensor system and the object (O) is shortened by a length l.
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