DE10025968A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Entfernungsmessung nach dem Echolaufzeitprinzip - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zur Entfernungsmessung nach dem Echolaufzeitprinzip vorgestellt. DOLLAR A Dabei wird von einer Sender-Empfängereinheit ein Impulssignal vorgegebener Stärke in ein Zielgebiet emittiert, der vom Zielgebiet reflektierte Anteil des Impulssignals empfangen, die Zeitdauer von der Emission des Impulssignals bis zum Empfang der an dem Zielobjekt reflektierten Anteile durch Vergleich des empfangenen Anteils des Impulssignals mit einem vorgegebenen Schwellwert erfasst und aus dieser zur Entfernung proportionalen Zeitdauer die Entfernung ermittelt. Nachteil dabei war die bisher erhebliche Messungenauigkeit aufgrund unterschiedlicher Reflexionseigenschaften und damit unterschiedlich steiler Signalflanken. DOLLAR A Durch Vergleich des Empfangssignals mit zwei unterschiedlich großen Schwellwerten kann ein von der Flankensteilheit unabhängiger Anfangspunkt des Anstiegs des Signals bestimmt und so eine deutlich genauere Entfernungszuordnung vorgenommen werden. DOLLAR A Die vorgestellte Schaltungsanordnung basiert dabei auf einer Zeitdauermessung durch Aufladung eines Kondensators.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernungsmessung zwischen einer Sender- Empfänger-Einheit und einem Zielobjekt nach dem Echolaufzeitprinzip gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Schaltungsanordnung.

Ein derartiges Verfahren kann beispielsweise der EP 0 857 980 A1 entnommen werden. Von der Sender-Empfängereinheit werden Signale vorgegebener Stärke in ein Zielgebiet emittiert. Als Wellen werden in diesem Fall Laserlichtimpulse ver­ wendet, wobei neben optischen Wellen auch akustische, insbesondere Ultra­ schallwellen oder elektromagnetische Wellen in Betracht kommen.

Die vom Zielgebiet reflektierten Wellen werden gemessen und durch einen Vergleich mit einem vorgegebenen Schwellwert (Detektionsschwelle in Fig. 3 der EP 0 857 980 A1) eine Zeitdauer von der Emission bis zum Eintreffen der an dem Zielobjekt reflektierten Anteile der emittierten Wellen, also die Impulslaufzeit erfasst, die zur Entfernung proportional ist, so dass daraus die Entfernung unmittelbar (Entfernung = ¹/₂ . Impulslaufzeit . Lichtgeschwindigkeit) abgeleitet wird. Der Vergleich mit einem Schwellwert ist dabei erforderlich, um die auf die emittierten Wellen zurück­ gehenden Anteile von dem Umgebungsrauschen, also störendem Umgebungslicht, elektromagnetischer Strahlung ect. zu unterscheiden.

Dadurch entsteht jedoch eine Abhängigkeit von der Flankensteilheit und Amplitudenhöhe des reflektierten Impulsanteils, wie in der Fig. 1 dargestellt ist. Aufgrund unterschiedlich starker Dämpfung der Impulse a1 und a2 ist die Zeitdauer bis zum Erreichen eines gleichen Schwellwertes, bspw. S1 oder S2 jedoch unterschiedlich (t11 < t21 und t12 < t22). Erkennbar wird in Fig. 1 bereits zudem, dass mit Vergrößerung des Wertes des Schwellwertes die Abhängigkeit von der Dämpfung des empfangenen Impulses noch zunimmt (t22 - t12 < t21 - t11).

Gerade im Bereich optischer Wellen sind die Dämpfungen der Sendeimpulse extrem stark schwankend aufgrund unterschiedlicher Sendeleistung der verwendeten Sender, deren Temperaturabhängigkeit und insbesondere aufgrund unter­ schiedlicher Reflexionseigenschaften des Zielobjekts. Berücksichtigt man weiterhin, dass für Entfernungsmessungen im Nahbereich, bspw. zwischen 1 und 10 Metern, die zu verarbeitenden Impulslaufzeiten im Nanosekundenbereich liegen, wird deutlich, dass die exakte Bestimmung des Zeitpunkts des Eintreffens des reflek­ tierten Anteils des Impulses erforderlich ist bzw. die Genauigkeit der Entfernungs­ messungen aufgrund der Abhängigkeit von der schwankende Steilheit der Flanke des empfangsseitig gemessenen Signals stark beeinträchtigt wird.

Diese Problematik der unterschiedlichen Reflexionseigenschaften und der damit einhergehenden Abweichung der empfangenen Impulse ist auch aus der WO 99/34235 bekannt, wobei das dort vorgeschlagene Verfahren eine Integration des Helligkeitssignals über zwei sich sehr stark unterscheidende, jedoch in sich feste Integrationszeitfenster und ohne vorherigen Schwellwertvergleich des empfangenen Signals erfolgt, so dass eine Kompensation des Umgebungslichts zwingend erforder­ lich und der Aufwand des Verfahrens erheblich ist.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernungsmessung zwischen einer Sender-Empfänger-Einheit und einem Zielobjekt nach dem Echolaufzeitprinzip anzugeben, welches eine verbesserte Unabhängigkeit gegen schwankende Steilheit der Flanke des empfangsseitig gemessenen Signals aufweist. Außerdem wird eine besonders einfache Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß vorgestellt.

Grundgedanke des Verfahrens ist der Vergleich des empfangenen Anteils des Impulssignals mit zwei unterschiedlich großen Schwellwerten. Aus den beiden Zeit­ punkten des Erreichens dieser zwei Schwellwerte beziehungsweise den Zeitdauern vom Aussenden des Impulses bis zum Empfang der Anteile in der Höhe dieser Schwellwerte kann der unterschiedlich steile Flankenanstieg bei der Zuordnung des Entfernungswerts eliminiert werden. Grundlage ist ein bei gleich weiter Entfernung des Zielobjektes von der Sender-Empfänger-Einheit theoretisch gleicher virtueller Anstiegspunkt des reflektierten Impulsanteils für alle Flanken, der nun aus diesen beiden Zeitdauern entweder direkt ermittelt oder inhärent berücksichtigt wird in einem Entfernungswert, der jeweils in Form von Wertepaaren oder Kennlinien den beiden gemessenen Zeitdauern bis zum Erreichen des ersten und zweiten Schwellwerts zugeordnet wird.

Außerdem wird eine besonders einfach zu realisierende Schaltungsanordnung zur Entfernungsmessung nach dem Echolaufzeitprinzip vorgestellt, die im Kern auf einer Zeitmessung durch Aufladung eines Kondensator mit einem Strom, vorzugsweise einem Konstantstrom beruht, wobei die Aufladung durch den Sendeimpuls gestartet und durch das Überschreiten des Schwellwerts durch das Empfangssignal gestoppt wird. Der besondere Vorteil dieser Schaltungsanordnung liegt insbesondere darin, dass sich diese Schaltungsanordnung mit nur einer Sende- und Empfangseinheit in einfacher Weise für das vorliegende Verfahren anpassen lässt, indem zwei Kondensatoren gleichzeitig aufgeladen werden, wobei entsprechend dem Verfahren zwei unterschiedliche Schwellwerte zum Anhalten des Aufladens vorgesehen sind.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert werden. Kurze Beschreibung der Figuren:

Fig. 1 Visualisierung des Einflusses der Flankensteilheit des empfangenen Impulssignals für die Erreichung des vorgegebenen Schwellwerts und der Eliminierung mittels des Zwei-Schwellen-Verfahrens

Fig. 2 mögliche Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens

Fig. 3 Kennlinienfeld, in dem Wertepaaren der Zeitdauern T1 und T2 bzw. entsprechenden Spannungswerten U1 und U2 jeweils ein Entfernungswert zugeordnet ist

Fig. 4 Ablauf des Verfahrens in einer Schaltungsanordnung nach Fig. 2

Die Fig. 1 zeigt im Vergleich den Flankenverlauf zweier unterschiedlich stark gedämpft reflektierter Impulse (a1, a2), wobei der Zeitpunkt t0 der Aussendung des Impulses identisch ist. Wie bereits eingangs beschrieben, lässt sich deutlich die unterschiedliche Zeitdauer T1 bis zum Erreichen eines gleichen Schwellwertes S1 in t11 bzw. t21 erkennen. Mit Vergrößerung des Wertes des Schwellwertes nimmt die Abhängigkeit von der Dämpfung des empfangenen Impulses noch zu, wie anhand von S2 und dem Abstand von t12 zu t22 deutlich wird.

Bei gleich weiter Entfernung des Zielobjektes von der Sender-Empfänger-Einheit ergibt sich theoretisch jedoch ein gleicher virtueller Anstiegspunkt tx des reflektierten Impulsanteils, wie als tx skizzenhaft angedeutet. Der für alle Impulse einer Entfernung theoretisch gleiche virtuelle Anstiegspunkt tx des reflektierten Impulsanteils wird jedoch durch das Umgebungsrauschen überlagert und steht somit für die Auswertung nicht direkt messbar zur Verfügung.

Erfasst man jedoch mittels zweier unterschiedlicher Schwellwerte (S1 < S2) die beiden Zeitdauern T1 und T2 vom Aussenden des Impulses in t0 bis zum Erreichen der beiden Schwellwerte S1 und S2, so kann daraus auf die Flankensteilheit und damit auf den virtuellen Anstiegspunkt tx geschlossen werden.

In einer besonders einfachen Ausgestaltung werden durch die beiden gemessenen Punkte, also beispielsweise (S2, t12) und (S1, t11) Geraden in Richtung der Abszisse verlängert und der Schnittpunkt tx mit der Abszisse bestimmt, was für eine numerische Umsetzung einer Bestimmung des Anstiegs ((S2 - S1)/(t12 - t11)) bzw. der Geradengleichung ((S(t) - S1 = (t - t1) . (S2 - S1)/(t12 - t11 : t variabel) der sich bildenden Geraden durch diese Punkte und einer Bestimmung des Nulldurchgangs entspricht, wobei sich tx = t11 - s1 . (t12 - t11)/(S2 - S1) unter dem Ansatz S(tx): = 0 ergibt. Diese Gleichung kann ohne weiteres technisch umgesetzt, bspw. in einem Programm eines die Auswerteeinheit bildenden Mirkoprozessors programmiert werden und tx automatisch aus den gemessenen Werten von t11 und t12 bzw. analog dazu aus T1 und T2 Tx ermittelt werden. Aus tx ergibt sich die exakte Lauf­ dauer des Impulses als Zeitdauer Tx, der direkt ein Entfernungswert zugeordnet ist.

Betrachtet man im Vergleich die zwei unterschiedlich stark gedämpften Impulse a1 und a2, so wird erkennbar, dass die so ermittelbare Zeitdauer Tx zumindest deutlich weniger abhängig von der Flankensteilheit und damit vom Reflexionsverhalten im Zielgebiet ist. Eine Zuordnung eines Entfernungswerts aufgrund dieser Zeitdauer nach dem Echolaufzeitprinzip ist somit deutlich weniger fehlerbehaftet.

Fig. 2 zeigt nun zunächst eine bevorzugte Ausgestaltung einer Schaltungs­ anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Schaltungsanordnung basiert zunächst auf einem Sender S, der auf ein Trigger­ signal t0 hin einen Impuls ins Zielgebiet aussendet, hier mittels einer Laserdiode 1, die über ein auf das Triggersignal hin sich schließendes Schaltmittel T1, vorzugs­ weise einen schnellen Halbleiterschalter mit einer Versorgungsspannung Ub betrieben wird. Des weiteren ist ein Empfänger E0 bestehend aus einer vorzugs­ weise im Frequenzbereich exakt auf das ausgesandte Laserlicht ausgerichteten lichtempfindlichen Diode 2 vorgesehen, dessen sich helligkeitsabhängig ändernder Fotostrom über einen Widerstand R2 in ein Spannungssignal 3 umgewandelt wird. Der Kondensator C2 dient der Entkopplung, kann aber aufgrund von R2 und R4 auch entfallen.

Die Schaltungsanordnung in Fig. 2 besteht in einer besonders bevorzugten Weiterbildung aus zwei in sich grundlegend gleichen Auswerteteilen E1 und E2, die nun beide den Empfänger E0 gemeinsam nutzen und beide das Spannungssignal 3 auswerten, jedoch mit unterschiedlichen Schwellwerten.

Es soll jedoch zunächst nur als ein Ausführungsbeispiel gemäß dem ersten Schaltungsanspruch eine Ausgestaltung mit einem Auswerteteil E1 betrachtet werden. Das Spannungssignal 3 wird in diesem Auswerteteil E1 in einem ersten Komparator A1 permanent mit einem durch einen Spannungsteiler am Widerstand R3 einstellbaren Spannungswert verglichen, der dem Schwellwert S1 entspricht. Übersteigt das Spannungssignal 3 den Schwellwert S1, so erzeugt der Komparator A1 am Ausgang ein Schwellwertsignal 4.1.

Der Auswerteteil E1 weist einen Kondensator C3 mit einer durch ein Schaltmittel T2 schaltbaren Verbindung zu einer Stromquelle, vorzugsweise einer Konstantstrom­ quelle Iconst1 auf, wobei das Schaltmittel T2, vorzugsweise wieder ein schnell schaltender Halbleiterschalter, auf das vorzugsweise über ein RS-Flip-Flop 5.1 zugeführte Triggersignal t0 geschlossen und auf das Schwellwertsignal 4.1 des Komparators A1 die Aufladung des C3 gestoppt wird. Nachfolgend wird der durch die Aufladung am Kondensator C3 erreichte Spannungswert U1 ausgelesen und der Kondensator C3 mittels eines parallelen Schalters T3 auf ein Clear-Signal hin wieder entladen, vorzugsweise sehr schnell, um einen neuen Impuls empfangen zu können. Die Zeitdauer zu dieser Entladung der Kondensatoren wird vorzugsweise zumindest einmal, eventuell zyklisch erfasst, um Veränderungen der Ladekennlinie der Kondensatoren festzustellen.

Eine in Fig. 2 nicht dargestellte, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors mit einer das Verfahren umsetzenden Software ausgestalteten Auswerteeinheit kann grundsätzlich auch schon mit nur einem Schwellwert aus dieser am Kondensator erreichten und zur Entfernung proportionalen Spannung die Entfernung bestimmen. Besonders bevorzugt ist jedoch die Anwendung des bereits beschriebenen Zwei- Schwellen-Verfahrens, wozu ein zweiter grundsätzlich zum beschriebenen Auswerte­ teil E1 gleicher Auswerteteil E2 mit einem zweiten Kondensator C4, der wiederum auf das Triggersignal t0 hin aufgeladen wird, wie in Fig. 2 gezeigt. Ein zweiter Komparator A2 vergleicht das Spannungssignal 3 mit einem zweiten, unterschied­ lichen Schwellwert S2 < S1, der wiederum durch einen Spannungsteiler an einem Widerstand R4 einstellbar ist.

So kann diese Schaltungsanordnung durch einfache Ergänzung eines zweiten identischen Auswerteteils E2 und entsprechend abweichend eingestelltem Schwell­ wert S2 zur Durchführung des Verfahrens angepasst werden, wobei Sender und Empfänger (S, E0) gemeinsam genutzt werden.

Selbstverständlich können eine ganze Reihe oder sogar ein zweidimensionales Array solcher Sender-Empfänger-Einheiten eingesetzt werden, um neben der Entfernung auch die Form von Objekten, bzw. Fahrbahnen, andere Fahrzeuge oder Fahrzeug­ insassen zu erfassen.

Die Schaltungsanordnung kann weitgehend in einen ASIC integriert werden und bedarf im Vergleich zur Zeitmessung mittels Zählern keiner hochfrequenten und damit EMV-kritischen Taktung.

Vorzugsweise weisen die Kondensatoren C3 und C4 eine annähernd gleiche Ladekennlinie auf und sind zusammen mit den Konstantstromquellen so bemessen, dass in dem erwarteten Entfernungsbereich der lineare Arbeitsbereich der Kondensatoren C3, C4 nicht überschritten wird.

Zumindest einmal während des Betriebs der Sender-Empfänger-Einheit (S, E), vorzugsweise jedoch zyklisch, werden die Schwellwerte S1, S2 der aktuell vor­ liegenden Umgebungsstrahlung angepasst, indem ohne Emission eines Impuls­ signals (a0) von der Sender-Empfängereinheit die Stärke der vom Zielgebiet empfangbaren Umgebungsstrahlung erfasst und der erste und zweite Schwellwert (S1, S2) entsprechend oberhalb dieser Umgebungsstrahlung eingestellt werden, beispielsweise als ein vorgegebener Faktor (< 1) der Umgebungsstrahlung.

Vorzugsweise wird ebenfalls zumindest einmal während des Betriebs der Sender- Empfänger-Einheit die Ladekennlinie der Kondensatoren C3, C4 geprüft, indem für eine vorgegebene Referenzzeitdauer die Kondensatoren C3, C4 aufgeladen werden und die dabei jeweils am Kondensator erreichte Spannung ausgewertet wird.

Analog kann die Zeitdauer zur Entladung der Kondensatoren nach der Aufladung erfasst werden, wie bereits erwähnt. Ursache für Abweichungen von einem vor­ gegebenen Soll-Wert sind neben Exemplarstreuungen auch die Temperatureinflüsse und die Alterungserscheinungen der Kondensatoren. Verändert sich die für die Referenzzeitdauer gemessene Spannung, sinkt diese beispielsweise ab, so wird entweder die Kennlinie bzw. die hinterlegten Wertepaare angepasst oder ein Ab­ gleich des Ladestroms mittels der Konstantstromquellen Iconst1,2 vorgenommen. Auch dies kann vorzugsweise zyklisch, beispielsweise mittels eines Mikroprozessors während des Betriebs der Sender-Empfänger-Einheit automatisch vorgenommen werden.

Fig. 3 zeigt ein Kennlinienfeld, in dem Wertepaaren der Zeitdauern T1 und T2 bzw. entsprechenden Spannungswerten U1 und U2 jeweils ein Entfernungswert zuge­ ordnet wird. Dabei wurden in Schritten Linien von Wertepaaren mit gleicher zu­ geordneter Entfernung dargestellt, wobei jede dieser Linien, bspw. ex begrenzt ist einerseits durch eine minimale Verzögerung ΔTmin(ex) zwischen T1 und T2 aufgrund der unterschiedlichen Schwellwerte S1 und S2 und andererseits durch eine maximal noch zur Verarbeitung vorgesehene Verzögerung ΔTmax(ex), die dann einer extrem flachen Impulsantwort entspräche, die gerade noch den zweiten Schwellwert S2 übersteigt. Die Grenzen werden für reale Anwendungen individuell eventuell noch enger festgelegt, um den für die Abspeicherung erforderlichen Speicherplatz gering zu halten. Letztlich kann innerhalb des zugelassenen Bereichs zwischen ΔTmin und ΔTmax jedem Wertepaar T1 /T2 bzw. U1/U2 ein Entfernungswert zugeordnet werden.

Bei Umsetzung dieses Kennfeldes in Form digital gespeicherter Tabellen wird die Anzahl der Wertepaare begrenzt, wobei eine Interpolation der nicht gespeicherten Wertepaare denkbar ist. Ansonsten kann auch eine Formel zur Berechnung des Entfernungswerts aus T1 und T2 bzw. U1 und U2 abgeleitet werden.

Fig. 4 verdeutlicht den Ablauf des Verfahrens innerhalb der vorgestellten Schaltungsanordnung, wobei die Zeitdauern T31 und T32 bis zum Überschreiten des ersten und zweiten Schwellwerts S1 und S2 durch die Aufladung der zwei möglichst kennlininiengleichen Kondensatoren realisiert wird. Bei nicht übereinstimmenden Kennlinien kann auch eine numerische Kalibrierung durch entsprechende Faktoren in der Auswerteeinheit vorgenommen werden. Die dabei erreichten Spannungswerte Uc1 und Uc2 können entweder mittels einer abgelegten Kondensatorkennlinie in die entsprechenden Zeitdauern umgerechnet oder diesen Wertepaaren der Spannung direkt eine Entfernung zugeordnet werden.

Aus den beiden Spannungswerten Uc1 und Uc2 bis zum Überschreiten des ersten und zweiten Schwellwerts S1 und S2 wird in einem Ausführungsbeispiel zunächst eine Signalanstiegsgerade g(Uc) bestimmt, der Anfangszeitpunkt tx des Anstiegs als Zeitpunkt eines Schnittes dieser Signalanstiegsgerade g(Uc) mit einer Kennlinie der Kondensatoren f(c) bestimmt und die Entfernung ex aus dem entsprechenden Spannungswert U(tx) bzw. der zugehörigen Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt des Beginns der Emission und dem Zeitpunkt des Schnittes (tx) abgeleitet.

Die Kondensatoren und der Ladestrom sind dabei so bemessen, dass für die üblicherweise zu erwartenden Entfernungen der Objekte im Zielgebiet die Aufladung innerhalb des linearen Kennlinienbereichs des Kondensators beendet werden kann. Zumindest für diesen linearen Zeitbereich der Aufladung der Kondensatoren wird die Kennlinie durch eine Gerade mit Anstiegswert und Anfangwert Null angenährt. Im linearen Arbeitsbereich der Kondensatoren entspricht der Schnittpunkt U(tx) der Signalanstiegsgerade g(Uc) (Fig. 4c) dem Schnittpunkt tx einer analog aus den Zeitdauern T1 und T2 gewonnenen Signalanstiegsgerade g(t).

Die Nichtlinearität der Kondensatoren kann, wie bei fc in Fig. 4c angedeutet, durch eine zeitlich kalibrierte Ladekennlinie der Kondensatoren als Kennlinie oder bei der Umwandlung der Spannungswerte Uc1 und Uc2 in die Zeitdauern T1 und T2 berücksichtigt werden. Bei direkter Zuordnung mittels Kennlinienfeldern oder Tabellen von Wertepaaren können auch diese numerisch angepasst werden.

Grundsätzlich ist auch eine Messung der Zeitdauern T1 und T2 mittels Zählern denkbar, die zwar teurer zu realisieren sind, jedoch über beliebig lange Zeitdauern linear arbeiten, so dass Kompensationen wie bei den Kondensatoren gänzlich entfallen können.

Aus der zeitlichen Abfolge von Entfernungsmessungen kann auch die Relativ­ geschwindigkeit zwischen Sender-Empfänger-Einheit und Objekten im Zielgebiet abgeleitete werden.

Claims (12)

1. Verfahren zur Entfernungsmessung zwischen einer Sender-Empfänger-Einheit und einem Zielobjekt nach dem Echolaufzeitprinzip,

• a) wobei von der Sender-Empfängereinheit ein Impulssignal vorgegebener Stärke in ein Zielgebiet emittiert sowie dabei der vom Zielgebiet reflektierte Anteil des Impulssignals empfangen wird, und
• b) eine Zeitdauer von der Emission des Impulssignals bis zum Empfang der an dem Zielobjekt reflektierten Anteile durch Vergleich des empfangenen Anteils des Impulssignals mit einem vorgegebenen Schwellwert erfasst wird, und
• c) aus dieser zur Entfernung proportionalen Zeitdauer die Entfernung ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
• d) der empfangene Anteil (a1, a2) des ausgesendeten Impulssignals (a0) mit einem ersten Schwellwert (S1) und einem zweiten, gegenüber dem ersten höheren Schwellwert (S2 < S1) verglichen wird,
• e) vom Zeitpunkt (t0) der Emission des Impulssignals (a0) bis zum Zeitpunkt (t11, t21) des Überschreitens des ersten Schwellwerts (S1) durch den empfangenen Anteil (a1, a2) eine erste Zeitdauer (T1) und bis zum Zeitpunkt (t12, t22) des Überschreitens des zweiten Schwellwerts (S2) eine zweite Zeitdauer (T2) bestimmt werden,
• f) aus den beiden Schwellwerten (S1, S2) und den beiden Zeitdauern (T1, T2) die Entfernung (ex) ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem Wertepaar aus erster und zweiter Zeitdauer (T1, T2) eines Impulssignals unter Verwendung von abgelegten Wertepaaren oder eines Wertepaarkennfeldes (Fig. 3) jeweils ein Entfernungswert (ex) zugeordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus den beiden Zeitdauern (T1, T2) bis zum Überschreiten des ersten und zweiten Schwellwerts (S1, S2) eine Zeitdauer (Tx) vom Zeitpunkt (t0) der Emission des Impulssignals bis zu einem Anfangszeitpunkt (tx) des Anstiegs des empfangenen Anteils (a1, a2) des Impulssignals bestimmt und aus dieser Zeitdauer (Tx) die Ent­ fernung (ex) ermittelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) aus den beiden Zeitdauern (T1, T2) bis zum Überschreiten des ersten und zweiten Schwellwerts (S1, S2) zunächst eine Signalanstiegsgerade (g(t) bzw. g(Uc)) bestimmt wird,
• b) der Anfangszeitpunkt (tx) des Anstiegs als Zeitpunkt eines Schnittes dieser Signalanstiegsgerade mit einer vorgegebenen Kennlinie (fc) bestimmt wird und
• c) die Entfernung (ex) aus der Zeitdauer (Tx) zwischen dem Zeitpunkt des Beginns der Emission (t0) und dem Zeitpunkt des Schnittes (tx) abgeleitet wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zeitdauern (T1, T2) bis zum Überschreiten des ersten und zweiten Schwellwerts (S1, S2) durch Aufladung zweier Kondensatoren (C3, C4) mittels jeweils einer Konstantstromquelle (Iconst1,2) ab dem Zeitpunkt (t0) der Emission des Impulssignals (a0) bis zum Überschreiten des ersten und zweiten Schwellwerts (S1, S2) erfasst werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest für den linearen Zeitbereich der Aufladung der Kondensatoren (C3, C4) die Kennlinie (fc) durch eine Gerade mit Anstiegswert und Anfangwert Null angenährt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zeitlich kalibrierte Ladekennlinie der Kondensatoren als Kennlinie (fc) verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einmal während des Betriebs der Sender-Empfänger-Einheit, vorzugsweise zyklisch, ohne Emission eines Impulssignals (a0) von der Sender- Empfängereinheit die Stärke einer vom Zielgebiet empfangbaren Umgebungs­ strahlung erfasst und der erste und zweite Schwellwert (S1, S2) entsprechend oberhalb dieser Umgebungsstrahlung angepasst werden.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest einmal während des Betriebs der Sender-Empfänger- Einheit, vorzugsweise zyklisch die Ladekennlinie der Kondensatoren (C3, C4) geprüft wird, indem

• a) für eine vorgegebene Zeitdauer die Kondensatoren aufgeladen werden und jeweils die dabei am Kondensator erreichte Spannung ausgewertet wird oder
• b) die Zeitdauer zur Entladung der Kondensatoren nach der Aufladung erfasst wird.

10. Schaltungsanordnung zur Entfernungsmessung zu einem Zielobjekt nach dem Echolaufzeitprinzip mit einer Sender-Empfängereinheit, die aufweist:

• a) eine Steuereinheit zur Erzeugung eines Triggersignals (t0),
• b) einen Sender (S) zur Emission von Impulssignalen (a0) vorgegebener Stärke in ein Zielgebiet auf das Triggersignal (t0) hin,
• c) einen Empfänger (E0) zur Messung der vom Zielgebiet reflektierten Anteile der Impulssignale und zur Erzeugung eines dazu proportionalen Empfangssignals (3),
• d) einem Komparator (A1), welcher ein Schwellwertsignal (4.1) setzt, wenn das Empfangssignal (3) einen vorgegebenen Schwellwert (S1) übersteigt,
• e) zumindest einen Kondensator (C3) mit einer durch ein Schaltmittel (T2) schaltbaren Verbindung zu einer Konstantstromquelle (Iconst1), wobei das Schaltmittel (T2) auf das Triggersignal (t0) geschlossen und auf das Schwellwertsignal (4.1) des Komparators (A1) die Aufladung gestoppt wird,
• f) und einer Auswerteeinheit, welche die am Kondensator (C3) erreichte Spannung (U1) bestimmt und aus dieser zur Entfernung proportionalen Spannung die Entfernung (ex) ermittelt.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) zwei Kondensatoren (C3, C4) mit näherungsweise gleicher Ladekennlinie mit jeweils einer durch jeweils ein Schaltmittel (T2, T5) schaltbaren Verbindung zu jeweils einer Konstantstromquelle (Iconst1,2), wobei die Aufladung beider Kondensatoren gleichzeitig durch das Triggersignal (t0) gestartet wird,
• b) zwei Komparatoren (A1, A2) vorgesehen sind, welche das Empfangssignal (3) mit einander abweichenden Schwellwerten (S1 < S2) vergleichen und bei Überschreitung des ersten Schwellwerts (S1) der erste Komparator (A1) ein erstes Schwellwertsignal (4.1) und der zweite Komparator (A2) bei Überschreitung des zweiten Schwellwerts (S2) ein zweites Schwellwertsignal (4.2) erzeugen,
• c) wobei durch das erste Schwellwertsignal (4.1) die Aufladung des ersten Kondensators (C3) und durch das zweite Schwellwertsignal (4.2) die Aufladung des zweiten Kondensators (C4) gestoppt wird,
• d) die Auswerteeinheit aus den an den Kondensatoren (C3, C4) erreichten zwei Spannungswerten (U1, U2) die Entfernung (ex) gemäß einer der vorangehenden Verfahren 1 bis 6 ermittelt.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel (T2) durch ein Flip-Flop (5.1) angesteuert wird, welches durch das Triggersignal (t0) gesetzt und durch das Schwellwertsignal (4.1) rückgesetzt wird.