DE19629712A1

DE19629712A1 - Method and device for measuring visibility

Info

Publication number: DE19629712A1
Application number: DE19629712A
Authority: DE
Inventors: Siegbert Steinlechner; Goetz Dr Kuehnle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 1998-01-29
Also published as: WO1998004932A1

Abstract

A process for measuring the visual range, useful in particular for motor vehicles, has the following steps: a space-limited and/or time-limited light signal is emitted as a light beam (3); the backscattered light from the emitted light signal is received by scanning a first zone (14) covered by the light beam; the backscattered light from the emitted light signal is received by scanning at least a second zone (15) covered by the light beam which is not identical to the first zone (14); the two backscattered light scanning results are compared and the visual range is determined on the basis of the comparison result.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sichtwei tenmessung, insbesondere für den Einsatz in Kraft fahrzeugen.The invention relates to a method for sighting ten measurement, especially for use in force vehicles.

Die Sichtweite des Fahrers eines Kraftfahrzeugs sollte Einfluß auf die Fahrgeschwindigkeit haben. Aus der täglichen Praxis ist es jedoch insbesondere bei Nebel bekannt, daß viele Fahrzeugführer durch unangepaßte Geschwindigkeit in Auffahrunfälle ver wickelt werden. Die objektive Erfassung der Sicht weite und Einbeziehung der Fahrgeschwindigkeit kann daher genutzt werden, um den Fahrer bei unange paßter Fahrweise zu warnen. Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur objektiven Sichtweitenmessung, wobei die Erfindung nicht auf einen mobilen Einsatz beschränkt ist. The visibility of the driver of a motor vehicle should influence the driving speed. However, it is particular from everyday practice known when fog that many drivers by inappropriate speed in rear-end collisions be wrapped. The objective detection of the view wide and including the driving speed therefore be used to make the driver uncomfortable to warn of appropriate driving style. The invention is concerned with a method and a device for objective visibility measurement, the invention is not limited to mobile use.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Sichtweitenmes sung weist folgende Schritte auf: Aussenden eines räumlich und/oder zeitlich begrenzten Lichtsignals in Form eines Lichtstrahls, Empfangen des Rück streulichts des ausgesendeten Lichtsignals durch Erfassung einer ersten Raumzone dem Lichtsignals, Empfangen des Rückstreulichts des ausgesendeten Lichtsignals durch Erfassung mindestens einer wei teren, zweiten Raumzone des Lichtstrahls, wobei die erste Raumzone nicht identisch mit der zweiten Raumzone ist und Vergleich der beiden Rückstreu licht-Ergebnisse sowie Ermittlung der Sichtweite unter Berücksichtigung des Vergleichsergebnisses. Im Zuge dieser Anmeldung ist das Licht des ausge strahlten Lichtstrahls nicht auf den sichtbaren Be reich beschränkt sondern es wird ein Signal mit entsprechend gewählter Wellenlänge ausgestrahlt, insbesondere Infrarot-Licht. Durch die Erfassung des Rückstreulichts ist es möglich, auf die Sicht verhältnisse zu schließen, da beispielsweise im Falle von Nebel, Schnee oder Regen die in der Luft befindlichen Wassertropfen beziehungsweise Schnee kristalle eine Reflexion bewirken. Die Aussendung und auch die Erfassung erfolgen vorzugsweise in ei nem Bereich, der von äußeren Gegebenheiten, wie vorwegfahrenden Fahrzeugen, Motorhaube, Fahrbahnbe lag, am Seitenrand parkenden Fahrzeugen, Schildern und so weiter, frei ist, so daß tatsächlich nur Rückstreulicht empfangen wird, das durch Sichtwei tenparameter und nicht durch Fremdparameter beein flußt ist. Dadurch, daß das Rückstreulicht einer ersten Raumzone des Lichtstrahls detektiert wird, läßt sich bereits auf die Sichtweite schließen, da die Intensität des Rückstreulicht beispielsweise im Falle des Nebels mit der Dichte des Nebels zunimmt. Fehlerquellen bei der Sichtweitenmessung stellt je doch zum Beispiel eine Sendeleistungsveränderung des ausgestrahlten Lichtstrahls dar, beispielsweise aufgrund von Temperaturänderungen. Auch eine Ver schmutzung der Optik und so weiter stellt eine Feh lerquelle dar. Wird durch die Frontscheibe des Kraftfahrzeugs ausgestrahlt und empfangen, so be stimmt die Sauberkeit der Scheibe das Meßergebnis. Um diese (und andere) Störeinflüsse zu eliminieren, wird erfindungsgemäß das Rückstreulicht einer wei teren, zweiten Raumzone des Lichtstrahls erfaßt, wobei die beiden Raumzonen unterschiedlich sind. Sie dürfen sich zwar zum Beispiel teilweise über lappen, jedoch nicht identisch sein. Zur von äuße ren Störeinflüssen freien Bestimmung der Sichtweite werden die beiden Rückstreulicht-Ergebnisse mitein ander verglichen, und es erfolgt die Ermittlung der Sichtweite unter Berücksichtigung des durch den Vergleich gewonnenen Ergebnisses. Dieses Vorgehen eliminiert Störeinflüsse, zum Beispiel eine ver schmutzte Optik, da es bei der Sichtweitenmessung nicht auf die absolute Größe des empfangenen Rück streulichts, sondern auf die Differenz der beiden Rückstreulicht-Ergebnisse ankommt, wobei im Falle einer verschmutzten Optik oder einer verschmutzten Frontscheibe beide Rückstreulicht-Ergebnisse in gleicher Weise durch die Verschmutzung beeinflußt sind, so daß die Differenz der beiden Ergebnisse unabhängig ist von diesem Störfaktor. The method for visibility measurement according to the invention Solution has the following steps: sending out a spatially and / or temporally limited light signal in the form of a beam of light, receiving the back scattered light of the emitted light signal Detection of a first room zone of the light signal, Receiving the backscattered light from the transmitted Light signal by detecting at least one white ter, second spatial zone of the light beam, the first room zone not identical to the second Space zone is and comparison of the two backscatter light results and determination of visibility taking into account the comparison result. In the course of this registration the light of the is out beamed light beam not on the visible Be richly limited but there will be a signal with broadcast according to the selected wavelength, especially infrared light. By capturing of the backscattered light it is possible to view close circumstances, for example in Fall of fog, snow or rain in the air water drops or snow crystals cause a reflection. The broadcast and also the acquisition is preferably carried out in egg an area that is affected by external factors such as preceding vehicles, bonnet, carriageway lay, vehicles parked on the side edge, signs and so on, is free, so that actually only Backscattered light is received, which can be seen through parameters and not influenced by external parameters is flowing. The fact that the backscattered light first space zone of the light beam is detected, can already be deduced from the range of vision, because the intensity of the backscattered light, for example Case of the fog increases with the density of the fog. Sources of error in the measurement of visibility range but for example a change in transmission power of the emitted light beam, for example due to temperature changes. Also a ver dirt on the optics and so on represents a mistake Source is represented by the windshield of the Vehicle broadcast and received, so be is the cleanliness of the pane the measurement result. To eliminate these (and other) interferences, according to the invention, the backscattered light is white tere, second spatial zone of the light beam, where the two room zones are different. You may, for example, partially over rag, but not be identical. To the outside free interference determination of the visibility the two backscattered light results will be compared, and the determination of the Visibility considering the by the Comparison of the result obtained. This procedure eliminates interference, for example a ver dirty optics because it is in the range of sight measurement not to the absolute size of the return received stray light, but on the difference between the two Backscattered light results arrives, in the event a dirty look or a dirty one Windshield both backscattered light results in equally affected by pollution are, so the difference between the two results is independent of this disruptive factor.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese hen, daß der räumlich begrenzte Lichtstrahl eine erste optische Achse aufweist, daß die Erfassung der ersten Raumzone entlang einer zweiten optischen Achse erfolgt, die gegenüber der ersten optischen Achse geneigt verläuft und diese schneidet und daß die Erfassung der zweiten Raumzone entlang einer dritten optischen Achse erfolgt, die gegenüber der ersten optischen Achse geneigt verläuft und diese schneidet, wobei der Neigungswinkel der zweiten op tischen Achse (gegenüber der ersten optischen Achse) ungleich dem Neigungswinkel der dritten op tischen Achse (gegenüber der ersten optischen Achse) ist. Durch die räumliche Begrenzung des Lichtstrahls, insbesondere in Form eines sich leicht aufweitenden Kegels, ist ein bestimmtes Raumvolumen vom Lichtstrahl erfaßt. Der Empfang er folgt aufgrund der Empfangscharakteristik des ver wendeten Sensors entlang eines "Empfangsstrahls", der eine optische Achse aufweist. Hierdurch ist ebenfalls ein Empfangsraum, vorzugsweise ebenfalls kegelförmig, definiert. Dort, wo die beiden Räume, nämlich der Raum des ausgestrahlten Lichts und der die Empfangszone bestimmende Raum, sich schneiden, liegt ein Schnittvolumen vor, das bei der Messung im Hinblick auf die Erfassung des Rückstreulichtes abgetastet wird. Erfindungsgemäß erfolgt die Abta stung eines ersten Schnittvolumens und ferner die Abtastung eines zweiten Schnittvolumens, wobei die beiden Schnittvolumen nicht identisch sind. Auf grund eines Vergleichs der Rückstreulicht-Ergeb nisse der beiden Schnittvolumina läßt sich eine Aussage über die Sichtweite treffen, wobei - wie be reits erwähnt - äußere Einflüsse, wie Verschmutzun gen oder sich ändernde Sendeleistungen unberück sichtigt bleiben. Dadurch, daß die erste optische Achse des Lichtstrahls gegenüber der zweiten opti schen Achse der Erfassungszone geneigt verläuft, ergibt sich das vorstehend erwähnte erste Schnitt volumen. Da die dritte optische Achse nicht iden tisch mit der zweiten optischen Achse ist, ergibt sich ein zweites Schnittvolumen, das nicht iden tisch mit dem ersten Schnittvolumen ist, so daß der vorstehend erwähnte Vergleich der beiden Rückstreu licht-Ergebnisse auf einfach Weise möglich ist.After a further development of the invention, it is provided hen that the spatially limited light beam a first optical axis has that detection the first space zone along a second optical Axis takes place opposite the first optical Axis is inclined and intersects and that the detection of the second room zone along a third optical axis, which is opposite the first optical axis and inclined intersects, the angle of inclination of the second op table axis (opposite the first optical Axis) not equal to the angle of inclination of the third op table axis (opposite the first optical Axis). Due to the spatial limitation of the Light beam, especially in the form of a slightly expanding cone, is a certain one Volume of space captured by the light beam. The reception he follows due to the reception characteristics of ver applied sensors along a "receive beam", which has an optical axis. This is also a reception room, preferably also conical, defined. Where the two rooms namely the room of the emitted light and the space defining the reception zone, intersect, there is a cutting volume that is used for the measurement with regard to the detection of the backscattered light is scanned. According to the invention, the scanning takes place a first cut volume and further the Scanning a second cut volume, the the two cutting volumes are not identical. On based on a comparison of the backscattered light results nisse of the two cutting volumes can be one Make a statement about the range of vision, whereby - as be already mentioned - external influences, such as pollution or changing transmission power stay sighted. Because the first optical Axis of the light beam opposite the second opti axis of the detection zone is inclined, the first cut mentioned above results volume. Because the third optical axis is not the same is table with the second optical axis a second cutting volume that is not identical table with the first cutting volume, so that the comparison of the two backscatter mentioned above light results is easily possible.

Während bei der vorstehend erwähnten Sichtweiten messung eine räumliche Begrenzung bei dem Licht strahl und auch bei den beiden Empfangszonen vorge nommen wird, so daß definierte Schnittvolumina er faßt werden können, ist es zusätzlich oder alterna tiv für eine Sichtweitenmessung auch möglich, wenn der Lichtstrahl zeitlich begrenzt ausgestrahlt wird und der Empfang des Rückstreulichts in einem ersten Zeitfenster und der nochmalige Empfang in einem zweiten Zeitfenster erfolgt, wobei die beiden Zeit fenster zeitlich versetzt zueinander liegen und/oder unterschiedlich groß sind. Der Empfang in nerhalb des ersten Zeitfensters führt dazu, daß - unter Berücksichtigung der Laufzeit des Lichts - nur eine bestimmte Raumzone abgetastet wird, das heißt, innerhalb dieser Raumzone wird das Rück streulicht erfaßt. Da das zweite Zeitfenster zeit lich versetzt zum ersten Zeitfenster liegt und/oder unterschiedlich groß ist, wird eine andere Raumzone im Hinblick auf das Rückstreulicht erfaßt als bei der ersten Messung. Dieses hat zur Folge, daß Stör einflüsse, wie die Verschmutzung der Optik, der Windschutzscheibe, unterschiedliche Sendeleistungen oder dergleichen eliminiert werden, da es nur auf die Differenz der beiden Empfangsergebnisse ankommt und aus dieser Differenz die Sichtweite ermittelt wird. Auch bei dieser Meßmethode erfolgt vorzugs weise eine räumlich begrenzte Aussendung und Erfas sung.While at the aforementioned visibility measurement a spatial limitation with the light beam and also featured in the two reception areas is taken so that he defined cutting volumes can be grasped, it is additional or alterna tiv for a visibility measurement also possible if the light beam is emitted for a limited time and receiving the backscatter light in a first Time window and repeated reception in one second time window takes place, the two time windows are staggered in time and / or are of different sizes. The reception in within the first time window leads to that - taking into account the running time of the light - only a certain zone of space is scanned, the means within this space zone the back becomes scattered light. Because the second time window is time Lich offset from the first time window and / or is of different size, another room zone with regard to the backscattered light than at the first measurement. As a result, sturgeon influences, such as the contamination of the optics, the Windshield, different transmission powers or the like can be eliminated as it is only on the difference between the two reception results arrives and determined the visibility from this difference becomes. This measurement method is also preferred wise a spatially limited sending and recording solution.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Licht des Lichtsignals intervallmäßig moduliert wird, daß zur Bestimmung des Rückstreulichts der modulierte An teil des Rückstreulicht ausgewertet wird und daß aus dem unmodulierten Lichtanteil die Umgebungs helligkeit ermittelt wird. Auf diese Art und Weise wird es möglich, daß rückgestrahlte Licht vom Umge bungslicht unterscheiden zu können. Hierzu wird - wie beschrieben - das Licht der Lichtquelle zeit lich (das heißt also nicht permanent, sondern in tervallartig) moduliert. Das rückgestreute Licht besitzt dann die gleiche Modulation, wodurch einer seits das rückgestreute Licht durch Demodulation ermittelt werden kann und andererseits die Umge bungshelligkeit aus dem unmodulierten Lichtanteil, also zu den Zeiten, zu den keine Modulierung des ausgesandten Lichtes erfolgt, ermittelt werden kann.It is also advantageous if the light of the Light signal is modulated at intervals that for Determination of the backscattered light of the modulated type part of the backscattered light is evaluated and that the surrounding from the unmodulated light component brightness is determined. That way it is possible that the reflected light from the reverse to be able to distinguish between exercise light. To do this - As described - the light of the light source time Lich (that is, not permanently, but in periodically) modulated. The backscattered light then has the same modulation, which makes one on the other hand, the backscattered light through demodulation can be determined and on the other hand the reverse exercise brightness from the unmodulated light component, that is, at times when there is no modulation of the emitted light is determined can.

Werden mindestens zwei Raumzonen - wie vorstehend beschrieben - durch geometrische Überlagerung von Sende- und Empfangscharakteristik generiert, ist zum Beispiel eine rechteckförmige Modulation der Sendeleistung mit einem Tastverhältnis von circa 50 : 50 möglich. Das Wechselstromsignal mindestens eines der Empfänger ist dann proportional zum rück gestreuten moduliertem Licht, während der Gleich stromanteil, der von mindestens einem Empfänger empfangen wird, die Umgebungshelligkeit widerspie gelt. Um Störungen von Verkehrsteilnehmern mit gleichem Sichtweitensensor zu reduzieren, läßt sich zum Beispiel auch eine Pseudo-Zufallsfolge zur Mo dulation und Demodulation einsetzen. Dies läßt sich beispielsweise technisch durch ein rückgekoppeltes Schieberegister generieren.If at least two room zones - as above described - by geometric superposition of Sending and receiving characteristics is generated for example a rectangular modulation of the Transmission power with a duty cycle of approx 50: 50 possible. The AC signal at least one of the receivers is then proportional to the return scattered modulated light while the same share of electricity from at least one receiver is received, the ambient brightness is reflected applies to disturbances of road users with to reduce the same visibility sensor for example, a pseudo-random sequence for Mo. Use dulation and demodulation. This can be done for example, technically through a feedback Generate shift registers.

Ferner ist es vorteilhaft, in einem dritten Zeit fenster, während dem kein Lichtsignal ausgestrahlt wird, die Umgebungshelligkeit zu ermitteln. Dies ist möglich, wenn die Ermittlung der Sichtweite durch zeitlich begrenztes Aussenden und zeitlich aufgelöstes Empfangen von Licht stattfindet. Vor teilhaft ist die Unterteilung der Zeit zwischen zwei ausgesendeten Lichtblitzen in mindestens drei Zeitfenster. Im ersten Zeitfenster wird das rückge streute Licht aus einer ersten Raumzone gemessen, im zweiten Zeitfenster aus einer zweiten Raumzone und im dritten Zeitfenster wird aufgrund eines feh lenden Lichtsignals keine Rückstreumessung, sondern die Umgebungshelligkeit gemessen. Hierzu ist es er forderlich, daß die Laufzeit des Lichts vom Sender zum geometrisch definierten Schnittvolumen und zu rück zum Empfänger kleiner als der Zeitabstand zwi schen zwei ausgesendeten Lichtblitzen ist. Das Um gebungslicht kann - wie bereits vorstehend beschrie ben - wiederum aus dem Gleichstromanteil gewonnen werden.It is also advantageous in a third time window during which no light signal is emitted will determine the ambient brightness. This is possible when determining the visibility through time-limited transmission and time dissolved reception of light takes place. Before the division of the time between two flashes of light emitted in at least three Time window. This is reset in the first time window scattered light measured from a first room zone, in the second time window from a second room zone and in the third time window due to a wrong light signal no backscatter measurement, but measured the ambient brightness. For this it is him required that the runtime of the light from the transmitter to the geometrically defined cutting volume and back to the receiver less than the interval between between two emitted flashes of light. The order ambient light can - as already described above ben - again obtained from the DC component will.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vor teilhaft, wenn die Auswertung der empfangenen Si gnale mit einer Auswertelogik, insbesondere unter Verwendung mindestens einer Fuzzy-Klassifikation und/oder neuronaler Netze erfolgt. Dieses Vorgehen ist in den beiden vorstehend beschriebenen Verfah ren, also dem Verfahren mit geometrischer Überlage rung und/oder dem Verfahren mit zeitlich begrenztem Aussenden und zeitlich aufgelöstem Empfangen an wendbar. In beiden Verfahren erhält man Signale, die im rückgestreuten Licht aus mindestens zwei Raumzonen und der Umgebungshelligkeit entsprechen, wobei die Umgebungshelligkeit durch die Empfangsop tik in einer Vorzugsrichtung gemessen wird, die insbesondere die Fahrtrichtung ist. Durch die feste Anordnung der Raumzonen zur Sende-/Empfangsein richtung stehen die Rückstreusignale in wohldefi nierter Beziehung zueinander. Zum Beispiel ist für homogenen Nebel das Verhältnis der Rückstreu-Si gnale nur von der Sichtweite abhängig und das Si gnal der weiter weg liegenden Raumzone ist im all gemeinen kleiner als das der näher an der Sende- /Empfangseinrichtung liegenden Raumzone. Diese Si gnale werden mit einer Auswertelogik - wie vorste hend erwähnt - bearbeitet, in der zum Beispiel Fuzzy-Klassifikationen oder neuronale Netze verwen det werden können. Man kann dann zum Beispiel be vorzugt die Klassen "Sichtweite < 50 m", "Sicht weite 50 m bis 100 m", "Sichtweite < 100 m" aber auch zum Beispiel die Klassen "Blendung", "Hinder nis" oder "undefinierter Zustand" unterscheiden.After a further development of the invention, it is before partial if the evaluation of the received Si gnale with an evaluation logic, especially under Use of at least one fuzzy classification and / or neural networks. This procedure is in the two procedures described above ren, i.e. the process with a geometric overlay tion and / or the process with a time limit Send out and receive in a temporally resolved manner reversible. In both methods you get signals those in the backscattered light from at least two Correspond to room zones and the ambient brightness, where the ambient brightness by the receiving op tic is measured in a preferred direction that especially the direction of travel. Through the fixed Arrangement of the room zones for sending / receiving the backscatter signals are in the right direction relationship with each other. For example, for homogeneous fog the ratio of backscatter Si gnale only depends on the visibility and the Si The space zone further away is in space mean smaller than that closer to the broadcast / Receiving device lying room zone. This Si Signals are generated with an evaluation logic - like the previous one hend mentioned - edited, for example Use fuzzy classifications or neural networks can be detected. You can then, for example, be prefers the classes "visibility <50 m", "visibility range 50 m to 100 m ", but" visibility <100 m " also for example the classes "Glare", "Hinder nis "or" undefined state "differentiate.

Zusätzlich zu den Empfängersignalen lassen sich auch weitere Informationen im Klassifikator berück sichtigen. Hierzu zählen zum Beispiel die Licht stellung (kein Licht, Standlicht, Fahr licht, Fernlicht und so weiter), die Scheiberwi scherstellung (kein Regen, Intervallschaltung, nor males oder schnelles Wischen und so weiter), Heck scheibenheizung (Scheiben beschlagen oder nicht und so weiter), Temperatur, Luftfeuchtigkeit und so weiter. Durch die Zusatzinformationen kann die Zu verlässigkeit des Klassifikators nicht nur für die Sichtweitenbestimmung verbessert werden, sondern auch auf andere Aggregate eines Kraftfahrzeugs rückwirken (zum Beispiel Lichtstellung, Nebellicht- /Rücklicht, Scheibenwischer, intelligenter Tempomat und so weiter). Die gesamte Kommunikation zwischen den Aggregaten kann vorzugsweise dabei über eine Bussystem stattfinden.In addition to the receiver signals further information in the classifier sight. These include, for example, the light position (no light, parking light, driving light, high beam and so on), the Scheiberwi shear creation (no rain, interval switching, nor paint or quick wipe and so on), stern window heating (windows misted or not and so on), temperature, humidity and so on continue. Through the additional information, the Zu reliability of the classifier not only for the Visibility determination can be improved, but also on other units of a motor vehicle react (e.g. light position, fog light / Taillight, wipers, intelligent cruise control and so on). All communication between the aggregates can preferably have a Bus system take place.

Schließlich betrifft die Erfindung Vorrichtungen, die die Durchführung der vorstehend erwähnten Ver fahren ermöglichen. Hierzu wird auf die Ansprüche verwiesen.Finally, the invention relates to devices the implementation of the aforementioned Ver enable driving. This is done on the claims referred.

drawing

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und zwar zeigt:The invention is based on exemplary embodiments explained in more detail and shows:

Fig. 1 eine Einrichtung zur Sichtweitenmessung mit einem Lichtsender und zwei Lichtemp fängern, Fig. 1 is a device for visibility measurement having a light transmitter and two Lichtemp scavengers,

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Sichtweitenmessung mit einem Lichtsender sowie einem Licht empfänger, wobei der Lichtempfänger zeit lich nacheinander Messungen vornimmt, Fig. 2 shows an apparatus for visibility measurement having a light transmitter and a light receiver, the light receiver performs time-Lich successively measurements,

Fig. 3 ein Blockschaltbild für das Verfahren mit geometrischer Raumzonen-Bildung und Fig. 3 is a block diagram for the method with geometric spatial zone formation and

Fig. 4 eine Blockschaltbild für die Sichtweiten-Be stimmung mit zeitlicher Auflösung. Fig. 4 is a block diagram for the visibility determination Be with temporal resolution.

Description of the embodiments

Die Fig. 1 zeigt eine Einrichtung zur Sichtweiten messung, die einen Lichtsensor 1 aufweist, der Licht einer Optik 2, beispielsweise einer Linse, zuführt, von der ein Lichtstrahl 3 ausgeht, welcher räumlich begrenzt ist, da er eine Kegelform auf weist oder beispielsweise von Parallelstrahlen ge bildet wird. Der Lichtstrahl 3 weist eine erste op tische Achse 4 auf. Die Einrichtung besitzt ferner einen ersten Lichtempfänger 5 und einen weiteren, zweiten Lichtempfänger 6. Beiden ist gemeinsam eine Optik 7 zugeordnet, wodurch "Empfangsstrahlen" 8 beziehungsweise 9 realisiert werden, wobei unter "Empfangsstrahlen" 8, 9 Raumbereiche verstanden werden, die von den zugehörigen Lichtempfängern 5 beziehungsweise 6 abgetastet werden. Dem Empfangs strahl 8 ist eine zweite optische Achse 10 und dem Empfangsstrahl 9 eine dritte optische Achse 11 zu geordnet. Fig. 1 shows a device for visibility measurement, which has a light sensor 1 , the light of an optics 2 , for example a lens, from which a light beam 3 emanates, which is spatially limited, since it has a conical shape or for example from Parallel beams are formed. The light beam 3 has a first optical axis 4 . The device also has a first light receiver 5 and a further, second light receiver 6 . Both are jointly assigned optics 7 , whereby “receive beams” 8 and 9 are realized, “receive beams” 8 , 9 being understood to mean spatial areas which are scanned by the associated light receivers 5 and 6, respectively. The receiving beam 8 is a second optical axis 10 and the receiving beam 9 is a third optical axis 11 .

Die Fig. 1 verdeutlicht, daß die zweite optische Achse 10 geneigt zur ersten optischen Achse 4 ver läuft, wobei sich die beiden Achsen 4, 10 schnei den. Entsprechendes gilt für die dritte optische Achse 11, die ebenfalls geneigt zur ersten opti schen Achse 4 verläuft, wobei ein Schnittpunkt zwi schen der ersten optischen Achse 4 und der dritten optischen Achse 11 gebildet wird. Da der Neigungs winkel zwischen der ersten optischen Achse 4 und der zweiten optischen Achse 10 ein anderer ist als der Neigungswinkel zwischen der ersten optischen Achse 4 und der dritten optischen Achse 11, werden unterschiedliche Schnittvolumen 12 und 13 von dem ersten Lichtstrahl 3 und dem Empfangsstrahl 8 sowie dem ersten Lichtstrahl 3 und dem Empfangsstrahl 9 ausgebildet. Das Schnittvolumen 12 bildet eine er ste Raumzone 14; das Schnittvolumen 13 eine zweite Raumzone 15. Fig. 1 illustrates that the second optical axis 10 is inclined to the first optical axis 4 ver, the two axes 4 , 10 cut the. The same applies to the third optical axis 11 which also extends inclined to the first optical axis rule 4, wherein an intersection Zvi rule the first optical axis 4 and the third optical axis is formed. 11 Since the angle of inclination between the first optical axis 4 and the second optical axis 10 is different from the angle of inclination between the first optical axis 4 and the third optical axis 11 , different cutting volumes 12 and 13 of the first light beam 3 and the receiving beam 8 as well as the first light beam 3 and the receiving beam 9 . The cutting volume 12 forms a he most space zone 14 ; the cutting volume 13 a second space zone 15 .

Zur Messung der Sichtweite wird wie folgt vorgegan gen. Der Lichtsender 1 sendet einen Lichtstrahl 3 aus, dessen - aufgrund von Nebel oder dergleichen auftretendes - Rückstreulicht in der Raumzone 14 von dem ersten Lichtempfänger 5 erfaßt wird. Der zweite Lichtempfänger 6 erfaßt das Rückstreulicht in der Raumzone 15. Je dichter der Nebel ist, desto stär ker ist die Streulichteinstrahlung und desto größer ist das Ausgangssignal an den beiden Lichtempfän gern 5 beziehungsweise 6. Zur Auswertung der Sicht weite wird jedoch nicht das absolute Signal der beiden Lichtempfänger 5 und 6 herangezogen, sondern ein daraus gebildetes Differenzsignal beziehungs weise ein aus beiden Signalen gewonnenes neues Si gnal, wodurch Störeinflüsse, wie beispielsweise eine verschmutzte Optik 2 beziehungsweise 7, elimi niert werden. Auch führen Schwankungen in der Aus gangsleistung des Lichtsenders 1 nicht zu falschen Ergebnissen bei der Sichtweitenmessung.To measure the range of vision is as follows. The light transmitter 1 emits a light beam 3 , the backscattering light of which - due to fog or the like - is detected in the space zone 14 by the first light receiver 5 . The second light receiver 6 detects the backscattered light in the room zone 15 . The thicker the fog, the stronger the scattered light and the larger the output signal from the two light receivers 5 and 6 . To evaluate the visibility, however, the absolute signal of the two light receivers 5 and 6 is not used, but rather a difference signal formed therefrom or a signal obtained from both signals, thereby eliminating interference, such as a dirty optics 2 or 7 , for example . Also, fluctuations in the output power of the light transmitter 1 do not lead to incorrect results in the visibility measurement.

In der Fig. 2 ist eine weitere Einrichtung darge stellt, die gegenüber der Einrichtung der Fig. 1 nicht mit zwei Lichtempfängern, sondern nur mit ei nem Lichtempfänger 5 arbeitet. Ansonsten entspricht der Aufbau dem der Fig. 1, so daß auf die zugehö rige Beschreibung verwiesen wird. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 erfolgt beim Aus führungsbeispiel der Fig. 2 jedoch eine zeitaufge löste Messung. Hierzu sendet der Lichtsender 1 kurze, vorzugsweise rechteckförmige Lichtblitze, insbesondere mit fester Wiederholfrequenz, aus. Ein ausgesandter Lichtimpuls wird zu mindestens zwei unterschiedlichen Zeiten abgetastet, was dadurch erfolgt, daß der Lichtempfänger 5 während eines er sten Zeitfensters eine Erfassung des vom Lichtim puls erzeugten Rückstreulichts in einem entspre chenden Bereich des Schnittvolumens 12 beziehungs weise der Raumzone 14 vornimmt, und daß - zeitlich beabstandet dazu - eine zweite Messung mittels eines zweiten Zeitfensters erfolgt, wobei der Lichtimpuls aufgrund der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts an einer anderen Stelle innerhalb der Raumzone 14 erfaßt wird, das heißt, es wird ein zweites Rück streulicht-Ergebnis mittels des Lichtempfängers ge wonnen. Für die Bestimmung der Sichtweite werden beide Rückstreulicht-Ergebnisse herangezogen, indem nicht ihre absolute Größe, sondern ihre relative Größe zueinander bestimmt und hieraus die Sicht weite abgeleitet wird. Auch bei diesem Verfahren führt die Differenzauswertung zur Eliminierung von Störungen, die beispielsweise durch verschmutzte Optiken oder einen Verschmutzungszustand einer Windschutzscheibe, die sich im Lichtführungsweg be ziehungsweise im Erfassungsweg befinden, entstehen.In Fig. 2, a further device is Darge provides that does not work with two light receivers compared to the device of FIG. 1, but only with egg nem light receiver 5 . Otherwise, the structure corresponds to that of FIG. 1, so that reference is made to the associated description. In contrast to the embodiment of FIG. 1, however, a time-resolved measurement takes place in the exemplary embodiment from FIG. 2. For this purpose, the light transmitter 1 emits short, preferably rectangular, flashes of light, in particular with a fixed repetition frequency. An emitted light pulse is scanned at at least two different times, which is done in that the light receiver 5 detects the backscattered light generated by the light pulse in a corresponding area of the cutting volume 12 or the space zone 14 during a time slot, and that - spaced apart in time - a second measurement takes place by means of a second time window, the light pulse being detected due to the speed of propagation of the light at another location within the space zone 14, that is to say a second backscattered light result is obtained by means of the light receiver. Both backscattered light results are used to determine the range of vision by determining not their absolute size, but their relative size to one another and from this the range of vision is derived. In this method, too, the differential evaluation leads to the elimination of disturbances which arise, for example, from soiled optics or from a soiled windshield, which are located in the light guide path or in the detection path.

Die Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild, das die Sichtweitenbestimmung mit geometrischer Raumzonen- Bildung gemäß Anspruch 1 betrifft. Vorgesehen ist ein Oszillator 101, der mit einem Modulator 102, einem Lichtsender 103 und einer Sendeoptik 104 in Verbindung steht. Die Empfangsoptik 108 steht mit Empfängern 107 in Verbindung, die zu Hoch- oder Bandpässen 106 führen. Die Hoch- oder Bandpässe 106 sind an Demodulatoren 105 angeschlossen, die ferner an den Oszillator 101 beziehungsweise Modulator 102 angeschlossen sind. Die Ausgänge der Demodulatoren stehen mit Tiefpässen 109 in Verbindung, die zu ei ner Auswertelogik 201 führen. Ferner stehen die Ausgänge der Empfänger 107 über Tiefpässe 109 mit der Auswertelogik 201 in Verbindung. Die Auswerte logik 201 gibt auf der Verbindung 202 die Sichtwei tenklassifikation aus, auf der Leitung 203 Zu satzinformationen anderer Aggregate und auf der Verbindung 204 erfolgt die Ausgabe an andere Aggre gate. Mit 205 ist ein Bussystem gekennzeichnet. Fig. 3 shows a block diagram according relates to determining the visibility distance with geometric Raumzonen- formation of claim 1. An oscillator 101 is provided which is connected to a modulator 102 , a light transmitter 103 and a transmission optics 104 . The receiving optics 108 are connected to receivers 107 which lead to high or band passes 106 . The high or bandpasses 106 are connected to demodulators 105 , which are further connected to the oscillator 101 or modulator 102 . The outputs of the demodulators are connected to low-pass filters 109 , which lead to an evaluation logic 201 . Furthermore, the outputs of the receivers 107 are connected to the evaluation logic 201 via low-pass filters 109 . The evaluation logic 201 outputs the visibility classification on the connection 202 , on line 203 additional information from other units and on the connection 204 is output to other units. A bus system is identified by 205 .

Die Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild für eine Sichtweitenbestimmung mittels zeitlicher Auflösung. Ein Oszillator 301 steht mit einem Modulator 302 in Verbindung, der an einen Lichtsender 303 ange schlossen ist, der eine Sendeoptik 304 aufweist. Mit 308 ist die Empfangsoptik gekennzeichnet, die zu einem Empfänger 307 führt, der mit einem Hochpaß 312 verbunden ist. Vom Oszillator 301 beziehungs weise Modulator 302 führt eine Verbindung zu drei hintereinandergeschaltete Verzögerungsschaltungen 310, die mit Abtastern 311 verbunden sind. Den Ab tastern 311 wird das Ausgangssignal des Hochpasses 312 zugeführt und die Ausgänge der Abtaster 311 stehen mit einer Auswertelogik 401 in Verbindung. Eine Verbindung 402 führt von der Auswertelogik 401 Ausgabesignale hinsichtlich der Sichtweitenklassi fikation zu einem Bussystem 405. Ferner besteht eine Verbindung 403 und eine Verbindung 404 zwi schen Auswerteelektronik 401 und Bussystem 405, wo bei über die Verbindung 403 Zusatzinformationen an derer Aggregate und über die Verbindung 404 Ausga beinformationen an andere Aggregate übertragen wer den. FIG. 4 shows a block diagram for determining the visibility range by means of temporal resolution. An oscillator 301 is connected to a modulator 302 , which is connected to a light transmitter 303 , which has a transmission optics 304 . 308 with the receiving optical system is in, which leads to a receiver 307 which is connected to a high-pass filter 312th From the oscillator 301 or modulator 302 , a connection leads to three series-connected delay circuits 310 , which are connected to samplers 311 . From the pushbuttons 311 , the output signal of the high pass 312 is supplied and the outputs of the samplers 311 are connected to an evaluation logic 401 . A connection 402 leads from the evaluation logic 401 output signals with regard to the visibility range classification to a bus system 405 . Furthermore, there is a connection 403 and a connection 404 between the evaluation electronics 401 and the bus system 405 , where additional information is transmitted to other units via the connection 403 and output information is transmitted to other units via the connection 404 .

Claims

1. A method for measuring visibility, in particular for use in motor vehicles, with the following steps:

Emitting a spatially and / or temporally limited light signal in the form of a light beam,
Receiving the backscattered light of the emitted light signal by detecting a first spatial zone of the light beam,
- Receiving the backscattered light of the emitted light signal by detecting at least one further, second spatial zone of the light beam, the first spatial zone not being identical to the second spatial zone and
- Comparison of the two backscattered light results and determination of the visibility, taking into account the comparison result.

2. The method according to claim 1, characterized in net that the spatially limited light beam a first optical axis has that detection the first space zone along a second optical Axis takes place opposite the first optical Axis is inclined and intersects and that the detection of the second room zone along a third optical axis, which is opposite the first optical axis and inclined intersects, the angle of inclination of the second op table axis not equal to the inclination angle of the third th optical axis.

3. Method according to one of the preceding claims che, characterized in that the light beam is broadcast for a limited time and that the Receiving the backscatter light in a first time window and the one that occurs at least once more Reception can be done in a second time window where when the two time windows are staggered different and / or different sizes.

4. The method according to any one of the preceding claims che, characterized in that the light of the Light signal is modulated at intervals that for Determination of the backscattered light of the modulated type part of the backscattered light is evaluated and that from the unmodulated light component (ambient light) the ambient brightness is determined.

5. The method according to claim 3, characterized in net that in a third window during which no light signal is emitted, the ambient brightness is received.

6. The method according to any one of the preceding claims che, characterized in that the evaluation of the received signals with evaluation logic, esp especially using at least one fuzzy Classification and / or neural networks takes place.

7. The method according to any one of the preceding claims che, characterized in that in the evaluation the classes / classification: visibility <50 m, Visibility 50 m to 100 m, visibility <100 m, "Glare", "obstacle" and / or "undefined Zu stand "can be distinguished.

8. Apparatus for measuring the range of vision, in particular for use in motor vehicles, with a light transmitter ( 1 ) for spatially and / or temporally limited emission of a light signal in the form of a light beam, with a light receiver for receiving the backscattered light of the emitted light signal by detecting a first space zone of the light beam and with at least one further light receiver for detecting the backscatter light of the emitted light signal by detecting at least at least one further, second space zone of the light beam, the first space zone not being identical to the second space zone, and with a comparison device for the two Backscattered light results and to determine the visibility, taking into account the comparison result.