DE19629713A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Sichtweitenmessung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Sichtweitenmessung gemäß der unabhän­ gigen Patentansprüche.

Es ist bekannt, daß Autofahrer im Nebel - meist un­ bewußt - zu schnell fahren, so daß die vorhandene Sichtweite den Anhalteweg unterschreitet. Hierdurch werden häufig sehr schwere Auffahrunfälle verur­ sacht. Fahrzeugtaugliche Einrichtungen, die eine Sichtweitenmessung durchführen, sind bisher nicht bekannt. Es gibt lediglich ortsfeste Geräte, die in der Verkehrstechnik oder auf Flughäfen eingesetzt werden, die eine aufwendige Konstruktion besitzen und im Hinblick auf ihre Funktionsweise für den mo­ bilen Bereich ungeeignet erscheinen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Sichtweitenmes­ sung ist sehr einfach durchführbar und eignet sich insbesondere für den mobilen Einsatz, wobei die Er­ findung jedoch nicht hierauf beschränkt ist, son­ dern auch stationär Anwendung finden kann. Dadurch, daß das Aussenden eines räumlich begrenzten, eine erste optische Achse aufweisenden Lichtsignals er­ folgt und dessen Rückstreulicht empfangen wird, wo­ bei der Empfang in einem räumlich begrenzten, eine zweite optische, zur ersten optischen Achse geneigt verlaufende und diese schneidende Achse aufwei­ senden Bereich durchgeführt wird, lassen sich von der Umgebung ausgehende Störungen, die das Meßer­ gebnis beeinflussen können, eliminieren. Auf diese Art und Weise wird das Meßergebnis lediglich durch das Schnittvolumen beeinflußt, das ein begrenztes Detektionsvolumen bildet. Unter Schnittvolumen ist der Raum zu verstehen, der vom Kreuzungsbereich des ausgesandten Lichtsignals und dem "Empfangsstrahl" gebildet wird. Unter "Empfangsstrahl" ist der vom Empfangssensor sensierte Bereich zu verstehen. Das Vorstehende soll nochmals mit anderen Worten ausge­ drückt werden: Es erfolgt das Aussenden eines räum­ lich begrenzten Lichtsignals, wobei unter "räumlich begrenzt" eine radiale Begrenzung relativ zur (er­ sten) optischen Achse des ausgesandten Lichtstrahls verstanden wird. Wenn im Zuge dieser Anmeldung das Wort Licht beziehungsweise Lichtsignal usw. verwen­ det wird, so bedeutet dies nicht, daß das Licht im sichtbaren Bereich liegen muß. Vielmehr ist es mög­ lich, auch nicht für das menschliche Auge sichtbare Wellenlängen zu benutzen. Dieser ausgesandte Licht­ strahl wird sensiert, indem mittels eines Empfangs­ strahls geneigt zur ersten optischen Achse in den ausgesandten Lichtstrahl "hineinsensiert" wird. Dieses Sensieren erfolgt ebenfalls auf begrenztem Raum, nämlich entsprechend einem Strahl, der die Empfangscharakteristik des Empfängers darstellt. Dort wo sich der Lichtstrahl mit dem Empfangsstrahl kreuzt, ist das bereits erwähnte Schnittvolumen ausgebildet, das heißt, innerhalb dieses Volumens wird das Rückstreulicht vom Empfänger aufgenommen und steht als Maß für die Sichtverhältnisse zur Verfügung. Die Sichtverhältnisse sind im wesentli­ chen vom Wetter abhängig, wobei jedoch auch techni­ sche Gegebenheiten, zum Beispiel Baustaub oder auch naturbedingte Erscheinungen, zum Beispiel aufgewir­ belter Sand, die Sichtverhältnisse beeinflussen können. Im Bereich der wetterbedingten Sichtbeein­ flussungsgrößen ist an erster Stelle der Nebel, je­ doch auch Regen, Schnee usw. zu nennen. Wesentlich ist bei der Erfindung somit, daß die beiden opti­ schen Achsen, nämlich die des Empfängers und die des Senders geneigt zueinander verlaufen, das heißt, sie bilden zwischen sich einen Schielwinkel aus, so daß das Schnittvolumen an einer Stelle an­ geordnet werden kann, die unbeeinflußt ist von äußeren Störungen. Betrachtet man beispielsweise den Einsatz im Kraftfahrzeug, so wird das Schnitt­ volumen durch entsprechende Ausrichtung der beiden optischen Achsen derart gelegt, daß es sich vor dem Fahrzeug befindet. Vorzugsweise soll der Abstand zu Sender/Empfänger nicht weniger als 30 Zentimeter und maximal 6 Meter betragen. Der seitliche Abstand zur Detektionszone sollte Objekte, die sich auf der Nachbarfahrspur oder am Straßenrand befinden, nicht erfassen, das heißt, die Detektionszone sollte nicht breiter als das Fahrzeug sein. In vertikaler Richtung darf die Motorhaube des Fahrzeugs und die Straßenoberfläche nicht erfaßt werden. Auch Brücken oder dergleichen dürfen nicht im Bereich der Detek­ tionszone liegen, da die vorstehend genannten Um­ stände stets zu einer Beeinflussung des Meßergeb­ nisses führen würden, so daß zum Beispiel fälschli­ cherweise Nebel detektiert wird, obwohl kein Nebel vorhanden ist. Dadurch, daß die beiden optischen Achsen von Sender und Empfänger geneigt zueinander verlaufen, können Sender und Empfänger relativ nah beieinander angeordnet werden, was den Vorteil ei­ ner einfachen Bauform bietet. Ferner ist das Ge­ samtgerät als Einheit ausbildbar, das heißt, es muß nicht räumlich getrennte Sender und Empfänger ha­ ben.

Während beim vorstehend erwähnten Verfahren bezie­ hungsweise der zugehörigen Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann, eine räumliche, das heißt also geometrische Begrenzung hinsichtlich des Lichtsignals und des empfangenden Signals (Ab­ tastbereich) durchgeführt wird, ist zusätzlich oder alternativ ein weiteres Verfahren zur Sichtweiten­ begrenzung möglich, bei dem ein Lichtsignal zeit­ lich begrenzt ausgesendet wird. Dieses Lichtsignal wird als Rückstreulicht empfangen, wobei das Emp­ fangen innerhalb eines begrenzten und damit die Laufzeit des Lichts berücksichtigenden und insoweit das Detektionsvolumen begrenzenden Zeitfensters er­ folgt. Wird zum Beispiel Licht mit kurzen Lichtim­ pulsen (beispielsweise Impulsdauer 10 ns) emittiert und sich daraus ergebende Empfangssignale (Rück­ streulicht) in einem Zeitfenster von beispielsweise 20 ns bis 40 ns ausgewertet, so kann aufgrund der zeitlichen Gegebenheiten nur eine begrenzte radiale Ausbreitung des Lichtes wegen der Laufzeit erfolgt sein, das heißt, es trägt nur Streulicht eines Ent­ fernungsintervalls von beispielsweise 3 Meter bis 6 Meter zum empfangenden Meßsignal bei. Auf diese Art und Weise sind ebenfalls die vorstehend erwähnten Störungen, die beispielsweise durch Vorausfahr­ zeuge, Schilder, Leitpfosten, Brücken, Tunneldecken und Straßenoberflächen usw. ausgehen können, elimi­ niert. Sofern man den Detektionsbereich nicht unter 30 Zentimeter beginnen läßt, werden auch Störein­ flußgrößen des eigenen Fahrzeugs, beispielsweise aufgrund der Windschutzscheibe, des Scheibenwi­ schers usw. nicht wirksam.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß innerhalb der Zeit, in der kein Lichtsignal ausgesendet wird, Umgebungslicht zur Bestimmung der Lichtkontrastver­ hältnisse empfangen wird, wobei mit dem ermittelten Ergebnis die Sichtweitenmessung beeinflußt werden kann, das heißt, es erfolgt eine Korrektur, so daß Störeinflußgrößen aufgrund ungünstiger Lichtkon­ trastverhältnisse eliminiert sind.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der ausge­ sandte Lichtstrahl ein sich mit vergrößerndem Ab­ stand von dem Lichtsender kegelförmig aufweitender Strahl ist und daß der Empfangsstrahl ein sich mit vergrößerndem Abstand vom Lichtempfänger kegelför­ mig aufweitender Strahl ist, der den Detektionsbe­ reich definiert. Wenn im Zuge dieser Anmeldung das Wort "kegelförmig" benutzt wird, so sagt dies nichts über die Grundfläche des Kegels aus, die kreisförmig, quadratisch usw. sein oder auch unre­ gelmäßige Gestalt besitzen kann. Bevorzugt wird je­ doch eine Kegelform mit kreisförmiger Grundfläche. Alternativ ist auch die Verwendung von Parallel­ strahlen möglich.

Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn Lichtsender und Lichtempfänger hinter der Wind­ schutzscheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, so daß sie äußeren Einflüssen weitestgehend entzo­ gen sind. Wenn sie im Wischerfeld der Windschutz­ scheibe angeordnet sind, wirken sich Verschmutzung gen der Scheibe nicht auf das Meßergebnis aus, wenn der Fahrer des Fahrzeugs aufgrund der Scheibenver­ schmutzung die Wischer betätigt. Hiervon ist unter Berücksichtigung normaler Fahrpraxis auszugehen.

Bei einem mobilen Einsatz der Erfindung im Kraft­ fahrzeug ist bevorzugt vorgesehen, daß das Ergebnis der objektiven Sichtweitenbestimmung zusammen mit der Fahrgeschwindigkeit verwendet wird, um aus bei­ den Größen ein Signal abzuleiten, das den Fahrer warnt, wenn er - aufgrund schlechter Sichtverhält­ nisse - zu schnell fährt.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Zeichnung

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Kraft­ fahrzeugs, aus dessen Frontscheibe ein Lichtstrahl zur Sichtweitenmessung austritt,

Fig. 2 das Fahrzeug der Fig. 1 von oben ge­ gesehen,

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht durch eine Vorrichtung zur Sichtweitenmes­ sung,

Fig. 4 eine Vorderansicht auf die Vorrichtung der Fig. 3,

Fig. 5 eine Vorrichtung zur Sichtweitenmes­ sung nach einem anderen Ausführungs­ beispiel,

Fig. 6 eine Vorderansicht auf die Vorrichtung der Fig. 5,

Fig. 7 eine schematische Darstellung des aus­ tretenden Lichtsignals sowie der Meß­ zone der Vorrichtung gemäß Fig. 3,

Fig. 8 ein Blockdiagramm zum Verfahren der Sichtweitenmessung,

Fig. 9 eine schematisch dargestellte elektro­ nische Schaltung zur Durchführung des Verfahrens der Sichtweitenmessung mit räumlich begrenztem Lichtsignal und räumlich begrenzter Meßzone und

Fig. 10 eine schematisch dargestellte elektro­ nische Schaltung (teilweise als Block­ diagramm) zur Durchführung des Ver­ fahrens der Sichtweitenmessung mit zeitlich begrenztem Lichtsignal und zeitlich begrenztem Empfang des Streu­ lichts.

Die Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, aus dessen Windschutzscheibe 2 ein Lichtsignal 3 austritt. Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß das als gebündel­ ter Strahl 4 austretende Licht im Hinblick auf die Fahrtrichtung (Pfeil 5, Geradeausfahrt) schräg nach rechts geneigt ist, also zur Geradeausfahrt des Kraftfahrzeugs 1 leicht unter einem Winkel im Uhr­ zeigersinn verschwenkt austritt. Mit dem Bezugszei­ chen 6 ist ein Empfangsstrahl gekennzeichnet, wobei unter "Empfangsstrahl" die Raumzone verstanden wird, die den Empfangsbereich 7 eines Empfängers darstellt, der sich innerhalb des Kraftfahrzeugs 1 befindet. In der Draufsicht der Fig. 2 ist erkenn­ bar, daß sich der Strahl 4 des Lichtsignals 3 in einem Schnittvolumen 8 mit dem Empfangsstrahl 6 trifft. Das heißt, hier liegen Überschneidungen der beiden Strahlen vor, wobei das so gebildete Schnittvolumen 8 die Meßzone darstellt, in der vom Lichtsignal stammendes Rückstreulicht erfaßt wird. Dieses Rückstreulicht entsteht im Falle von Nebel durch feine Wassertröpfchen, die sich in der Luft befinden. Es entsteht quasi der gleiche Effekt, der den Fahrer in seiner Sicht behindert und teilweise sogar blendet, wenn er nachts mit eingeschalteten Scheinwerfern im Nebel fährt. Allerdings handelt es sich im Gegensatz zu den erwähnten Scheinwerfern im Falle des ausgesandten Lichtsignals 3 vorzugsweise um Infrarotlicht (IR-Licht) im für das menschliche Auge nicht sichtbaren Bereich. Das Schnittvolumen 8 kommt deshalb zustande, weil der Empfangsstrahl 6 im Hinblick auf die Geradeausfahrt (Pfeil 5) des Fahrzeugs entgegen dem Uhrzeigersinn geneigt ver­ läuft. Gegenüber der Horizontalen verlaufen die Strahlen 4 und 6 leicht schräg nach oben (Fig. 1).

Die Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung, die der Bestim­ mung der Sichtweite dient und die das vorstehend beschriebene Lichtsignal 3 erzeugt sowie im Bereich des Empfangsstrahls 6 die Ermittlung des Rückstreu­ lichts vornimmt. Die nur schematisch dargestellte Vorrichtung 9 weist ein trapezförmiges Gehäuse 10 auf, das eine Rückwand 11 und zwei jeweils unter einem Winkel dazu geneigt verlaufende Seitenwände 12 aufweist. An der Vorderwand 13 des Gehäuses sind zwei Linsen 14, 15 angeordnet. Das Gehäuse 10 wird mittig mittels einer Trennwand 16 geteilt, auf der ein Lichtsender 17 auf der einen Seite und ein Lichtempfänger 18 auf der anderen Seite angeordnet ist. Das vom Lichtsender 17 ausgehende Licht trifft auf die verspiegelte Innenseite 19 der zugehörigen Seitenwand 12 und gelangt dann durch die Linse 15 nach außen. Das ausgesandte Licht wird aufgrund der herrschenden Wetterverhältnisse, beispielsweise aufgrund von Nebel teilweise reflektiert. Dieses Rückstreulicht 20 passiert die Linse 15, wird von der verspiegelten Innenseite 21 der zugehörigen Seitenwand reflektiert und gelangt zum Lichtempfän­ ger 18.

In den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausfüh­ rungsbeispiel einer Vorrichtung 9 gezeigt, die sich gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 lediglich im Hinblick auf die Ausbildung der Sei­ tenwände 12 und bezüglich der Anordnung von Licht­ sender 17 und Lichtempfänger 18 unterscheidet. Fer­ ner weist das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 keine Linsen 14, 15 auf. Beidseitig der Trennwand 16 sind - beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 - wiederum Lichtsender 17 und Lichtempfänger 18 installiert, wobei diese beiden Bauteile einen stumpfen Winkel ß zueinander bilden, so daß ihre optischen Achsen 22 und 23 auf die Seitenwände 12 zeigen, welche Parabolspiegel-Ausschnitte an ihren Innenseiten 19, 21 bilden. Auf diese Art und Weise wird das von dem Lichtsender 17 ausgesandte Licht entsprechend gebündelt und nach der Reflexion an der parabolspiegelartigen Seitenwand 12 nach außen durch die mit Durchtrittsöffnung versehene Front­ wand 13 geleitet. Entsprechendes gilt für das Rück­ streulicht, das durch eine Öffnung in das Innere des Gehäuses 10 eintritt, dort vom Parabolspiegel-Aus­ schnitt an der Innenseite 21 der Seitenwand 12 gebündelt wird und auf den Lichtempfänger 18 trifft. Anstelle der Durchbrüche in der Vorderwand 13 ist es auch möglich, dort durchsichtige Berei­ che, zum Beispiel Glasscheiben oder dergleichen, zu installieren.

Die Anordnung der Vorrichtung der Fig. 3 und 4 ist derart getroffen, daß sich die Verhältnisse ge­ mäß Fig. 7 einstellen. Entsprechendes gilt für das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6. Der Fig. 7 ist zu entnehmen, daß das austretende Lichtsignal 3 einen gebündelten Strahl 4 bildet, der eine erste optische Achse 24 aufweist. Es handelt sich dabei um einen sich kegelförmig aufweitenden Strahl 4, der sich mit zunehmendem Abstand von der Linse 15 aufweitet (Winkel α). Ferner ist erkennbar, daß der Strahl 4 gegenüber einer auf der Vorderwand 13 ste­ henden Normalen (dies entspricht dem Pfeil 5 in Fig. 2) geneigt verläuft, wobei der Neigungswinkel in Fig. 7 mit δ/2 angegeben ist. Entsprechende Verhältnisse liegen beim Empfangsstrahl 6 vor. Die­ ser besitzt eine zweite optische Achse 25, die ge­ genüber der Normalen auf der Vorderwand 13 eben­ falls um den Winkel δ/2 geneigt verläuft, so daß beide optischen Achsen 24, 25 den Winkel δ ein­ schließen, also einen Schielwinkel besitzen. Der Empfangsstrahl 6 weitet sich - ausgehend von der Linse 14 - ebenfalls mit zunehmender Entfernung auf, das heißt, es handelt sich auch hier um einen ke­ gelförmigen Strahl mit dem Winkel α. Aufgrund der aufeinander zu geneigten Strahlen 4 und 6 ergibt sich das Schnittvolumen 8, das in der Fig. 7 schraffiert dargestellt ist. Im Bereich des Schnittvolumens 8 wird der von dem Lichtsensor 17 erzeugte Strahl 4 von der die Empfangscharakteri­ stik des Lichtempfängers 18 charakterisierenden Empfangsstrahl 6 abgetastet. Es ergeben sich zwi­ schen den beiden Strahlen die Schnittpunkte x₀, x₁, x₂ und x₃, wobei die größte seitliche Ausdehnung des Schnittvolumens 8 mit D gekennzeichnet ist. Der Fig. 7 ist ferner zu entnehmen, daß der Lichtsen­ der in einem Basisabstand B zum Lichtempfänger liegt, sofern man die Linsen 15 und 14 im Zuge die­ ser Betrachtung als aussendende beziehungsweise empfangende Organe ansieht.

Als Lichtsensor 17 wird vorzugsweise eine Lumines­ zenzdiode eingesetzt, deren IR-Licht mit einer Fre­ quenz von 10 bis 100 kHz rechteckförmig in der Hel­ ligkeit moduliert ist. Als Lichtempfänger 18 kommt vorzugsweise eine PIN-Fotodiode zum Einsatz. Der Lichtempfänger 18 ist an einen Vorverstärker ange­ schlossen, an dessen Ausgang eine Signalspannung in Abhängigkeit von der Amplitude des rückgestreuten Lichts einstellt, die anschließend synchron mit dem Sendesignal demoduliert und mit einem Tiefpaß (Grenzfrequenz < 1 Hz) gefiltert wird. Dieser Em­ pfänger wertet daher sehr selektiv und nur solches Streulicht aus, das vom Lichtsensor 17 stammt, wo­ bei ferner Sorge dafür zu tragen ist, daß sich das Schnittvolumen 8 nur in einem durch äußere Parame­ ter nicht verfälschten Bereich befindet, wie es sich beispielsweise aus der Darstellung der Fig. 1 und 2 ergibt. Es ist ein relativ kurzer Bereich vor der Windschutzscheibe erfaßt, so daß vorwegfah­ rende Fahrzeuge unberücksichtigt bleiben. Ferner liegen Motorhaube, Straßenbelag oder seitlich des Fahrzeugs befindliche Bereiche ebenfalls nicht im Schnittvolumen 8, so daß tatsächlich nur Reflexionen ausgewertet werden, die von die Sicht beein­ flussenden Parametern stammen.

Zusätzlich oder alternativ zu dieser vorstehend be­ schriebenen geometrischen Begrenzung bei der Er­ mittlung der Sichtweite kann auch mittels einer Zeitbegrenzung sichergestellt werden, daß keine Störgrößen bei der Messung erfaßt werden. Dies er­ folgt dadurch, daß der Lichtsensor 17 kurze Lich­ timpulse (Impulsdauer 10 ns) emittiert und dadurch ausgelöste Empfangssignale nur in einem begrenzten Zeitfenster (20 ns bis 40 ns) ausgewertet werden. Wegen der Laufzeit des Lichts trägt dann nur Streu­ licht zum Ergebnis bei, das in einem Empfangsinter­ vall bestimmter Größe, beispielsweise 3 Meter bis 6 Meter liegt, wobei auch eine radiale Begrenzung aufgrund der Lichtlaufzeit besteht. Als Lichtsender 17 kommt in diesem Falle eine CW- oder eine Impuls­ laserdiode in Frage. Bei dieser Lösung, bei der vorzugsweise Lichtstrahl und Meßstrahl in radialer Richtung kontrolliert werden, also ebenfalls eine geometrische Begrenzung verwendet wird, ist es möglich, in Abweichung von den bisher beschriebenen konstruktiven Ausgestaltungen für den Sender und den Empfänger das gleiche Objektiv zu benutzen. Der Basisabstand B zwischen Sender und Empfänger (siehe Fig. 7) kann entfallen, so daß die gesamte Vor­ richtung 9 kleinere geringere Abmessungen aufweist.

Bei der Durchführung des Meßverfahrens aufgrund ei­ ner geometrischen Begrenzung der Strahlen gemäß der Ausführungsbeispiele der Fig. 3 bis 6 haben sich - gemäß Fig. 7 - folgende Parameter als günstig er­ wiesen:

Basisabstand zwischen Sender und Empfänger:
B = 0,12 m
Divergenzwinkel α = 4,2°
Schielwinkel δ = 5,6°
Brennweite der Linsen f = 66 mm
Durchmesser der Linsen d = 33 mm
x₀ = 0,7 m
x₂ = 5,1 m
x₁ = 1,23 m
D = 0,09 m.

Die Fig. 8 erläutert die Funktionsweise des Ver­ fahrens mit geometrischer Begrenzung anhand eines Blockschaltbildes. Der Lichtsensor 17 ist an eine Sendeendstufe 26 angeschlossen, die mit einem Os­ zillator 27 in Verbindung steht. Der Oszillator be­ tätigt über eine gestrichelt dargestellte Wirkver­ bindung 28 einen (elektronischen) Schalter 29, der mit einem Empfangsverstärker 30 in Verbindung steht, welcher an den Lichtempfänger 18 angeschlos­ sen ist. Der Schalter 29 führt zu einem Sichtwei­ tensignal-Integrator 31, dessen Ausgang zu einer Auswerteeinheit 32 führt. Die Wirkverbindung 28 be­ tätigt einen weiteren elektronischen Schalter 33, der zu einem Monitor-Empfangsverstärker 34 führt und der mit einem Streulicht-Integrator 35 verbun­ den ist. Ferner ist ein Umgebungshelligkeits-Inte­ grator 36 vorgesehen, der über die Schalter 29, 33 - in Abhängigkeit von der Schaltstellung - an den Empfangsverstärker 30 und den Monitorempfangsver­ stärker 34 angeschlossen wird. Die Ausgänge von Streulicht-Integrator 35 und Umgebungshelligkeit-Inte­ grator 36 führen ebenfalls zur Auswerteeinheit 32. Auch die Sendeendstufe 26 ist an die Auswerte­ einheit 32 angeschlossen. Im Betrieb sendet die Sendeendstufe 26 das Lichtsignal 3 aus, von dem Reflexionslicht von dem Lichtempfänger 18 aufgenom­ men und über Empfangsverstärker 30 sowie Sichtwei­ tensignal-Integrator 31 der Auswerteeinheit 32 zu­ geführt wird. Um die Umgebungshelligkeit zu erfas­ sen, die eine Auswirkung auf das Ergebnis der Sichtweitenmessung hat, wird jeweils in der Austastlücke des Lichtsenders 17 mittels der Schal­ ter 29 und 33 auf den Umgebungshelligkeits-Integra­ tor 36 umgeschaltet, der die Umgebungshelligkeit mittels des Lichtempfängers 18 erfaßt. Der Monitor-Empfangs­ verstärker 34 steht mit einem weiteren Lichtempfänger 37 in Verbindung, der das Streulicht der Sendelinse (Linse 15) erfaßt. Hierdurch ist es möglich, Leistungsschwankungen der Sendediode (zum Beispiel temperaturbedingt) auszuschalten und auch eine Verschmutzung der Optik (zum Beispiel Ver­ schmutzung der Windschutzscheibe) zu erfassen. Der­ artige Störungen würden zu einer falschen Ermitt­ lung der Sichtweite führen. Insofern erfolgt mit­ tels des Monitor-Empfangsverstärkers 34 und seinem Lichtempfänger 37 eine Vergleichsmessung, die bei der Auswertung berücksichtigt wird, so daß mögliche Fehler bei der Sichtweitenermittlung kompensiert werden.

Die Fig. 9 zeigt einen näheren Schaltungsaufbau zum Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 bezie­ hungsweise 5 und 6. Mittels eines Rechteckoszilla­ tors 38 mit einer Frequenz von circa 11 kHz wird ein Transistor T₁ angesteuert, der den Lichtsender 17 betreibt. Der Lichtempfänger 18 ist über einen als Tiefpaß geschalteten Vorverstärker 39 an einen synchron von dem Rechteckoszillator 38 betriebenen Umschalter 40 angeschlossen, dem ein Verstärker 41 folgt, dessen Ausgang die Ausgangsspannung U_a zur Verfügung stellt, die verschiedene Anzeigeelemente 42, je nach ermittelter Sichtweite, anzeigt. Auf diese Art und Weise ist es beispielsweise möglich, zu bestimmen, daß die Sichtweite < 200 Meter, < 100 Meter, < 50 Meter beziehungsweise < 50 Meter ist.

Das Prinzipschaltbild der Fig. 10 zeigt eine An­ ordnung, bei der das Verfahren der Sichtweitenbe­ stimmung mittels Zeitbegrenzung erfolgt, das heißt, es werden kurze Lichtimpulse ausgestrahlt und nur innerhalb eines begrenzten Zeitfensters ausgewer­ tet. Ein Laserdioden-Treiber 43 steuert den Licht­ sensor 17 an, der kurze Lichtimpulse ausstrahlt. Die Ansteuerung erfolgt mittels eines Oszillators 44 mit 1 MHz, 20 ns. Über eine Verzögerungsschal­ tung 45 wird ein Umschalter 46 betrieben, der mit einem Vorverstärker 27 zusammenwirkt, in dessen Eingang der Lichtempfänger 18 liegt. Der Umschalter 46 führt über einen Verstärker 48 zu Anzeigeelemen­ ten 42.

Claims (10)

1. Verfahren zur Sichtweitenmessung, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit folgenden Schritten:
Aussenden eines räumlich begrenzten, eine erste op­ tische Achse aufweisenden Lichtsignals,
Empfangen des Rückstreulichts des ausgesendeten Lichtsignals im räumlich begrenzten, eine zweite optische, zur ersten optischen Achse geneigt ver­ laufende und diese schneidende Achse aufweisenden Bereich.

2. Verfahren zur Sichtweitenmessung, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit folgenden Schritten:
Aussenden eines zeitlich begrenzten Lichtsignals,
Empfangen des Rückstreulichts des ausgesendeten Lichtsignals in einem begrenzten und damit die Laufzeit des Lichts berücksichtigenden sowie das Detektionsvolumen begrenzenden Zeitfenster.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in­ nerhalb der Zeit, in der kein Lichtsignal ausgesen­ det wird, Umgebungslicht zur Bestimmung der Licht­ kontrastverhältnisse empfangen wird, wobei mit dem ermittelten Ergebnis das Ergebnis der Sichtweiten­ messung beeinflußt wird.

4. Vorrichtung zur Sichtweitenmessung, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, vorzugsweise zur Durchführung eines der vorhergehenden Verfah­ ren, mit einem Licht in gebündeltem Strahl abgeben­ den Lichtsender, wobei der Strahl eine erste opti­ sche Achse aufweist, und mit einem Rückstreulicht des Lichtsenders auffangenden Lichtempfänger, der eine bündelnde Empfangscharakteristik mit einer zweiten optischen Achse aufweist, wobei die erste und die zweite optische Achse geneigt zueinander verlaufen und sich schneiden.

5. Verfahren/Vorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Schnittpunkts der optischen Achsen und da­ mit das den Detektionsraum bestimmende Schnittvolu­ men vom ausgesandten Lichtstrahl und Empfangsstrahl derart gewählt ist, daß nur beziehungsweise im we­ sentlichen die die Sicht bestimmenden Parameter, jedoch keine Fremdobjekte erfaßt werden.

6. Verfahren/Vorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgesendete Lichtstrahl ein sich mit vergrößerndem Abstand von dem Lichtsender kegelförmig aufweiten­ der Strahl ist und daß der Empfangsstrahl ein sich mit vergrößerndem Abstand vom Lichtempfänger kegel­ förmig aufweitender Strahl ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsen­ der in einem Basisabstand entfernt zum Lichtempfän­ ger angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Lichtsender und Lichtempfänger hinter der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise im Wischerfeld der Windschutzscheibe, angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der getastete Lichtempfänger während der Austastzeit des Licht­ senders die Umgebungshelligkeit zur Lichtkontrast­ bestimmung ermittelt und daß das Ergebnis der Lichtkontrastbestimmung zur Korrektur der ermittel­ ten Sichtweite herangezogen wird.

10. Verfahren/Vorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtweitenbestimmung und die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zur Erzeugung eines Signals ver­ wendet werden, um den Fahrer bei hinsichtlich der Sichtweite zu hoher Fahrgeschwindigkeit zu warnen.