DE19821929A1

DE19821929A1 - Obstruction recognition and signalling method especially for vehicles

Info

Publication number: DE19821929A1
Application number: DE19821929A
Authority: DE
Inventors: Azuma Naoya
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1998-05-15
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2018-05-16
Also published as: DE19821929C2; JPH10319120A

Abstract

The method involves using several transducers which transmit ultrasound wave impulse signals and which receive ultra sound waves reflected by an obstruction. A control unit is connected to the transducers for receiving the output signals of the transducers and determining the position and the distance of the obstruction using the output signals. An allocated alarm unit is activated according to the determined result. The transducer transmits the ultra sound waves impulse signals with different frequencies. At least one frequency is higher (f1) and one is lower (f2). The control unit causes the alarm unit to output at least one alarm sound with a frequency corresponding to one of the frequencies f1 or f2 which is allocated to the transducer with the shortest distance to the obstruction. The output frequency has a cycle T which corresponds to the distance of the transducer to the obstruction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung und Signalisierung von Hindernis sen, die die Anwesenheit und die Entfernung eines Objektes, welches ein Hindernis für den Benutzer darstellt, anhand vom Objekt zurückreflektierter Wellen der ausgesandten Ultraschallwellensignale erkennt.The invention relates to a device for detection and Signaling of obstacles, the presence and the Removal of an object that is an obstacle to the User represents, based on the object reflected back Detects waves of the transmitted ultrasonic wave signals.

Zur Unterstützung für den Betrieb eines Fahrzeuges gibt es eine Vorrichtung zur Erkennung und Signalisierung von Hin dernissen, die Hindernisse, einschließlich anwesender Per sonen, um das Fahrzeug herum erkennt. Die Vorrichtung zur Erkennung und Signalisierung von Hindernis sen ist so ausge legt, daß sie die Anwesenheit eines Objektes anhand des Empfangs von Wellen ermittelt, die von dem Objekt reflek tiert wurden, nachdem von einem Wandler Ultraschallwellen signale ausgesandt wurden, daß sie die Entfernung des Objek tes aus der Zeit zwischen dem Aussenden der Ultraschallwelle und dem Empfang der reflektierten Welle ermittelt, und daß sie dem Benutzer oder Fahrer die Anwesenheit einer Gefahr auf Grundlage des Ergebnisses der Erkennung signalisiert. In diesem Fall variiert die Signalisierung der Gefahr mit der ermittelten Entfernung auf solche Weise, daß die Frequenz eines Alarmtons mit abnehmender Entfernung erhöht wird, die Abstände zwischen der Erzeugung des Alarmtons verkürzt werden usw.To support the operation of a vehicle there is a device for the detection and signaling of Hin knowledge of the obstacles, including present persons other people around the vehicle. The device for Detection and signaling of obstacles is so out specifies that the presence of an object is determined by the Receiving waves determined by the object reflect were after ultrasonic waves from a transducer signals were sent that they were the distance of the object tes from the time between the emission of the ultrasonic wave and the reception of the reflected wave, and that the presence of a hazard to the user or driver signaled based on the result of the detection. In In this case, the signaling of the danger varies with the determined distance in such a way that the frequency of an alarm tone is increased with decreasing distance, the Intervals between the generation of the alarm sound have been shortened be etc.

Das Fahrzeug hat jedoch eine Breite, die normalerweise größer als die Breite des zu erkennenden Objektes ist, weshalb sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite des Fahrzeuges Wandler vorgesehen sind, so daß, wenn beide Wandler das Objekt erkannt haben, die Signalisierung gemäß der kleineren der beiden Entfernungen zu dem von beiden Wandlern erkannten Objekt geschehen würde. In diesem Fall kann der Fahrer zwar den Abstand zu dem Hindernis erschlie ßen, er weiß aber nicht, ob sich das Hindernis auf der rechten oder linken Seite befindet. Zwar ist es natürlich durch Verwendung verschiedener Alarmeinrichtungen für jeden Wandler möglich, zu erschließen, ob sich das Hindernis auf der rechten oder linken Seite befindet, jedoch entsteht dabei das Problem, daß es bei der gleichzeitigen Signali sierung des Hindernisses sowohl für die rechte als auch für die linke Seite für den Fahrer schwierig wird zu entschei den, welches Hindernis näher ist.However, the vehicle has a width that is usually is larger than the width of the object to be recognized, which is why both on the right and on the left of the vehicle transducers are provided so that when both Transducers have recognized the object according to the signaling the smaller of the two distances from that of both Object detected would happen. In this case the driver can open up the distance to the obstacle eats, but he does not know whether the obstacle is on the right or left side. It is natural by using different alarm devices for everyone Converter possible to determine whether the obstacle is on the right or left side, but arises the problem is that with the simultaneous Signali the obstacle for both the right and for the left side becomes difficult for the driver to decide the one that is closer.

Es wurde vorgeschlagen, mittels einer Anzeigeeinrichtung am Armaturenbrett des Fahrzeuges anzuzeigen, in welcher Rich tung sich das Hindernis befindet. Diese Lösung hat jedoch den Mangel, daß die Anzeige vom Fahrer nicht überwacht werden kann, wenn er das Fahrzeug rückwärts mit Blick nach hinten bewegt, und eine solche Anzeigeeinrichtung verursacht höhere Kosten als das Bereitstellen eines Alarmtons.It was proposed to use a display device on Dashboard of the vehicle to indicate in which Rich direction is the obstacle. However, this solution has the lack that the driver does not monitor the display can be when he is facing the vehicle backwards moved behind, and caused such a display device higher cost than providing an alarm tone.

Für die vorangegangene bekannte Anordnung kann die japani sche Offenlegungsschrift Nr. 57-77978 angegeben werden, aber damit ist es nicht möglich, die Zielvorstellung in befrie digender Weise durch eine Vereinfachung der Anordnung bei reduzierten Kosten zu erreichen.For the previous known arrangement, the japani 57-77978, but so it is not possible to freeze the goal digend by simplifying the arrangement to achieve reduced costs.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die vorgenannten Pro bleme und hat die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Erkennung und Signalisierung von Hindernis sen zu schaffen, die mit einer einfacheren und kostengünstigen Anordnung eindeutig signalisieren kann, ob sich das Hindernis auf der rechten oder auf der linken Seite und in welcher Entfernung sich das Objekt befindet.The present invention avoids the aforementioned pro bleme and has the task of a device for detection and signaling obstacles to create with a simpler and less expensive arrangement can signal whether the obstacle is on the right or on the left and at what distance Object is located.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die obige Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Erkennung und Signalisierung von Hindernissen, mit mehreren Wandlern, die jeweils Ultra schallwellen-Impulssignale aus senden sowie von einem Hindernis reflektierte Ultraschallwellen empfangen, und einer mit den Wandlern verbundenen Steuervorrichtung zum Empfang der Ausgangssignale der Wandler sowie zur Bestimmung der Position und der Entfernung des Hindernisses anhand der Ausgangssignale, um wenigstens eine zugeordnete Alarmein richtung gemäß einem ermittelten Ergebnis zu aktivieren, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Wandler die Ultraschallwellen-Impulssignale mit verschiedener Frequenz aussenden, indem zumindest eine höher und die andere tiefer ist, und daß die Kontrollschaltung die Alarmeinrichtung zur Ausgabe wenigstens eines Alarmtons mit einer Frequenz, die einer der Frequenzen entspricht, welche dem Wandler mit der kürzesten Entfernung zum Hindernis zugeordnet ist, und mit einem Zyklus entsprechend der Entfernung dieses Wandlers von dem Hindernis veranlaßt.According to the present invention, the above object by a device for the detection and signaling of Obstacles, with multiple transducers, each ultra send sound wave pulse signals from as well as from one Obstacle reflected ultrasonic waves received, and a control device connected to the transducers for Receiving the output signals of the converter and for determination the position and distance of the obstacle based on the Output signals to be at least one associated alarm activate direction according to a determined result, characterized in that the respective transducers Ultrasonic wave pulse signals with different frequency send out by at least one higher and the other lower and that the control circuit is the alarm device for Output at least one alarm tone with a frequency that one of the frequencies that corresponds to the converter with the shortest distance to the obstacle, and with a cycle corresponding to the distance of this transducer from caused the obstacle.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung mit der obigen Anordnung in der Lage, auf einfache Weise den Abstand eines anwesenden Hindernisses und ob es sich auf der linken oder rechten Seite befindet, mittels der Frequenz und des Zyklus des Alarmtones eindeutig zu signalisieren.According to the present invention, the device with the Above arrangement able to easily distance of an obstacle present and whether it is on the left or right side, by means of the frequency and the Clearly signal the cycle of the alarm tone.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungs form der vorliegenden Erfindung, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, ersichtlich.Other features and advantages of the present invention are from the following description of an execution form of the present invention, which in the accompanying Drawings shown can be seen.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der Ausführungsform der Vor richtung zur Erkennung und Signalisierung von Hindernissen; Fig. 1 is a block diagram of the embodiment of the on device for detecting and signaling obstacles;

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer praktischen Installation der Vorrichtung aus Fig. 1; und Fig. 2 is a schematic view of a practical installation of the device of Fig. 1; and

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das den Arbeitsablauf der Vorrichtung aus Fig. 1 zeigt. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the device of FIG. 1.

Die Vorrichtung zur Erkennung und Signalisierung von Hinder nissen gemäß der vorliegenden Erfindung wird anhand einer Ausführungsform beschrieben. Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 sind hier zwei Wandler 2 auf der rechten und der linken hinteren Seite eines Fahrzeugs 1 vorgesehen, welche jeweils Ultraschallwellenpulssignale aus senden sowie vom anwesenden Objekt, das ein Hindernis darstellt, zurück reflektierte Wellen des Signals empfangen. Die Wandler 2 sollen jeweils die mit unterschiedlichen Frequenzen f1 und f2 schwingenden Ultraschallwellenpulssignale aufgrund von von einem Verstärker 10 empfangenen Ausgangssignalen einer Steuerschaltung 3 mit einem Computer aus senden sowie die empfangenen reflektierten Wellen der Steuerschaltung 3 über einen weiteren Verstärker 11, einen Komparator 12 und eine Detektorschaltung 13 zuführen. Bei Bedarf können auch drei oder mehr Wandler 2 eingesetzt werden.The device for detecting and signaling obstacles according to the present invention will be described with reference to an embodiment. With reference to FIGS. 1 and 2, here two transducers 2 are provided on the right and left rear side of a vehicle 1 , each of which emits ultrasonic wave pulse signals and receives waves of the signal reflected back from the present object, which represents an obstacle. The transducers 2 are each intended to send the ultrasonic wave pulse signals oscillating at different frequencies f1 and f2 due to output signals from a control circuit 3 received by an amplifier 10 , and the received reflected waves of the control circuit 3 via a further amplifier 11 , a comparator 12 and a detector circuit 13 feed. If necessary, three or more converters 2 can also be used.

Die Kontrollschaltung 3 ist dazu vorgesehen, eine Unter scheidung zwischen Anwesenheit und Abwesenheit reflektierter Wellen von den entsprechenden Wandlern 2 anhand der detek tierten Pulssignale zu treffen und bei Anwesenheit eines Hindernisses eine Berechnung der Entfernung des Hindernisses aus der Zeit zwischen dem Zeitpunkt des Aussendens der Ultraschallwellensignale und dem Zeitpunkt des Empfangs der reflektierten Wellen für jedes Ausgangssignal der jeweiligen Wandler 2 durchzuführen. Die Kontrollschaltung 3 erzeugt ferner Zyklen T1 und T2 der reflektierten Wellen entspre chend der von den jeweiligen Wandlern 2 übermittelten Ent fernung. Hier sind die Zyklen T1 und T2 so ausgelegt, daß sie bei abnehmendem Abstand kürzer werden.The control circuit 3 is provided to make a distinction between the presence and absence of reflected waves from the corresponding transducers 2 on the basis of the detected pulse signals and, in the presence of an obstacle, a calculation of the distance of the obstacle from the time between the time at which the ultrasonic wave signals are emitted and the time of reception of the reflected waves for each output signal of the respective transducers 2 . The control circuit 3 also generates cycles T1 and T2 of the reflected waves accordingly, the distance transmitted by the respective transducers 2 . Here the cycles T1 and T2 are designed so that they become shorter as the distance decreases.

Weiterhin ist die Kontrollschaltung 3 so ausgelegt, daß ein Alarmton mit einer Frequenz F von einer Alarmeinrichtung 4, beispielsweise einem Summer, durch eine Treiberschaltung 33 mit einem Zyklus T als Reaktion auf die Anwesenheit des Hindernisses erzeugt wird. Bei Auftreten dieses Alarmtons werden, wie aus Fig. 3 ersichtlich, die Zyklen T1 und T2 verglichen, und derjenige Zyklus, der der kürzeren Entfer nung zum Hindernis entspricht, wird als Zyklus T ausgewählt. Gleichzeitig wird die Frequenz F, vorzugsweise mit der höhe ren Frequenz f1, danach ausgewählt, zu welchem Wandler 2 (links oder rechts) der ausgewählte Zyklus T gehört, d. h., ob die reflektierte Welle die höhere Frequenz f1 oder die kleinere Frequenz f2 hat, und die Steuerschaltung 3 akti viert die Alarmeinrichtung 4 mit der ausgewählten Frequenz F und dem ausgewählten Zyklus T.Furthermore, the control circuit 3 is designed such that an alarm tone with a frequency F is generated by an alarm device 4 , for example a buzzer, by a driver circuit 33 with a cycle T in response to the presence of the obstacle. Upon the occurrence of this alarm sound, the cycles are, as shown in Fig. 3, T1 and T2 are compared, and the one cycle of the voltage of the shorter Entfer corresponds to the obstacle, is selected as the cycle T. At the same time, the frequency F, preferably with the higher frequency f1, is selected according to which converter 2 (left or right) the selected cycle T belongs to, ie whether the reflected wave has the higher frequency f1 or the lower frequency f2, and the control circuit 3 activates the alarm device 4 with the selected frequency F and the selected cycle T.

In der vorstehenden Beschreibung wird nur eine Alarmein richtung 4 betrachtet. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden aber zwei oder mehr Alarmeinrichtungen verwendet, entsprechend der Anzahl von Sensoren bzw. Wandlern, bei spielsweise rechts und links in einem Fahrzeug.In the above description, only one alarm device 4 is considered. In the preferred embodiment, however, two or more alarm devices are used, corresponding to the number of sensors or transducers, for example on the right and left in a vehicle.

Dementsprechend ist der Fahrer in der Lage zu erkennen, ob sich das Hindernis auf der rechten oder auf der linken Seite befindet, je nachdem, ob die Höhe der Frequenz des Alarmtons (die Tonhöhe) höher (f1) oder niedriger (f2) ist.Accordingly, the driver is able to recognize whether the obstacle is on the right or on the left depending on whether the level of the frequency of the alarm tone (the pitch) is higher (f1) or lower (f2).

Für den Fachmann ist es leicht ersichtlich, daß verschiedene Designänderungen der beschriebenen Vorrichtung zur Erkennung und Signalisierung von Hindernis sen gemäß der vorliegenden Erfindung im Bereich der beigefügten Ansprüche möglich sind. Zum Beispiel kann die Steuerschaltung 3 dadurch vereinfacht werden, daß die jeweiligen Wandler 2 so ausgelegt sind, daß sie Pulssignale gleicher Frequenz aussenden, wobei in diesem Fall die Steuerschaltung 3 vorsieht, nur eine der Alarmein richtungen 4 zu aktivieren, nämlich diejenige, die sich auf der Seite desjenigen Wandlers 2 befindet, der dem Hindernis am nächsten ist.It will be readily apparent to those skilled in the art that various design changes to the described obstacle detection and signaling device according to the present invention are possible within the scope of the appended claims. For example, the control circuit 3 can be simplified in that the respective transducers 2 are designed so that they emit pulse signals of the same frequency, in which case the control circuit 3 provides to activate only one of the alarm devices 4 , namely that which is on the side of the transducer 2 that is closest to the obstacle.

Ferner ist es auch möglich, die Steuerschaltung 3 mit einer einzigen Schaltungsanordnung zur Aktivierung der Alarmein richtung 4 in Reaktion auf das Ultraschallwellenpulssignal nur desjenigen Wandlers, der dem Hindernis am nächsten ist, auszustatten. Außerdem kann die Steuerschaltung 3 auch so ausgeführt sein, daß der Alarmton von einer einzigen Alarm einrichtung 4 in Reaktion auf dasjenige Ultraschallwellen pulssignal des Wandlers, der dem Hindernis am nächsten ist, mit der höheren oder niedrigeren Frequenz f1 oder f2 und mit dem Zyklus T entsprechend dem Abstand zum Hindernis erzeugt wird. In diesem Fall werden die Alarmtöne mit der höheren und der niedrigeren Frequenz dem Fahrer vorher zugänglich gemacht. Somit kann die Anzahl der Teile reduziert und die Alarmeinrichtung effektiv möglichst nahe beim Fahrer an einer beliebigen Umgebungsposition installiert werden, womit eine große Unabhängigkeit in bezug auf die Einbauposition der Alarmeinrichtung erreicht wird.Furthermore, it is also possible to equip the control circuit 3 with a single circuit arrangement for activating the alarm device 4 in response to the ultrasonic wave pulse signal only of the transducer that is closest to the obstacle. In addition, the control circuit 3 can also be designed so that the alarm sound from a single alarm device 4 in response to that ultrasonic wave pulse signal of the transducer that is closest to the obstacle, with the higher or lower frequency f1 or f2 and with the cycle T accordingly the distance to the obstacle is generated. In this case, the alarm tones with the higher and the lower frequency are made available to the driver beforehand. The number of parts can thus be reduced and the alarm device can be effectively installed as close as possible to the driver at any desired environmental position, which achieves great independence with regard to the installation position of the alarm device.

Claims

1. Device for the detection and signaling of obstacles, with a plurality of transducers, each of which emits ultrasonic wave pulse signals and receive ultrasonic waves reflected from an obstacle, and a control device connected to the transducers for receiving the output signals of the transducers and for determining the position and the removal of the obstacle on the basis of the output signals in order to activate at least one associated alarm device according to a determined result, characterized in that the respective transducers ( 2 ) emit the ultrasound wave pulse signals with different frequency F by at least one higher (f1 ) and the other is lower (f2), and that the control circuit ( 3 ) the alarm device ( 4 ) for outputting at least one alarm tone with a frequency which corresponds to one of the frequencies (f1, f2) which the transducer with the shortest distance to Obstacle is assigned, and with a cycle T accordingly distance of this transducer from the obstacle.

2. Device according to claim 1, characterized in that the control circuit ( 3 ) is set up in such a way that it generates the cycles T which correspond to the determined distances, selects the shortest cycle by comparing the cycles with one another and using one of the converters of the selected cycle differentiates on which side the converter ( 2 ) the obstacle is.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the control circuit ( 3 ) is set up in such a way that it can generate different alarm tones solely with the intended alarm device ( 4 ), an alarm tone having the frequency (f1 or f2), which is assigned to that transducer ( 2 ) which is closer to the obstacle, and the other alarm tone has the cycle T, which corresponds to the distance of the obstacle.