DE2950797A1

DE2950797A1 - Einrichtung zur objekt-ortung und ortungsbestaetigung

Info

Publication number: DE2950797A1
Application number: DE19792950797
Authority: DE
Inventors: Koa Denshi; Hideo Hiruma
Original assignee: Koa Denshi Kogyo KK
Current assignee: Koa Denshi Kogyo KK
Priority date: 1978-12-22
Filing date: 1979-12-17
Publication date: 1980-06-26
Also published as: DE2950797C2; JPS6310398B2; JPS5585272A; US4276621A

Description

PATENTANWÄLTE 2ENZ & HELBER · D 43OO ESSEN 1 · A.vl RUKRSTEIN 1 · TEL.: (02 O1) 4126

--*- κ2&50797

Koa Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha 165 Shinzu-cho, Hamamatsu-shi, Shizuoka-ken, Japan

Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbestätigung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbestätigung, mit der das Vorhandensein, der Ort oder gegebenenfalls auch der Abstand eines Objekts durch Abstrahlen einer Folge von periodisch getasteten Ultraschall impulsen und Erfassen sowie Auswerten der vom Objekt reflektierten Impulse bestimmt wird.

Unterwasser-Schallmeßsysteme oder Ultraschall-Radarsysteme finden weitverbreitete Anwendung beim Orten eines Objekts oder bei der Abstandsmessung zum Objekt. Besondere Aufmerksamkeit wurde auf das Problem der Beseitigung unerwünschter Geräusche verwandt.

Im folgenden werden herkömmliche Einrichtungen unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 kurz erläutert, wobei Fig. 1 ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Einrichtung und Fig. 2 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Einrichtung gemäß Fig. 1 veranschaulichen. Die Sendeperiode der Ultraschallwellen wird von einem Zeitbasisgenerator 1 bestimmt. In Fig. 2"(a) ist ein Impulszug mit der Grundperiode T_s gezeigt. Mit diesem Impulszug wird ein Sendeimpulsgenerator 2 betrieben, der die Impulsbreite bestimmt, und während dieser Impulsbreite wird ein Ultraschallfrequenzoszillator 3 betätigt,

Z/Bu.

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Das Ausgangssignal des Oszillators 3 wird von einem Leistungsverstärker 4 verstärkt, und dessen Ausgangssignal treibt einen Sender 5, der Ultraschallwellen aussendet.

Auf diese Weise werden die Ultraschallwellen vom Sender 5 in den Raum abgestrahlt; beim Auftreffen auf dem Objekt werden sie von diesem reflektiert. Die reflektierten Ultraschallwellen werden von einem Empfänger 6 aufgenommen. Das Ausgangssignal des Empfängers 6 wird von einem Verstärker 7 verstärkt, der auf die Frequenz der gesendeten Ultraschallwellen abgestimmt ist. Der abgestimmte Verstärker 7 dient zum Entfernen von bei anderen Frequenzen auftretenden Geräuschen. Der Ausgang des Verstärkers 7 wird von einem Empfangsimpulsgenerator 8 in Impulse umgesetzt, wobei der Generator 8 so ausgebildet ist, daß er ein Ausgangssignal über einen vorgegebenen Pegel/formt, um Geräusch- bzw. Rauschkomponenten eines niedrigeren Pegels abzutrennen. Das Zeitintervall tR^ (vgl. Fig. 2) von der Erzeugung des Ausgangsimpulses des Zeitbasisgenerators 1 bis zur Erzeugung des Ausgangsimpulses des Impulsgenerators 8 ist proportional zum Objektabstand, so daß dieser Abstand von einem Anzeigegerät 10 angezeigt werden kann, wobei das Zeitintervall tR^ als Integrationszeit einer Integrierschaltung 9 genommen werden kann.

Wie oben erläutert, wurde versucht, das Rauschen bzw. Geräusche bei herkömmlichen Systemen dieser Art auszuschalten. Die Erfindung wendet sich dagegen vor allem dem Problem zu, für die Auswertung ein richtiges Signal auszuwählen und zu ermitteln. Dabei wurde vor allem die Periodizität der Signalkomponenten zu Bestätigungszwecken ausgenutzt. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist bei einem zu den festen Wandlern 5 und 6 (Fig. 1) stationären Objekt das Zeitintervall tR^ vom Zeitpunkt der Abgabe des ersten Impulses t bis zum Empfang der reflektierten Welle gleich dem Zeitintervall tRp des zweiten Echos. Die Empfangsperiode TR ist gleich der Sendeperiode Ts.

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In der unter der Nummer 11535/1977 offengelegten japanischen Patentanmeldung mit der Bezeichnung "Monitor für die Rückseite von Automobilen" ist eine die Periodizität ausnutzende Schaltung gezeigt. Diese Schaltung führt nach der Feststellung einer reflektierten Welle für einen Zeitabschnitt, der kürzer als die gesamte Periode ist, einen Maskierschritt durch, um Geräusche auszuschalten und die richtige nächstfolgende reflektierte Welle zu gewinnen. Für die Ausschaltung des Rauschens oder der Geräusche ist dies eine gute Methode.

Die vorliegende Erfindung basiert darauf, die Periodizität zur Erfassung und Bestimmung eines korrekten Signals auszunutzen.

Generell wird die folgende Gleichung (1) zwischen der Sendeperiode T und der Empfangsperiode T_R erfüllt:

^sv
T ·. -ρ (ι)

T ρ (ι)

^{R s}v i °v

wobei: S die Schallgeschwindigkeit ist,

O_y die Relativgeschwindigkeit zwischen der Meßeinrichtung und dem Objekt ist (wobei ein positives Vorzeichen eine abnehmende Entfernung und ein negatives Vorzeichen den umgekehrten Fall darstellen)

Es sei als Beispiel angenommen, daß der größte Wert von O„ 10 m/s ist; bei S = 340 m/s und T = 50 ms ergibt sich für T_ ein Wert zwischen 48,6 ms und 51,5 ms. Wenn die kürzere Periode als t und die längere Periode als t,bezeichnet werden, so ergibt sich als Erwartungszeit die Zeitperiode zwischen t

und t, . Wie in Fig. 4 zu sehen ist, welche die Signalverlaufe für t und t, veranschaulicht, sind die beiden Signale mit hoher Wahrscheinlichkeit beide richtig, wenn das zweite Signal in dem Erwartungszeitraum t, - t nach dem ersten Signal

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empfangen wird. Wenn das zweite Signal jedoch innerhalb dieses Zeitraums nicht auftritt, ist das erste Signal wahrscheinlich unrichtig. Je häufiger ein solcher Betätigungszyklus wiederholt wird, umso genauer wird die Bestätigung .

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Einrichtung so zu verbessern, daß die Richtigkeit der reflektierten Ultraschall impulse durch Bezug auf die Sendeperiode mit extrem geringer Fehlerquote bestätigt werden kann.

Bei einer Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbestätigung mit einem Ultraschallwellen mit einer vorgegebenen Folgefrequenz aussendenden Sender, einem die Reflexionswellen aufnehmenden Empfänger und einer Impulsformerschaltung, in der die Ausgangssignale des Empfängers in Impulse einer vorgegebenen Breite geformt werden, schlägt die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe vor, daß eine erste Er— wartungsperioden-Einstellschaltung, deren Eingang mit dem Ausgang der Impulsformerschaltung verbunden ist, bei Eingang eines ersten Impulses eine Eingabeerwartungsperiode für einen nächsten Impuls festsetzt und eine andere Erwartungsperiode bei Eingang des nächsten Impulses innerhalb der Eingabeerwartungsperiode einstellt oder einen weiteren Impuls als den ersten Impuls wertet, wenn innerhalb der Eingabe-Erwartungsperiode kein Impuls eingeht, daß eine Verknüpfungsschaltung mit einem Eingangsanschluß an die Impulsformerschaltung und mit einem Steuereingangsanschluß an denAusgang der Erwartungsperioden-Einstellschaltung angeschaltet ist und daß eine Ausgangsschaltung so vorgesehen ist, daß an ihrem Ausgang ein Bestätigungssignal erscheint, wenn mehr als ein Impuls am Ausgang einer zweiten Erwartungsperioden-Einstellschaltung entwickelt wird. Mit dieser Anordnung wird unter Ausnutzung der Periodizität der Sende-

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und Echoimpulse eine besonders zuverlässige und richtige Auswertung der Echosignale erzielt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbe-. stätigung;

Fig. 2 den Impulsverlauf zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Einrichtung;

Fig. 3 ein Blockdiagramm des grundsätzlichen Aufbaus eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbestätigung ;

Fig. 4 eine grafische Darstellung zur Erläuterung desjenigen Bereichs, in welchem die reflektierten Wellen vorhanden sind;

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels

der Bestätigungsschaltung in der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 6 ein Wellendiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltung gemäß Fig. 5;

Fig. 7 ein Signaldiagramm;

Fig. 8 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Bestätigungsschaltung;

Fig. 9 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltung gemäß Fig. 8;

Fig. 10 eine Erläuterungsansicht zur Darstellung des Auftretens von zwei reflektierten Wellen;

Fig. 11 ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der Bestätigungsschaltung mit zwei Kanälen; *

Fig. 12 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltung gemäß Fig. 11;

Fig. 13 ein Blockdiagramm eines viertenAusführungsbeispiels der Bestätigungsschaltung mit einem N-Kanal als Bestätigungskanal, wobei η parallele Bestätigungseinheiten in jedem Kana]/forgesehen sind;

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Fig. 14 ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels der Bestätigungsschaltung;

Fig. 15 ein Blockdiagramm einer Bestätigungsschaltung, in der ein Sendezyklus in frühere und spätere Teile unterteilt wird und eine Bestätigung des empfangenen Signals in jedem Teil durchgeführt wird;
und

Fig. 16 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Ausgangsschaltung zur Verarbeitung und Ausgabe des Ausgangssignals der Bestätigungsschaltung.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind die Komponenten eines Zeitbasisgenerators 11, eines Sendewandlers 13, einer Wandler-Treiberschaltung 12 usw. in der gleichen Weise wie bei der herkömmlichen Einrichtung aufgebaut. Das Empfangssignal, das von einem Empfangswandler 14 empfangen und von einem Verstärker 15 verarbeitet wird, wird von einer Empfangssignal-Formerschaltung 16 in Impulse einer vorgegebenen Amplitude und einer relativ engen Impulsbreite umgeformt und ausgegeben. Diese geformten Impulse werden von einer Bestätigungsschaltung 17 einer Richtigkeitsüberprüfung unterzogen. Wenn das Impuls-Ausgangssignal als richtig bestätigt wird, wird es von einer Ausgabeschaltung 18 in ein geeignetes Ausgangssignal umgesetzt.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer die Bestätigungsschaltung bildenden Grundeinheit. Die Schaltung nach diesem Ausführungsbeispiel besteht aus einem ersten UND-Gatter G., einem zweiten UND-Gatter G₂ und ersten und zweiten monostabilen MuI tivibratoren MM,. und MM~ · Der Ausgang der Impulsformerschaltung 16 ist mit einem der Eingangsanschlüsse des Gatters G. verbunden, dessen anderer Eingangsanschluß über einen Inverter I mit dem Ausgang von MM. verbunden ist. Der Ausgangsanschluß des Gatters G₁ ist sowohl mit dem Eingangsanschluß von MM. als auch mit einem der Eingangsanschlüsse des Gatters Gp verbunden. Der Ausgang

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von MM. ist mit dem Eingangsanschluß von MM₂ gekoppelt, während der Ausgangsanschluß MM₂ mit dem anderen Eingangsanschluß des Gatters G₂ gekoppelt ist. Die monostabilen Multivibratoren MM^ und MM₂ werden von der negativen Flanke des anstehenden Eingangssignals getriggert. Die Verzögerungszeit t-, von MM^ und TL ^{von M}M? ^Werc*^{en von} t, und t bestimmt, deren Differenz nach den vorstehenden Erläuterungen die/Erwartungspa±ide begrenzt, und ferner von der Impulsbreite ^ der Impulsformerschaltung 16. "K. und Tl sind durch die folgenden Gleichungen gegeben:

*i - t₈ - S

X₂ - t_x - t_{s +} *.

In Fig. 4 ist die Beziehung von tT , ^c ₂> t » t. und S gezeigt.

Wenn bei der Anordnung gemäß Fig. 6 der Ausgangsimpuls der Impulsformerschaltung 16, der von einer zum Zeitpunkt t. gemäß Kurve (a) gesendeten Ultraschallwelle hervorgerufen wird, zum Zeitpunkt t~ der Kurve (b) erzeugt wird, erscheint dieser Ausgangsimpuls von t- gemäß Darstellung in der Kurve (c), wenn sich das Signal gemäß Kurve (d) am Eingangsanschluß von G₁ auf einem hohen Pegel (h-Pegel) befindet. MM_-1 wird von der negativ gerichteten Flanke des Impulses in der (c) Kurve und Ausgangssignalen am Ausgang eines h-Pegels von (d) für die Periode X* getriggert. Wenn sich das Ausgangssignal von MM- auf dem h-Pegel befindet, wechselt das Ausgangssignal des Inverters I auf einen niedrigen Pegel (1-Pegel) und sperrt das Gatter G^. Wenn also an der Schaltung 16 für die in Fig. 6 gezeigte Periode "t.. ein Ausgangssignal erzeugt wird, kann es das Gatter G^ nicht durchlaufen. Wenn MM,, am Ende der Periode X^ auf einen niedrigen Wert kommt, so wird das Ausgangssignal d des Inverters I auf den h-Pegel gesetzt und öffnet das Gatter G^. Gleichzeitig wird MM₂ durch den Signalabfall von MM^ getriggert und erzeugt ein auf dem

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h-Pegel entsprechend der Kurve (e) befindliches Ausgangssignal. Zum Zeitpunkt t. vor dem Ende der Periode ΐ_ von MMp durchläuft ein von dem zum Zeitpunkt t_ abgegebenen Sendeimpuls hervorgerufenerAusgangsimpuls der Impulsformerschaltung 16 das Gatter G- und danach Gp,^andessen Ausgang der Ausqangsimpuls gemäß Kurve (f) entsteht. An der abfallenden Flanke des das Gatter G^ durchlaufenden Impulses wird MM_-1, wie oben erwähnt, erneut gesetzt.

Wie oben erläutert, werden als Ausgangssignale der Impulsforrr3rschaltung 16 auftretende Impulse, die der Beziehung t <T<t·, genügen, nachfolgend vom Gatter Gp ausgegeben. Dies bedeutet, daß der Impuls zum Zeitpunkt t. aus dem Gatter Gp ausgegeben wird, nachdem er von dem zum Zeitpunkt tp erscheinenden Impuls bestätigt worden ist. Wenn andererseits ein Impuls zum Zeitpunkt von t. erzeugt wird, kann sich bestätigen, daß der zum Zeitpunkt t~ erzeugte Impuls ein richtiger Impuls, also ein Informationssignalimpuls und kein Geräusch- bzw. Rauschimpuls war. Selbstverständlich wird der Impuls zum Zeitpunkt tp nicht ausgegeben, es sei denn, er wurde bereits durch den ihm vorauslaufenden Impuls bestätigt.

Fig. 7 ist ein der Praxis näher kommendes Impulsdiagramm, in welchem die Impulsfolgen a, b, c, d, e und f die anhand der Fig. 6 bereits oben erläuterten Bedeutungen haben. In Fig. 7b sind die Impulse b.., b- -, b..,, b.. und b.j- periodisch auftretende Signal impulse, die mit Ausnahme des b..-entsprechenden Impulses zu Ausgangssignalen gemäß Kurve f verarbeitet werden. Bei genauer Betrachtung des Impulszuges b läßt sich feststellen, daß b_?^, b~p und b_?3 die vorgegebene Periodizität haben. Bei der Schaltung gemäß diesem Ausführungsbeispiel erscheinen b--, b~p ^und b«-, jedoch nicht in f, um mit dem ersten Impuls MM.. zu setzen. In (f) sind die Impulsausgaben der b_--Gruppe gezeigt, die in Ab-

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Wesenheit des Impulszuges der b.^-Gruppe auftreten sollte. In unmittelbarer Nähe von b^^ wird ein Impuls b erzeugt, der jedoch vollständig gelöscht wird, da MM^ durch die abfallende Flanke von b.^ gesetzt wird.

In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Ausgang von MNL zum Eingangsanschluß des Gatters G- über den Ausgangsinverter I rückgekoppelt; wenn jedoch MM.. in einer nicht erneut triggerbaren Ausführung vorliegt, kann die Erwartungsperioden-Einstellschaltung ohne G^ und I_n aufgebaut werden.

Mit der zuvor beschriebenen Schaltung läßt sich eine zuverlässige Bestätigung für die reflektierten Signalimpulse realisieren. Durch Verwendung mehrerer Schaltungen gemäß Fig. kann eine noch sicherere Bestätigung erreicht werden. Fig. zeigt eine zu diesem Zweck aufgebaute Schaltung. Fig. 9 zeigt ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Schaltung gemäß Fig. In Fig. 8 sind Anordnung und Verbindungen von Gq.-, MM--, MMq- > G_n- und I in gleicher Ausführung und Anordnung wie G- MM., MM-, Gp entsprechend dem Ausführungsbeispiel in Fig. 5 vorge-.sehen. Die Ausbildung von MM.,., und MM--, entspricht derjenigen von MM_n^, die Ausführung von MM..ρ und MMpp entspricht derjenigen von MM_OpjUnd G.- ^un<3 G-- entsprechen G--·

Der Ausgang c des Gatters G-- ist mit dem nächsten Gatter G-p und außerdem mit dem Gatter G_?? verbunden. Der Ausgang des ersten Gatters G_Qp setzt MM,..,, und der Ausgang des nächsten Gatters G₁₂ ist zum Setzen von MMp^ mit dessen Eingang verbunden. In dieser Bestätigungsschaltung erscheint bei Eingabe eines Signals b- aus der Impulsformerschaltung 16 zum Zeitpunkt t., (Fig. 9) ein Ausgangsimpuls am c-Punkt, da das Gatter Gq,, offen ist. Dieser Ausgangsimpuls wird an die Gatter G₀-, G^p ^und Gpp angelegt; da in dieser Betriebsphase die Gatter jedoch gesperrt sind, werden keine Ausgangssignale f, f.. und f- erzeugt. Zum Zeitpunkt tp wird ein Signal b_? erzeugt; da das Gatter G^p aufgrund des vorhergehenden Impulses b. bereits

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durch MMq-, und MM₀- geöffnet worden ist, erscheint ein Ausgangsimpuls am Ausgang des Gatters G₀-* ^Das Signal bp wird in ähnlicher Weise an die Gatter G₁₂ ^unc* G₂₂ ^an~ gelegt, die jedoch zu diesem Zeitpunkt gesperrt sind und daher keine Signale entwickeln. Bei Erzeugung des Signal k>₃ werden an den Ausgängen der Gatter G_Q2 ^und G^₂ ^Aus~ gangssignale f und f.. erzeugt, welche MM.. ^, bzw. MM₂₁ setzen. Bei Anlegen eines Signals b. ergibt sich ein Ausgangssignal f_, da das Gatter G₂₂ aufgrund des Ausgangssignals f^ offen gesteuert ist.

Wie oben bereits ausgeführt, wird in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Bestätigungsschaltung ein Ausgangssignal f- erst nach Bestätigung von vier aufeinanderfolgenden richtigen Impulsen b gewonnen. Mit dieser Anordnung gelingt es, eine fehlerhafte Bestätigung mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit auszuschließen. Das Ausgangssignal f. kann bereits als Ausgangssignal der Bestätigungsschaltung 17 verwendet werden, oder es kann die Anzahl der beteiligten Bestätigungsstufen zur Erhöhung der Sicherheit vergrößert werden.

Wie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert wurde, kann die zuvor beschriebene Einrichtung nur eine der vom Objekt reflektierten Wellen bestätigen bzw. verifizieren, selbst wenn mehr als zwei Wellen empfangen werden. Mit anderen Worten, in Fig. 7 wird die Folge von b^, nämlich k-M> k-i?' ^13 ·** ^a*^s Signale bestätigt, und es werden Signale von b^- ^a^^s f ausgegeben, während die Signale b₂-weder bestätigt noch ausgegeben werden. Dies liegt daran, daß die Grundeinheit der Bestätigungsschaltung die Bestätigungsoperation auf der Basis des ersten Signals beginnt. Im folgenden wird dies unter Bezugnahme auf Fig. 10 genauer untersucht. Wie in (A) der Fig. 10 gezeigt ist, können die reflektierten Wellen von einem Objekt Ob,. , das bereits in dem Sende-Empfangsbereich der Sende- und Empfangswandler 13, 14 befindlich ist, wenn ein zweites Objekt Ob₂ in den

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Bereich von außen eintritt, bestätigt werden, während die Wellen von dem Objekt Ob- nicht bestätigt bzw. verifiziert werden können. Dieser Umstand könnte vor allem dann auf Beanstandungen stoßen, wenn entsprechend dem dargestellten Falle das nähergelegene Objekt Ob₂ nicht verifiziert werden kann. Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Bestätigungsschaltung der Einrichtung, das dieses Problem ausräumt. Bei dieser Bestätigungsschaltung werden zwei zuvor anhand "von Fig. 5 erläuterte Bestätigungsschaltungsblöcke parallel benutzt, wobei G₁-Ij ^Gi3> MM₁₁J MM₁₂ und G₁₂ ^den ersten Kanal und Gp₁, Gp^, MMp₁, MMpp und Gp₂ den zweiten Kanal darstellen. Die Gatter G₁₁ und Gp₁ der zugehörigen Kanäle entsprechen dem Gatter G₁ gemäß Fig. 3 und sind an dieAusgangsanschlüsse der Impulsformerschaltung angeschaltet. G₁₂ und Gp₂ sind die Ausgangsgatter der zugehörigen Kanäle. Die Kanäle sind jeweils mit einem Gatter G₁^ bzw. G₂^ versehen, welche die Funktionsweise der zugehörigen Kanäle bestimmen, wobei deren Öffnungs- und Sperrzustände von dem Ausgangssignal g eines von dem Zeitbasissignal a an der Sendeseite getriebenen Flipflop FF und außerdem vom Ausgangssignal h eines Inverters gesteuert sind. Die Funktionsweise der oben angegebenen Bestätigungsschaltung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 12 erläutert. In Fig. 12 ist die Betriebsweise des ersten Kanals durch die oberen Impulszüge von g, C₁, C₁,, O₁, e. und f.* und die Betriebsweise des zweiten Kanals durch die unteren Impulsfolgen h, c_?, c_?,, ... fp dargestellt. Im ersten Kanal wird das als Eingangsimpuls dienende Ausgangssignal g von FF- bei dem hohen Pegel bestätigt und als niedriger Pegel oder als nächster Zyklus ausgegeben. Im zweiten Kanal wird der Impuls beim hohen Pegel von g oder h bestätigt und ausgegeben, wenn h einen niedrigen Pegel hat. In der zuvor erläuterten Bestätigungsschaltung kann der Impulszug b_?1, b_?2 und b_?3 nicht bestätigt werden, jedoch wird in dieser Schaltung b_?2 von dem ersten Kanal bestätigt. Die Ausgangssignale werden über ein ODER-Gatter ausgegeben.

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Fig. 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel in noch allgemeinerer Form als die Schaltung gemäß Fig. 11. Jeder Kanal ist mit n-1 Schaltungen, die in den gestrichelten Blöcken dargestellt sind, verbunden, so daß die η-Verbindungen und die n-1 gestrichelt dargestellten Blöcke insgesamt η-Kanäle in Parallelschaltung ergeben. Mit dieser Anordnung ist die Bestätigung von n+1 Impulsen möglich. Mit den Gattern G.^, G„o ... G ~ ist einej-Leitung, bestehend aus j ., j~ ... j verbunden, über die Öffnungs- und Sperrsignale für die Gatter angelegt werden und jedem Kanal aufeinanderfolgend ein Eingangssignal einer bei niedrigem Pegel getasteten Sendezyklusbreite pro n+1 Sendezyklen zugeführt wird. Jeder Kanal kann das erste Signal bestätigen, das im nächsten Zyklus neu erzeugt wird.

Im folgenden wird auf Fig. 12 Bezug genommen. Im Sendezyklus, bei dem das Flipflop wieder kippt, erscheint g mit einem hohen Pegel, und die Signale b„>, und b.^ werden erzeugt. Der Kanal 1 ändert sein Objekt von b.. auf b„ (in diesem Falle b„^) und löst seinen Ortungsbetrieb aus. Daraus ergibt sich_;^^&nn, wenn die Bestätigungsschaltungen dem mit der neuen Zeitgabe erzeugten Signal folgen, die vom näheren Objekt reflektierte Welle bestätigt wird. Dies gilt grundsätzlich für die in Fig. 13 gezeigte Schaltung.

Figuren 14 und 15 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die Signalbestätigung durch Aufteilung eines Sendezyklus in mehrere Abschnitte erfolgt. In Fig. 14 ist das Gatter G. der Schaltung das UND-Gatter für drei Eingänge, und einer der Eingangsanschlüsse ist mit dem Ausgang des von dem sendeseitigen Zeitbasisimpuls (a) getriggerten monostabilen Multivibrator verbunden. Die Verzögerungszeit des Multivibrators ist kurzer als der Sendezyklus bemessen. Daher nimmt die von MM., MM- usw. gebildete Erwartungsperioden-Einstelleinheit das Ausgangssignal von der Impulsformerschaltung 16 nur in dem vorderen Abschnitt eines

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Sendezyklus als Eingang auf. Dies bedeutet, daß im Falle von Fig. 10 (B) nur die reflektierte Welle aus dem mit N bezeichneten Sektor verarbeitet wird, während die aus der Zone F stammende reflektierte Welle unbeachtet bleibt. Diese Aus- · führung ist erforderlich, wenn nur das nähere Objekt bestätigt werden soll.

Fig. 15 ist eine Anordnung, bei der der Ausgang des Multivibrators MM der zuvor erläuterten Schaltung mit dem Inverter verbunden ist und zwei Bestätigungskanale vorgesehen sind. Das Gatter G^ des ersten Kanals wird wie im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 14 mit dem Ausgangssignal von MM und das Gatter G₂₁ des zweiten Kanals mit dem Ausgangssignal 1 des Inverters beaufschlagt. Der zweite Kanal bestätigt daher das Vorhandensein eines Objekts in der Zone F in Fig. 10 (B). Die Ausgangssignale der Gatter G₁₂ ^un<3 G₂₂ sind mit einem ODER-Gatter verbunden, jedoch können statt dessen die Gatterausgänge separat verarbeitet werden, so daß Objekte in beiden Zonen bestätigt werden können.

Fig. 16 ist ein Ausführungsbeispiel der Ausgangsverarbeitungsoder Ausgabeschaltung der Bestätigungsanordnung. Das Ausgangssignal des Ausgangsgatters G₂ derBestätigungsanordnung wird an einen Integrator angelegt. Der Ausgang des Integrators ist mit einem Pegeldetektor verbunden und so ausgebildet, daß er ein ein Objekt bestätigendes Ausgangssignal entwickelt, wenn die Anzahl der bestätigten Impulse einen vorgegebenen Wert übersteigt. Die Lade- und Entladekonstante des Integrators kann für diese Zwecke geeignet eingestellt werden. Wenn diese Schaltung so aufgebaut wird, daß sie eine Ausgabe bei Eingang mehrerer aufeinanderfolgender Impulse vornimmt und den Pegel durch Entladen senkt, wenn einer der Impulse fehlt, so hat die Anordnung die gleiche Funktion wie die Schaltung gemäß Fig. 8.

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Claims

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER ■ D 43OO F-SStN 1 · AM RUHRSTEIN 1 TEL.: (02 01) 4126 Seite --i.- K 93

Koa Denshi Kogyo Kabushiki Kaisha

Patentansprüche

/lJ Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbestätigung mit einem Ultraschallwellen in einem vorgegebenen Zeitintervall aussendenden Sender, einem die Reflexionswellen aufnehmenden Empfänger und einer Impulsformerschaltung, in der die Ausgangssignale des Empfängers in Impulse einer vorgegebenen Impulsbreite geformt werden, dadurch gekenn zeichnet , daß der Impulsformerschaltung (16) eine erste Erwartungsperioden-Einstellschaltung nachgeschaltet ist, die einen Eingangsimpuls von der Impulsformerschaltung aufnimmt, bei Eingang eines ersten Impulses eine Erwartungsperiode für einen nächsten Impuls einstellt, bei Empfang des nächsten Impulses innerhalb der Erwartungsperiode eine andere Erwartungsperiode einstellt oder bei Fehlen eines Impulses in der Erwartungsperiode einen weiteren Impuls als ersten Impuls bewertet, daß eine erste Verknüpfungsschaltung mit einem Eingangsanschluß an die Impuls formerschaltung (16) und mit einem Steuereingangsanschluß an den Ausgang der ersten Erwartungsperioden-Einstellschaltung angeschaltet ist, daß der ersten Erwartungsperioden-Einstellschaltung eine zweite Erwartungsperioden-Einstellschaltung nachgeschaltet ist, die ein Ausgangssignal aus der ersten Erwartungsperioden-Einstellschaltung erhält, ihre Eingabe-Erwartungsperiode bei Aufnahme des ersten Eingangsimpulses und ihre nächste Erwartungsperiode bei Aufnahme des ersten Eingangsimpulses innerhalb der nächsten Erwartungsperiode der zweiten Erwartungsperioden-Einstellschaltung setzt oder ihren nächsten Eingabeimpuls als ersten

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Impuls wertet, wenn sie den nächsten Impuls nicht innerhalb der Periode aufnimmt, daß eine zweite Verknüpfungsschaltung mit einem Eingangsanschluß an die Impulsformerschaltung (16) und mit einem Steuereingangsanschluß an den Ausgang der ersten Erwartungsperioden-Einstellschaltung angeschaltet ist und daß eine Ausgabeschaltung so vorgesehen ist, daß an ihrem Ausgang · ein Betätigungssignal erscheint, wenn mehr als ein Impuls von der zweiten Erwartungsperioden-Einstellschaltung ausgegeben wird.
2. Einrichtung nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Erwartungsperioden-Einstellschaltung ein erstes UND-Gatter (G₁), einen mit dem Ausgang des UND-Gatters verbundenen ersten monostabilen Multivibrator (MM₁), der von der abfallenden Flanke des Ausgangsimpulses der Impulsformerschaltung (16) über das UND-Gatter (G₁) getriggert und bis zum Beginn der ersten Erwartungsperiode gehalten wird, und einen zweiten monostabilen Multivibrator (MM-) aufweist, der von der abfallenden Flanke des ersten monostabilen Multivibrators (MM₁) getriggert und bis zum Ende der ersten Erwartungsperiode gehalten wird, wobei der Ausgang des ersten monostabilen Multivibrators (MM₁) zum Steuereingangsanschluß des ersten UND-Gatters (G₁) zurückgeführt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Erwartungsperioden-Einstellschaltung zwei monostabile MuItivibratoren aufweist, von denen der erste von der abfallenden Flanke des Ausgangsimpulses der Impulsformerschaltung (16) betätigt und bis zum Beginn der ersten Erwartungsperiode gehalten wird und als nicht-erneut triggerbarer Multivibrator ausgebildet ist und der zweite monostabile Multivibrator von der abfallenden Flanke des Ausgangsimpulses des ersten monostabilen Multivibrators getriggert wird.
4. Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbestätigung mit einem Ultraschallwellen in einem vorgegebenen Zeitintervall

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aussendenden Sender, der einen Zeitbasis-Impulsgenerator zur Erzeugung von die Sendeperioden darstellenden Zeitbasisimpulsen aufweist, ferner mit einem die Reflexionswellen der vom Sender abgestrahlten Ultraschallwellen aufnehmenden Empfänger und einer Impulsformerschaltung, in der die Ausgangssignale des Empfängers in Impulse einer vorgegebenen Impulsbreite geformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kanal-Bezeichnungsschaltung vorgesehen ist, die aus mehreren Kanälen nacheinander jeweils einen Bestätigungskanal durch das Ausgangssignal des Zeitbasis-Impulsgenerators bezeichnet und ein Ausgangssignal an den bezeichneten Kanal ausgibt, daß in jedem Kanal eine Bestätigungsschaltung mit einer Erwartungsperioden-Einstellschal— tung vorgesehen ist, deren Eingangsanschluß über ein gegen durch das Ausgangssignal der Kanal-Bezeichnungsschaltung bezeichneten Sendeperioden geschlossenes Gatter mit der Impulsformerschaltung verbunden ist, wobei die Erwartungsperioden-Einstellschaltung eine Eingabe-Erwartungsperiode für einen nächsten Impuls setzt, wenn sie einen ersten Eingangsimpuls aufnimmt, und eine andere Erwartungsperiode setzt, wenn sie ein Signal innerhalb der Eingabe-Erwartungsperiode aufnimmt, oder einen anderen Impuls als ersten Impuls wertet, wenn sie innerhalb der Eingabe-Erwartungsperiode keinen Eingangsimpuls erhält, daß die Bestätigungsschaltung außerdem eine Verknüpfungsschaltung aufweist, deren Signaleingangsanschluß mit der Impulsformerschaltung und deren Steuereingangsanschluß mit dem Ausgang der Erwartungsperioden-Einstellschaltung verbunden ist, und daß eine Ausgabeschaltung zur Verarbeitung der Ausgangssignale aller Bestätigungsschaltungen und zur Bestätigung der von mehreren Objekten reflektierten Signale vorgesehen ist.
5. Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbestätigung mit einem Ultraschallwellen irveinem vorgegebenen Zeitintervall aussendenden Sender, der einen Zeitbasis-Impulsgenerator zur Erzeugung von die Sendeperioden darstellenden Zeit-

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basisimpulsen aufweist, ferner mit einem die Reflexionswellen der vom Sender abgestrahlten Ultraschallwellen aufnehmenden Empfänger und einer Impulsformerschaltung, in der die Ausgangssignale des Empfängers in Impulse einer vorgegebenen Impulsbreite geformt werden, dadurch gekenn-

eine
zeichnet, daß Abschnitts-Bezeichnungsschaltung vorgesehen ist, die ein einen Abschnitt einer Sendeperiode durch das Ausgangssignal des Zeitbasis-Impulsgenerators bezeichnendes Signal erzeugt, daß eine Erwartungsperioden-Einstellschaltung über ein für die vom Ausgangssignal der Abschnitts-Bezeichnungsschaltung bezeichnete Dauer geöffnetes Gatter mit der Impulsformerschaltung verbunden ist, daß die Erwartungsperioden-Einstellschaltung eine Eingabe-Erwartungsperiode für einen nächsten Impuls setzt, wenn sie einen ersten Eingangsimpuls erhält, und eine andere Erwartungsperiode setzt, wenn sie ein Ausgangssignal innerhalb der Eingabe-Erwartungsperiode erhält oder einen anderen Impuls als ersten Impuls wertet, wenn sie innerhalb der Eingabe-Erwartungsperiode keinen Eingabeimpuls erhält, daß ferner eine Verknüpfungsschaltung mit dem Signaleingangsanschluß an die Impulsformerschaltung und mit dem Steuereingangsanschluß an den Ausgang der Erwartungsperioden-Einstellschaltung angeschaltet ist und daß eine Ausgabeschal tung/vorgeseheryist, die das Ausgangssignal der Verknüpfungsschaltung verarbeitet und ein das Vorhandensein eines Objekts in der bezeichneten besonderen Zone entsprechend dem bezeichneten Abschnitt darstellendes Ausgangssignal erzeugt.

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