DE2345106B2 - Einrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines Körpers, insbesondere eines Fahrzeuges - Google Patents

Description

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löst, daß die von der einen Sonde abgegebenen Vor- zeichen C des Signals Sign VZ 2 nahezu unverzögert

zeichensignale in hintereinandergeschaltete digitale eingegeben und eine Verknüpfung der zur gleichen

Schieberegister eingegeben werden, wobei die An- Zeit anstehenden Vorzeichen vorgenommen wird,

zahl der Stufen des ersten Schieberegisters wesentlich Von den Ausgängen der Entscheidungslogik L

größer als die Anzahl der Stufen des zweiten Schie- 5 werden an den Vor-Rück-Zäbler Z die Signale für

beregisters ist, daß die Ausgänge der Schieberegi- ZählrichtungR und Zählimpuls/ abgegeben. Die

ster mit einer Entscheidungslogik /erblinden sind, Parallelausgänge des Zänlers Z steuern den digitalen

in der die gleichzeitig an den Ausgängen der Schie- Frequenzteiler T, bei dem das Verhältnis von Aus-

beregister anliegenden VorzeicUn mit dem zu gleä- Eingangsimpulsen ± ist, wobei d eme

chen Zeit eingegebenen Vorzeichensignal der ande- io^eB bbf _e

ren Sonde verknüpft werden, daß der Entscheidungs- feste Zahl, z. B. eine Potenz von 2 und e eine

logik ein von den Verknüpfungssignalen gesteuerter variable, durch den Zählerstand vorgegebene Zahl ist.

digitale; Vor-Rück-Zähler nachgeschaltet ist, und Der Frequenzteiler T erhält von dem Taktgeber

daß die Ausgänge dieses Zählers mit einem Fre- TG eine konstante Frequenz, die er nach Vorgabe

quenzteilsr verbunden sind, der abhängig von dem 15 des Zählers Z teilt. Die variable Frequenz am Tei-

zugeführten momentanen Digitalwert des Zählers, leraasgang wird den beiden Schieberegistern SR-n

wobei die Digitalwerte direkt proportional der Ge- und SR-m als Schiebefrequenz zugeführt,

schwindigkeit des Körpers sind, und einer von einem Hierbei wird die Schiebefrequenz so geregelt, daß

Taktgeber eingegebenen konstanten Frequenz eine das Signal A dem Signal C genau so viel voreilt, wie

variable Frequenz erzeugt, die als Schiebefrequenz ao das Signal B dem Signal C nacheilt, d. h., wenn in

die Schieberegister derartig steuert, daß die mittlere der Mitte des Schieberegisters SR-m ein Signal ab-

Verzögerungszeit der durch die Schieberegister gege- genommen würde, dieses Signal zeitgleich mit dem

benen Vorzeichensignale gleich der Körperlaufzeit Signal C ist. Die Mitte dieses Schieberegisters ent-

zwiscten den beiden Sonden ist _{rf h} . Verzögerang von η + -£ Schiebeschrit-

Eme solche Einrichtung ist besonders gut zur as ^F β β ^₂

Geschwindigkeits- und Wegmessung von Fahrzeugen ten. wodurch die mittlere Verzögerungs-Zeit der

geeignet, da sie sowohl ortsfest an der Strecke den durch die Schieberegister SR-n und SR-m gegebenen

Fahrort und die Geschwindigkeit der sich durch Vorzeichensignale Sign VZ1 gleich der Qbjektlauf-

den Wirkbereich der Einrichtung bewegenden Fahr- zeit zwischen den beiden Sonden Sol und So2 ent-

zeuge als auch auf den Fahrzeugen angeordnet den 3° spricht.

zurückgelegten Weg und die Geschwindigkeit dieser Die Entscheidungslogik L arbeitet bei der mo-

Fahrzeuge ermitteln kann. mentanen Eingabe der Vorzeichen Λ, B und C fol-

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung, kann gendermaßen:

die Einrichtung auch zum Messen des zurückgeleg- Wenn das Vorzeichen A gleich dem Vorzeichen B

ten Weges eines Fahrzeuges verwendet werden, in- 35 ist, wird kein Zählimpuls/ abgegeben; bei A = C-φ-Β

dem die vom Ausgang des Frequenzteilers abgege- wird ein Impuls / mit der Zählrichtung R »vorwärts«

bene Frequenz einen Zähler steuert. an den Vor-Rück-Zähler Z abgegeben, wodurch

Die Erfindung sei an Hand eines in der F i g. 2 über den Frequenzteiler Γ die Schiebefrequenz für

dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. die Schieberegister SR-n und SR-m erhöht wird, und

In der F i g. 1 sind die in einem vorgegebenen 40 bei B = C φ A wird die Schiebefrequenz erniedrigt,

Abstand angeordneten Sonden So 1 und So 2 darge- da jetzt von der Entscheidungslogik L ein Impuls /

stellt, die das in der Bewegungsrichtung BW vorbei- mit der Zähl richtung R »rückwärts« dem Zähler Z

laufende Objekt abtasten und abhängig von den Un- zugeführt wird.

regelmäßigkeiten der Oberfläche des Objekts O Auf diese Weise wird erreicht, daß von den zwei elektrische Signale Sign VZl und Sign VZl zu einer 45 möglichen Werten, die die Vorzeichensignale A, B Auswerteeinrichtung A übertragen, wie sie beispiels- und C beinhalten können, im zeitlichen Mittel gleichweise in der F i g. 2 schematisch angegeben ist. viele Werte des Vorzeichensignals C mit den Werten

Von den Signalen Sign VZ1 urn¹ Sign VZ 2 der des Vorzeichens A bzw. B übereinstimmen.

Sonden wer len lediglich die Vorzeichen benutzt. Die Digitalwerte, die an den Ausgängen des Zäh-

Die Einrichtung der F i g. 2 besteht aus den hin- 5° lers Z anstehen, sind direkt proportional der Ge-

tereinandergeschalteten digitalen Schieberegistern schwindigkeit des ODjekts und werden über die Lei-

SR-n und SR-m, der Entscheidungslogik L, den Vor- tungen V einer entsprechenden Vorrichtung zugeführt.

Rück-Zähler Z, den eine konstante Frequenz abge- Ist die Meßeinrichtung beispielsweise auf einem

benden Taktgenerator TG und einen Frequenztei- Fahrzeug angeordnet, so kann zum Messen des zu-

ler Γ, über dessen Ausgang den Schieberegistern 55 rückgelegten Weges dieses Fahrzeuges die vom Aus-

SR-n und SR-m eine veränderliche Schiebefrequenz gangs des Frequenzteilers Γ abgegebene Frequenz

zugeführt wird. einem Wegzähler S zugeführt werden, der den von

Das Vorzeichensignal Sign VZ1 der Sonde So 1 einem Zeitpunkt der Nullstellung an zurückgelegten

wird über das Schieberegister SR-n mit η Bit und an- Weg des Fahrzeuges anzeigt.

schließend über das Schieberegister SR-m mit m Bit 60 Die im Ausführungsbeispiel dargestellten zwei

verzögert, wobei m wesentlich kleiner als η ist. Schieberegister SR-n und SR-m können räumlich in

Die Vorzeichen A und B dieser beiden verzöger- einer Baueinheit angeordnet werden, wobei die Stufe

ten Signale werden mit dem Vorzeichensignal η des Schieberegisters SR-n innerhalb der Bauein-

SignVZl der Sonde Sol in der Entscheidungslo- heit mit der ersten Stufe des Schieberegisters SR-m

gik L verknüpft, wobei die verzögerten Vorzeichen 65 verbunden ist und die Vorzeichensignale A und B

über die Ausgänge α und b der Schieberegister der über den Stufen η und m zugeordneten Ausgänge

Entscheidungslogik L zugeführt werden, das Vor- weitergeleitet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

rührungslos abgetasteten Fläche erzeugt werden, Patentansprüche: einander zugeordnet werden, wobei die Signale der einen Sonde durch ein Schieberegister mit verän-

1. Einrichtung zum Messen der Geschwindig- derlicher Schiebefrequenz verzögert und für die Zukdt eines Körpers, insbesondere eines Fahrzeu- 5 Ordnung die Vorzeichen der Signale benutzt werden, ges, unter Verwendung eines Korrelationsverfah- Zur Messung der Geschwindigkeiten von Walzgut, rens, bei dem die von zwei in Bewegungsrich- Flüssigkeiten und ähnlichem, sowie zur Messungvon tung in einem vorgegebenen Abstand hinterein- Geschwindigkeit und Wrg auf Fahrzeugen werden anaer angeordneten Sonden abgegebenen elek- häufig Meßverfahren angewendet, die zwei in Bewetrischen Signale, die abhängig von den Unregel- io gungsrichtung hintereinander angeordnete Meßsonmäßigkeiten der Oberfläche der von diesen Son- den verwenden und die Laufzeit des Objekts von den berührungslos abgetasteten Fläche erzeugt einer zur anderen Sonde als Maß für die Geschwinwerden, einander zugeordnet werden, wobei die digkeit verwenden.

Signale der einen Sonde durch ein Schieberegi- Dabei kann die Geschwindigkeit berechnet werster mit veränderlichen Schiebefrequenz verzö- 15 den durch:
gert und für die Zuordnung die Vorzeichen der V — ^a

Signale benutzt werden, dadurch gekenn- T₀'

zeichnet, daß die von der einen Sonde (z. B.

Sol, Fig. 1) abgegebenen Vorzeichensignale wobei α der Sondenabstand und r₀ die Laufzeit ist. (Sign VZl) in hintereinandergeschalteie digitale ao Bei diskreten Markierungen auf dem Objekt, wie Schieberegister (z.B. SR-n und SR-nt, Fig. 2) z.B. magnetischen Marken, Farbstrichen oder Obereingegeben werden, wobei die Anzahl (n) der flächenmarkeD kann die Laufzeitmessung in einfa-Stufen des ersten Schieberegisters (SR-n) vvesent- eher Weise auf eine Zeitmessung zurückgeführt werlich größer als die Anzahl (m) der Stufen des den.

zweiten Schieberegisters (SR-m) ist, daß die Aus- 25 Sind jedoch keine solche Marken vorhanden, so gänge (a und b) der Schieberegister mit einer kann die statistische Verteilung von Unregelmäßig-Entscheidungslogik (L) verbunden sind, in der keiten der von den Sonden abgetasteten Oberflächen die gleichzeitig an den Ausgängen der Schiebe- dazu verwendet werden, die Laufzeit mit Hilfe eines register anliegenden Vorzeichen (A und B) mit der bekannten Korrelationsverfahrea zu bestimmen dem zur gleichen Zeit eingegebenen Vorzeichen- 30 (Aufsatz von Mesch, Daucher und Frit sehe: signal (Sign VZl) der anderen Sonde (Sol, »Geschwindigkeitsmessung mit Korrelationsverfah-Fig. 1) verknüpft werden, daß der Entschei- ren« in der Zeitschrift »meßtechnik«, 1971, Heft 7, dungslogik (L, Fig. 2) ein von den Verknüp- S. 152 bis 157).

fungssignalen gesteuerter digitaler Vor-Rück- Mit einem solchen bekannten Verfahren kann

Zähler (Z) nachgeschaltet ist, und daß die Aus- 35 z. B. die Variation des Reflexionsgrades der Obergänge dieses Zählers (Z) mit einen: Frequenz- fläche mit optischen Sonden erfaßt werden und zur teiler (T) verbunden sind, der abhängig von dem Korrelation das von der ersten Sonde herkommende zugeführten momentanen Digitalwert des Zäh- Signal so lange verzögert werden, bis es dem Signal lers (Z), wobei die Digitalwerte direkt propor- von der zweiten Sonde gleicht. Die Autokorrelationstional der Geschwindigkeit des Körpers sind, 40 funktion ist gegeben durch:
und einer von einem Taktgeber (TG) eingegebenen konstanten Frequenz eine variable Frequenz ■, ρ
erzeugt, die als Schiebefrequenz die Schiebere- ΦU₁U₂ = Hm — I CZ₁ (ί + τ)· U₂(t)-dt,
gister (SR-n und SR-m) derartig steuert, daß die τ,-^ ^Tt J
mittlere Verzögerungszeit der durch die Schie- 45 °
beregister gegebenen Vorzeichensignale (Sign wobei
FZl) gleich der Körperlaufzeit zwischen den U₂(t) = IZ₁ (f +τ).
beiden Sonden (So 1 und So 2) ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Bei τ =r₀ hat diese Funktion ein Maximum. Man kennzeichnet, daß zum Messen des zurückgeleg- 50 kann diese Funktion in einem elektrischen Analogten Weges eines Körpers die vom Ausgang des rechner nachbilden und so τ und damit die GeFrequenzteilers (T) abgegebene Frequenz einen schwindigkeit feststellen.

Zähler (S) derartig steuert, daß von einem Zeit- Bei einem anderen Verfahren wird nicht mehr die

punkt der Nullstellung an der zurückgelegte Amplitudeninformation der von den Sonden abgege-Weg des Körpers durch den Zähler angezeigt 55 benen Signale verwendet, sondern nur ihr Vorzeiwird. chen. Dadurch ergeben sich Verzerrungen der Korre

lationsfunktion, ihre Extrema bleiben jedoch erhal-

ten. Dabei ist die Verwendung eines digitalen 1-Bit-

Schieberegisters möglich.

60 Bei diesen bekannten Verfahren sind die Integra-Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Mes- toren, die Spannungs-Frequenzwandler und die Difien der Geschwindigkeit eines Körpers, insbesondere ferentiatoren als aufwendige Analogschaltungen auseines Fahrzeuges, unter Verwendung eines Korrela- gebildet.

tionsverfahrens, bei dem die von zwei in Bewegungs- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

richtung in einem vorgegebenen Abstand hinterein- 65 einfache Meßeinrichtung zu schaffen, in der keine ander angeordneten Sonden abgegebenen elektri- analog arbeitenden Teile verwendet werden, und die sehen Signale, die abhängig von den Unregelmäßig- driftfrei arbeitet,
keiten der Oberfläche der von diesen Sonden be- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-