DE2950797C2

DE2950797C2 - Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbestätigung

Info

Publication number: DE2950797C2
Application number: DE2950797A
Authority: DE
Inventors: Koa Hamamatsu Shizuoka 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: 1983-01-05
Also published as: JPS6310398B2; US4276621A; JPS5585272A; DE2950797A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbestätigung, mit einem Ultraschallimpulse mit einer vorgegebenen Tastperiode

aussendenden Sender, einem die Reflexionssignale aufnehmenden Empfänger und einer Impulsformer-

schaltung, in der dip Aj=gangs^cignale des Empfangers in Impulse einer vorgegebenen Impulsbreite formbar sind.

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

Aus der DE-AS 26 56 756 ist eine Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Raumes mit Ultraschall bekannt, bei d«.r ein Ultraschallgeber Ultraschallimpulse in vieh ändernden Sendeintervallen ausstrahlt. Der einem ersten Sendeimpuls folgende Sendeimpuls wird vom Ultraschallgeber erst dann ausgestrahlt, wenn im Empfänger über eine vorgegebene Wartezeit nach dem Abklingen aller einlaufenden Echo- oder Störimpulse kein weiterer Impuls empfangen wird.

Eine im Empfängerkreis der bekannten Schaltungsanordnung vorgesehene Impulsformerschaltung erzeugt Impulse, deren Länge der Tastzeit des einlaufenden Echosignals entspricht. Die bekannte Schaltung bedingt nach dem Abklingen aller Echoimoulse Wartezeiten, welche die von der Schaltungsanordnung benötigte Auswertezeit bei der Ortung bzw. Überwav-.iung unter Umständen wesentlich verlängert.

Im folgenden werden herkömmliche Einrichtungen der eingangs genannten Art unter Bezugnahme auf die F i g. 1 und 2 erläutert, wobei F i g. 1 ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Einrichtung und F i g. 2 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Einrichtung gemäß F i g. 1 veranschaulichen. Die Tastperiode der Uliraschallimpulse wird von einem Zeitbasisgenerator t bestimmt. In Fig.2(a) ist ein linpulszug mit der Gnindpcriode 7", gezeigt. Mit diesem Impulszug wird ein Sendeimpulsgenerator 2 betrieben. der die Impulsbreite bestimmt, und während dieser Impulsbreite wird ein Ultraschallfrequenzoszillator 3 betätigt. Das Ausgangssignal des Oszillators 3 wird von einem Leistungsverstärker 4 verstärkt, und dessen Ausgangssignal treibt einen Sender 5. der Ultraschallimpulse aussendet.

Die ausgesandten Ultraschallimpulse werden beim Auftreffen auf dem Objekt von diesem reflektiert. Die Reflexionssignale werden von einem Empfänger 6 aufgenommen. Das Ausgangssignal des Empfängers 6 wird von einem Verstärker 7 verstärkt, der auf die Frequenz der gesendeten Ultraschallimpulse abgestimmt ist. Der abgestimmte Verstärker 7 dient zum Entfernen von bei anderen Frequenzen auftretenden Geräuschen oder Störechos. Das Ausgangssignal des Verstärkers 7 wird von einem Impulsgenerator 8 in Impulse umgesetzt, wobei der Generator 8 so ausgebildet ist. daß er Signale oberhalb eines vorgegebenen Pegels, begrenzt auf diesen Pegel, durchläßt und Rausch- oder Störsignalanteile niedrigeren Pegels unterdrückt. Da«. 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.

In der unter der Nummer 11 535/1977 offengelegten japanischen Patentanmeldung mit der Bezeichnung »Monitor für die Rückseite von Automobilen« ist eine die Periodizität djr Sendeimpulse ausnutzende Schaltungsanordnung gezeigt. Diese führt nach Empfang eines Reflexionssignals für einen Zeitabschnitt, der kurzer als die Sendeperiode ist, einen Maskierschritt durch, um Geräusche auszuschalten und das richtige nächstfolgende Reflexionssignal zu gewinnen. Für die Ausschaltung des Rauschens oder der Geräusche ist dijs eine gute Methode.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dali dm Periodizität der Sende- und Empfnngsimpulse zur Verifizierung des richtigen Reflexionssignals ausgenutzt werden kann. 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 ίο bis zum Empfang des reflektierten Impulses (Echos) gleich dem Zeitintervall iR-i zwischen dem zweiten Sendeimpuls und dem zweiten Echo. Die Empfangsperiode Tr ist gleich der Sendeperiode 7V

Generell wird die folgende Gleichung (1) zwischen der Sendeperiode T_s und der Enpfangsperiode Tr erfüllt:

(D

25 wobei:

50

55

SO Sv die Schallgeschwindigkeit und

Ov 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 Ov 10 m/s ist; bei Sv =340 m/s und Γ, = 50 ms ergibt sich für Tr ein Wert zwischen 48,6 ms und 51,5 ms. Wenn die kürzere Periode als r, und die längere Periode als ti bezeichnet werden, so ergibt sich als Erwartungszeit (Anfangssollzeitraum) die Zeitperiode zwischen U und fc Wie in F i g. 4 zu sehen ist, welche die Signalverläufe für t_s und ti veranschaulicht, sind die beiden Signale mit hoher Wahrscheinlichkeit beide richtig, wenn das zweite S'jnal in dem Anfangssollzeitraum ti-t, nach dem ersten Signal 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, um so genauer wird die Bestätigung.

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

Zut Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs I vor. Bei der Erfindung muß der jeweils erste empfangene Impuls (Anfangsimpuls) durch nachfolgende Impulse erst bestätigt werden, bevor er als »richtiger« Reflexionsbzw. Echoimpuls für die Objekt-Ortung ausgewertet wird. Die Bestätigung geschieht mit Hilfe der Sollzeitg·:- ber, die mit Bez .g auf die Sendeimpulsfolge 7~_s von dem ersten Empfangsimpuls ab einen bestimmten Sollzeitraum vorgeben, innerhalb dessen ein nächster Impuls (U) empfangen werden muß, der den ersten Impuls als »richtig« bestätigt. Liegt der nächste Impuls dagegen außerhalb des Sollzeitraums, so ist dies ein Zeichen dafür, daß der erste Impuls nicht zu derjenigen Impulsfolge gehört, die als Echosignal von dem Objekt

zum Empfänger zurückkehrt. In dem zuletzt genannten Falle wird der tatsächlich zuerst (am Anfang) empfangene Impuls als Störimpuls gelöscht und der zweite bzw. nächste Impuls als erster Impuls gewertet und durch Überprüfung einer von diesem ausgehenden Sollzeitspanne bestätigt oder wieder gelöscht. Durch Empfang mehrerer Impulse jeweils innerhalb aufeinanderfolgender Sollzeiträume erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, daß alle vorher empfangenen Impulse Reflexionsimpulse der Sendeimpulsfolge sind. Diese Ausnutzung der glichen Periodizität von Sende- und Empfangsimpulsfolge hat den Vorteil, daß die Ortungsbestätigung bereits durch den zweiten einlaufenden Echoimpuls, also innerhalb einer extrem kurzen Auswertungszeitspanne vorliegt 'ind unabhängig davon ist, wann der erste Echoimpuls empfangen wird. Mit jedem weiteren, im Sollzeitraum einlaufenden Echoimpuls wird die Zuverlässigkeit der Berücksichtigung nur richtiger Echoimpulse des Sendesignals noch bedeutend erhöht. Die Erfindung führt also zu einem außerordentlich zuverlässigen und rasch verfügbaren Ortungsergebnis.

Zur Ortung und Ortungsbestätigung mehrerer Objekte innerhalb einer Überwachungszone sieht die Erfindung die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 2 vor. Die zeitverschobene Tastung in den verschiedenen Kanälen ermöglicht eine Diskriminierung zwischen den Impulsfolgen, so daß die von unterschiedlichen Objekten innerhalb der Überwachungszone ausgehenden Echoimpulse zu keiner gegenseitigen Beeinflussung der Meßergebnisse führen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbestätigung,

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

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

F i g. 4 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Aufeinanderfolge von zwei richtigen Echoimpulsen und der Entwicklung des Sollzeitraums.

F i g. 5 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Bestätigungsschaltung der beschriebenen Einrichtung.

Fig.6 ein Kurvendiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung.

F i g. 8 ein Blockschaltbild eines weitergebildeten Ausführungsbeispiels der beschriebenen Einrichtung.

F i g. 9 ein Kurvendiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 8, F i g. 10 eine schematische Darstellung einer Überwachungszone zu einer Erläuterung der Objekterfassung mit Hilfe der beschriebenen Einrichtung,

F i g. 11 ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der Bestätigungsschaltung mit zwei Kanälen,

Fig. 12 ein Kurvendiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 11,

Fig. 13 ein Blockdiagramm eines vierten Ausführungsbeispiels der Besiäiigungsscriäiiuiig mit einem /V-Kanal als Bestätigungskanal, wobei π parallele Bestätigungseinheiten in jedem Kanal vorgesehen sind, 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 Bestätigungsschal· tung.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 entspricht die Ausbildung eines Zeitbasisgencrators 11, eines Sendewandlers 13, einer Wandler-Treiberschaltung 12 usw. derjenigen der Komponenten der herkömmlichen Einrichtung. Das Empfangssignal, das von einem Empfangswandler 14 empfangen und von einem Verstärker 15 verarbeitet wird, wird von einer Impulsformerschaltung 16 in Impulse einer vorgegebenen Amplitude und einer relativ engen Impulsbreite

* ~ — f..ι .ii ijr-.i.

umgeformt und ausgegeben. L/icsc geformten impuls; werden von einer Bestätigungsschaltung 17 einer Richtigkeitsüberprüfung unterzogen. Wenn das Impulssignal als richtig bestätigt wird, wird es von einer Ausgabeschaltung 18 in ein geeignetes Ausgangssignal umgesetzt.

F i g. 5 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer die Bestätigungsschaltung bildenden Grundeinheit. Die Schaltung nach diesem Ausführungsbeispiel besteht aus einem ersten UND-Gatter C₁. einem zweiten UND-Gatter G₂ und ersten und zweiten monostabilen Multivibratoren MMi und MM2. Der Ausgang der Impulsformerschaltung 16 ist mit einem der Eingangsanschlüsse des Gatters G\ verbunden, dessen anderer Eingangsanschluß über einen Inverter /„ mit dem Ausgang von M.V/. verbunden ist. Der Ausgangsanschluß des Gatters Ci ist sowohl mit dem Eingangsanschluß von MMi als auch mit einem der Eingangsanschlüsse des Gatters G₁ verbunden. Der Ausgang von MMi ist mit dem Eingangsanschluß von MM₂ gekoppelt, während der Ausgangsanschluß MM₂ mit dem anderen Eingangsanschluß des Gatters G₂ gekoppelt ist. Die monostabilen Multivibratoren MMi und MM₂ werden von der negativen Flanke des anstehenden Eingangssignals getriggert Die Verzögerungszeiten Γι von MMi und T₂ von MM₂ werden von ti und U bestimmt, deren Differenz nach den vorstehenden Erläuterungen den Sollzeitraum, innerhalb dessen einem richtigen Echoimpuls ein Bestätigungsimpuls folgen muß, und ferner von der Impulsbreite ό der

Impulsformerschaltung 16. X\ und τ₂ sind durch die folgenden Gleichungen gegeben:

Γι — i_s — 6

T₂= t/—t_s + 0

In Fig.4 ist die Beziehung von τ,, τ₂. t* ti und 6 gezeigt

Wenn in F i g. 6 der Ausgangsimpuls der Impulsformerschaltung 16, der von einem zum Zeitpunkt fi gemäß Kurve (a) gesendeten Ultraschallimpuls hervorgerufen

wird, zum Zeitpunkt I₂ der Kurve (b) erzeugt wird, erscheint dieser Ausgangsimpuls von f₂ gemäß Darstellung in der Kurve (c% wenn sich das Signal gemäß Kurve frfjam Eingangsanschluß von G\ auf einem hohen Pegel (h-Pegel) befindet MM, wird von der negativ gerichte-

ten Flanke des Impulses in der (c) Kurve getriggert und entwickelt am Ausgang einen h-Pegel von (d) für die Periode Tj. Wenn sich das Ausgangssignal von MMi auf dem h-Pegel befindet wechselt das Ausgangssignal des

Inverters /„ auf einen niedrigen Pegel (I-Pegel) und sperrt das Gatter Gi. Wenn also an der Schaltung 16 für die in Fig.6 gezeigte Periode τ\ ein Ausgangssignal erzeugt wird, kann es das Gatter Gi nicht durchlaufen. Wenn MM] am Tnde der Periode Γι auf einen niedrigen Wert kommt, so wird das Ausgangssignal d des Inverters I_n auf den h-Pegel gesetzt und öffnet das Gatter Gi. Gleichzeitig wird MMi durch den Signalabfall vv ι MM\ getriggert und erzeugt ein auf dem h-Pegel entsprechend der Kurve (e) befindliches Ausgangssignal. Zum Zeitpunkt U vor dem Ende der Periode vi von MMi durchläuft ein von dem zum Zeitpunkt U abgegebenen Sendeimpuls hervorgerufener Ausgangsimpuls der Impulsformerschaltung 16 das Gatter Gi und danach Gi, an dessen Ausgang der Ausgangsimpuls gemäß Kurve (7?entsteht. An der abfallenden Flanke des das Gatter Gi durchlaufenden Impulses wird MM\, wie oben erwähnt, erneut gesetzt.

Wie oben erläutert, werden als Ausgangssignale der !!!!"ulsiormerschsltün⁰ 16 auftretende !rnⁿu!s^p. die d^pr Beziehung t,< Tr< i/genügen, nachfolgend vom Gatter Gi ausgegeben. Dies bedeutet, daß der Impuls zum Zeitpunkt u aus dem Gatter Gi ausgegeben wird, nachdem er von dem zum Zeitpunkt ti erscheinenden Impuls bestätigt worden ist. Wenn andererseits ein Impuls zum Zeitpunkt von u erzeugt wird, kann sich bestätigen, daß der zum Zeitpunkt Ii erzeugte Impuls ein richtiger Impuls, also ein Informalionssignalimpuls und kein Stör- bzw. Rauschimpuls war. Selbstverständlich wird der Impuls zum Zeitpunkt ti nicht ausgegeben, es sei denn, er wurde bereits durch den ihm vorauslaufenden "npuls bestätigt.

F i g. 7 ist ein der Praxis näher kommendes Impulsdiagramm, in welchem die Impulsfolgen a, b. c, d, eund /'die anhand der Fig.6 bereits oben erläuterten Bedeutungen haben. In Fig. 7b sind die Impulse on, b\i, bn, i>u und bn periodisch auftretende Signalimpulse, die mit Ausnahme des bu entsprechenden Impulses zu Ausgangssignalen gemäß Kurve f verarbeitet werden. Bei genauer Betrachtung des Impulszuges b läßt sich feststellen, daß bi\, bu und bu die vorgegebene Periodizität haben. Bei der Schaltung gemäß diesem Ausführungsbeispiel erscheinen b», bn und bu jedoch nicht in f, um mit dem ersten Impuls MM\ zu setzen. In (f) sind die Impulsausgaben der ki-Gruppe gezeigt, die in Abwesenheit des Impulszuges der ön-Gruppe auftreten sollten. In unmittelbarer Nähe von bn wird ein Impuls b, erzeugt, der jedoch vollständig gelöscht wird, da MM\ durch die abfallende Flanke von bn gesetzt wird.

In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Ausgang von MM] zum Eingangsanschluß des Gatters Gi über den Ausgangsinverter I_n rückgekoppelt; wenn jedoch MM\ in einer nicht erneut triggerbaren Ausführung vorliegt, kann der Sollzeitgeber ohne Gi und I_n aufgebaut werden.

Mit der zuvor beschriebenen Schaltung lätß sich eine zuverlässige Bestätigung für die reflektierten Signalimpulse realisieren. Durch Verwendung mehrerer Schaltungen gemäß Fig.5 kann eine noch sicherere Bestätigung erreicht werden. Fig.8 zeigt eine zu diesem Zweck aufgebaute Schaltung. Fig.9 zeigt ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Schaltung gemäß Fig.8. In Fig.8 sind Anordnung und Verbindungen von Go₁, MMm, MMm. Gm und /„ in gleicher Ausführung und Anordnung wie Gi, MM\, MMi, Gi entsprechend dem Ausführungsbeispiel in Fig.5 vorgesehen. Die Ausbildung von MMn und MM₂\ entspricht derjenigen von MMm, die Ausführung von MMn und MM_n entspricht derjenigen von MMn?.. und Gn und Gn entsprechen Gm-

Der Ausgang cdes Gatters Gm ist mit dem nächsten Gatter G12 und außerdem mit dem Gatter Gn verbunden. Der Ausgang des ersten Gatters G02 setzt MMw, und der Ausgang des nächsten Gatters Gu ist zum Setzen von MMi\ mit dessen Eingang verbunden. In dieser Bestätigungsschaltung erscheint bei Eingabe eines Signals b\ aus der Impulsformerschaltung 16 zum Zeitpunkt f| (F i g. 9) ein Ausgangsimpuls am c-Punkt, da das Gatter Gm offen ist. Dieser Ausgangsimpuls wird an die Gatter Gn?. Gi? und Gn angelegt; da in dieser Betriebsphase die Gatter jedoch gesperrt sind, werden keine Ausgangssignale f, /Ί und /> erzeugt. Zum Zeitpunkt ti wird ein Signal bi erzeugt; da das Gatter G02 aufgrund des vorhergehenden Impulses b\ bereits durch MMm und MMm geöffnet worden ist, erscheint ein Ausgangsimpuls am Ausgang des Gatters G02. Das Signal bi wird in ähnlicher Weise an die Gatter G12 und

on C.-.- ancjplpcTt rlip iprinrh 7ii Hiesem Zeitniinkl sesnerrt sind und daher keine Signale entwickeln. Bei Erzeugung des Signal bj werden an den Ausgängen der Gatter G02 und Gi2 Ausgangssignale fund /i erzeugt, welche MM₁ 1 bzw. MMi\ setzen. Bei Anlegen eines Signals b\ ergibt sich ein Ausgangssignal h. da das Gatter G22 aufgrund des Ausgangssignals (\ offen gesteuert ist.

Wie oben bereits ausgeführt, wird in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Bestätigungsschaltung ein Ausgangssignal /j 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 F i g. 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 F i g. 7 wird die Folge von b\\, nämlich bn, bn, bn ■■■ als Signale bestätigt, und es werden Signale von O12 als f ausgegeben, während die Signale bi\ 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-Empfangibereich der Sende- und Empfangswandler 13, 14 befindlich ist, wenn ein zweites Objekt Ob₂ in den Bereich von außen eintritt, bestätigt werden, während die Wellen von dem Objekt Obi nicht bestätigt bzw. verifiziert werden können. Dieser Umstand könnte vor allem dann zu Problemen führen, wenn entsprechend dem dargestellten Falle das nähergelegene Objekt Obi 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 Gh, G\3,MM\\, MM\i\ma G12den ersten Kanal und G21, Gp, MM₂U MM₂₂ und G₂₂ den zweiten Kanal darstellen. Die Gatter Gn und G21 der zugehörigen Kanäle entsprechen dem Gatter Gi gemäß F i g. 3 und sind an

die Ausgangsanschlüsse der Impulsformerschaltung angeschaltet. G12 und Gn sind die Ausgangsgatter der zugehörigen Kanäle. Die Kanäle sind jeweils ir:'i einem Gatter Gu bzw. Gn 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 Flipfiop 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, c\, cy, d\, ei und f\ und die Betriebsweise des zweiten Kanals durch die unteren Impulsfolgen h, ei, Cr,... h dargestellt. Im ersten Kanal wird das als Eingangsimpuls dienende Ausgangssignal g von FF\ bei dem hohen Pegel bestätigt und als niedriger Pegel oder bei dem nächsten 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 biu bn und £»23 nicht bestätigt werden, jedoch wird in dieser Schaltung bn von dem ersten Kanal bestätigt. Die Ausgangssignale werden über ein ODER-Gatter ausgegeben.

Fig. 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel in noch illgemeinerer 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 n-Verbindungen und die n— 1 gestrichelt dargestellten Blöcke insgesamt n-Kanäle in Parallelschaltung ergeben. Mit dieser Anordnung ist die Bestätigung von n+\ Impulsen möglich. Mit den Gattern Gn, G23... G„3 ist eine,/-Leitung, bestehend aus j\< h ■■■ Jn verbunden, über die Öffnungs- und Sperrsignale für die Gatter angelegt werden und jedem Kanal aufeinanderfolgend ein Eingangssignal einer bei niedrigem Pegel getasteten Sendezyklusbreite pro /J-f 1 Sendezyklen zugeführt wird, leder Kanal kann das erste Signal bestätigen, das im nächsten Zyklus neu erzeugt wird.

Im folgenden wird auf F i g. 12 Bezug genommen. Im Sendezyklus, bei dem das Flipfiop wieder kippt, erscheint g mit einem hohen Pegel, und die Signale ki und bn werden erzeugt. Der Kanal 1 ändert sein Objekt von öi auf bi (in diesem Falle 621) und löst seinen Ortungsbetrieb aus. Daraus ergibt sich, daß dann, 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 F i g. 13 gezeigte Schaltung.

Fig. 14 und !5 zeigen Ausführungsbeispicle, bei denen die Signalbestätigung durch Aufteilung eines Sendezyklus in mehrere Abschnitte erfolgt. In Fig. 14 ist das Gatter Gi 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 kürzer als der Sendezyklus bemessen. Daher nimmt die von MMt, MMi usw. gebildete Sollzeitgebereinheit das Ausgangssignal von der Impulsformerschaltung 16 nur in dem vorderen Abschnitt eines 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 Ausführung ist erforderlich, wenn nur das nähere Objekt bestätigt werdensoll.

K i g. 15 ist eine Anordnung, bei der der Ausgang des Multivibrators MM der zuvor erläuterten Schaltung mit dem Inverter verbunden ist und zwei Bestätigungskanäle vorgesehen sind. Das Gatter Gn des ersten Kanals wird wie im Falle des Ausführungsbeispicls gemäß Fig. 14 mit dem Ausgangssignal von MM und das Gatter G₂₎ des zweiten Kanals mit dem Ausgangssignal /des Inverters beaufschlagt. Der zweite Kanal bestätigt daher das Vorhandensein eines Objekts in der Zone Fin Fig. 10(B). Die Ausgangssignale der Gatter G12 und Gu sind mit einem ODER-Gatter verbunden, jedoch können statt dessen die Gatterausgänge separat verarbeitet werden, so daß Objekte in beiden Zonen bestätigt werden können.

F i g. 16 ist ein Ausführungsbeispiel der Ausgangsverarbeitungs- oder Ausgabeschaltung der Bestätigungsanordnung. Das Ausgangssignal des Ausgangsgatters G2 der Bestätigungsanordnung 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- unJ 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 F i g. 8.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbestätigung mit einem Ultraschallimpulse mit einer vorgegebenen Tastperiode aussendanden Sender, einem die Reflexionssignale aufnehmenden Empfänger und einer Impulsformerschaltung, in der die Ausgangssignale des Empfängers in Impulse einer vorgegebenen Empulsbreite formbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsformerschaltung (16) ein deren Ausgangsimpulse aufnehmender erster Sollzeitgeber (MMm, MMaz), nachgeschaltet ist, der so ausgebildet ist, daß er bei Empfang eines ersten Eingangsimpulses (t₂) einen Anfangssollzeitraum (τ₂) für den Empfang eines nächsten Impulses (U) einstellt, bei Empfang des nächsten Impulses (U) innerhalb des Anfangssollzeitraums (τ₂) einen weiteren Sollzeitraum einstellt oder bei Fehlen eines Impulses innerhalb des Anfangssellzeitraums (τ₂* einen weiteren Impuls als ersten Impuls bewertet, daß eine erste Verknüpfungsschaltung (Cm) mit einem Eingangsanschluß an die Impulsformerschaltung (16) und mit einem Steuereingangsanschluß an den Ausgang des ersten Sollzeitgebers (MM₀L AiW₀₂) angeschaltet ist, daß der ersten Verknüpfungsschaltung (Gm) ein zweiter Sollzeitgeber (MMw. MM_n) nachgeschaltet ist, der ein Ausgangssignal über die erste Verknüpfungsschaltung (Gm) aus dem ersten Sollzeitgeber (MMou MMm) erhält, seinen Anfangssollzeitraum bei Empfang seine ersten Eingangsimpulses (bi) und bei Empfang seines nächsten Eingangsimpulses (bi) innerhalb des Anfangssovzeitrauns seinen nächsten Sollzeitraum einstellt odtr seinen nächsten Eingangsimpuls als ersten Eingangsi. ipuls (bi) wertet, wenn er den nächsten Impuls (b)) nicht innerhalb des Anfangrsollzeitraums aufnimmt, daß eine zweite Verknüpfungsschaltung (G, 2) mit einem Eingangsanschluß an die Impulsformerschaltung (16) und mit einem Steuereingangsanschluß an den Ausgang des zweiten Sollzeitgebers (MMw. MMm) angeschaltet ist und daß eine Ausgabeschaltung (18) so vorgesehen ist. daß an ihrem Ausgang ein Objekt-Bestätigungssignal erscheint, wenn mehr als ein Impuls von der zweiten Verknüpfungsschaltung (Gm) ausgegeben wird.

2. Einrichtung zur Objekt-Ortung und Ortungsbestätigung insbesondere nach Anspruch 1. mit einem Ultraschallimpulse mit einer vorgegebenen Tastperiode aussendenden Sender, einem die Reflexionssignale aufnehmenden Empfänger und einer Impulsformerschaltung, in der die Ausgangssignale des Empfängers in Impulse einer vorgegebenen Impulsbreite formbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bestätigungskanäle (Gw ... Gu: G_n 1 ... G_n2) in Parallelschaltung mit der Impulsformerschaltung (16) verbunden sind, daß eine von einem die Tastperiode des Senders (13) bestimmenden Zeitbasis-Impulsgenerator (H) gesteuerte Kanal-Bezeichnungsschaltung (FF) vorgesehen ist. die die Bestätigungskanäle jeweils nacheinander durch das Ausgangssignal des Zeitbasis-Impulsgenerators (11) bezeichnet und ein Ausgangssignal an einen anderen, unbezeichneten Kanal ausgibt, daß jeder Bestätigungskanal einen Sollzeitgeber (MMw, MMn: MM_n\. MM„i) aufweist, der über ein vorgeschaltetes Gatter (Gw, G_n 1) mit der Impulsformerschaltung (16) verbindbar ist und bei Erhalt eines ersten Eingangsimpulses aus der Impulsformerschaltung einen Anfangssollzeitraum für einen nächsten Impuls einstellt, wobei das vorgeschaltete Gatter s (G\ 1; G_n 1) während der von dem Ausgangssignal der Kanai-Bezeichnungsschaltung (FF) bezeichneten Sendeperioden gesperrt ist, daß jeder Sollzeitgeber (MMu, MM\2 oder MM_n \, ΜΜατ) einen neuen Sollzeitraum einstellt, wenn er einen nächsten Impuls innerhalb des Anfangssollzeitraums aufnimmt oder einen anderen Impuls als ersten Impuls wertet, wenn er innerhalb des Anfangssollzeitraums keinen Eingangsimpuls erhält, daß jeder Bestätigungskanal außerdem eine Verknüpfungsschaltung (Gn; C₂) aufweist, dfren Signaleingangsanschluß mit der Impulsformerschaltung (16) und deren Steuereingangsanschluß mit dem Ausgang des Sollzeitgebers (MMw, MMn; MM_n 1, MM„z) verbunden ist, und daß eine Ausgabeschaltung zur Verarbeitung der Ausgangssignale aller Bestätigungskanäle und zur Bestätigung der von mehreren Objekten reflektierten Signale vorgesehen ist (Fig. 11,15). 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sollzeitgeber zwei in Reihe geschaltete monostabile Multivibratoren (MMu MM₂) aufweist, von denen der erste (MM₁) von der RückflarJce des Ausgangsimpulses (t₂) auslösbar ist und nach Auslösung bis zum Beginn des ersten Sollzeitraums (tr₂) im instabilen Zustand gehalten wird, und der zweite monostabile Multivibrator (MM₂) von der Rückflanke des ersten monostabilen Multivibrators triggerbar ist und bis zum Ende des ersten Sollzeitraums (r₂) im instabilen Zustand gehalten wird, und daß eine im instabilen Zustand des ersten monostabilen Multivibrators (MM,) wirksame Auslöse-Sperrschaltung (Gw Goj) dem ersten monostabilen Multivibrator zugeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöse-Sperrschaltung ein dem ersten monostabilen Multivibrator (MM\) vorgeschaltetes UND-Gatter (G,) aufweist, das mit einem Eingang an den Ausgang der Impulsformerschaltung

(16) und mit einem anderen Eingang an den Ausgang des ersten monostabilen Multivibrators (MM,) angeschaltet ist (F i g. 5).

5. Einrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Eingang des dem

so Sollzeitgeber (MM_t. MM₁) vorgeschalteten UND-Gatters (G\) mit dem Ausgang einer von einem Zeitbasis-Impulsgenerator (U) gesteuerten Zeitbegrenzungsschaltung (MM) verbunden ist, die ein einen vorgegebenen Abschnitt der Sendeperiode bezeichnendes Tastsignal für das UND-Gatter CGi) erzeugt und den Sollzeitgeber (MM,, MM₂) außerhalb des vorgegebenen Zeitabschnitts durch Sperren des UND-Gatters (G,) von der Impulsformerschaltung (16) trennt (F ig. 14.15).