DE3104300A1

DE3104300A1 - "verfahren zur erkennung von ein fahrzeug behindernden hindernissen"

Info

Publication number: DE3104300A1
Application number: DE19813104300
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl.-Ing. 2081 Heist Gatermann; Wolfgang Ing.(grad.) 2084 Rellingen Völkner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1981-02-07
Filing date: 1981-02-07
Publication date: 1982-08-19
Also published as: GB2092749A; FR2499721B3; FR2499721A1

Description

Licentia Pat ent-Verwaltungs-GmbH Z 13-HH/Sl/mar

'!'he ο dor-hit ern-Kai 1 HH 81/01

D-6OOO Frankfurt 70

"Verfahren zur Erkennung von ein fahrzeug behindernden Hindernissen"

Jjie ±icf indung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

O'j Aus der JlU-Pü 26 45 526 ist ein optisch-elektronisches Hinderniswarngerät für Piloten von tieffliegenden Fluggeräten, insbesondere Hubschraubern, mit einem an Bord des Jj'luggerätes befindlichen Impuls-Laser-JSntfernungsmesser bekannt-Der Laserstrahl des üatfernungsmessers tastet das interessierende Gelände kreis-, spiral- oder zellenförmig ab. Es ist ein von einem Piloten betrachtbarer"Monitorschirm vorgesehen, der ein Bild der abgetasteten Szene liefert. Um Hindernisse, insbesondere vor einem strukturierten Hintergrund befindliche Hindernisse, überdeutlich anzeigen zu können, gelangen auf dem Monitorschirm von Hindernissen herrührende Laser.strahlechos nur dann zur Anzeige, wenn

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im Verhältnis zu einem vorhergehenden Laserstrahlecho ein Sprung von vorgegebener Mindestgröße in der Entfernung eines angezeigten Hindernisses vom Fluggerät auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Anordnung zur HindernisWarnung bei Fahrzeugen, insbesondere Hubschraubern, zu schaffen, das bzw. die wetterunabhängig über mittlere Entfernungen von beispielsweise 80 bis 4oo m anwendbar sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Verfahrensmerkmale von Anspruch 1 gelöst.

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben.

Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Anspruch 6 beansprucht. 20

Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den Ansprüchen 7 bis 12 beschrieben.

Vorteile der Erfindung sind in ihrer WetterunabhängigJceit sowie in ihrer verhältnismässig billigen, kleinen und leichten Ausführbarkeit zu sehen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar ist eine auf einem Fahrzeug montierte Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt.

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Die Anordnung weist zwei Schallsender 1 und 2 auf, denen jeweils ein nicht näher bezeichneter Schallempfänger zugeordnet ist. Die Schallsender, die im dargestellten Beispiel mit den zugehörenden Schallempfängern eine bauliche Einheit bilden, sind durch jeweils einen mechanischen Antrieb 3 bzw. 4- um eine beliebige, vorzugsweise senkrecht zur Sende- und Empfangsrichtung verlaufende Achse drehbar angeordnet. Die Schallsender 1 und 2 senden Schallsignale hoher Frequenzen im Ultraschallbereich aus, die von dem Fahrzeug im Wege liegenden Hindernissen reflektiert und von den zugehörenden Schallempfangern empfangen werden.

Jedem Schallsender 1 und 2 und jedem Schallempfänger ist

15. jeweils eine Senderstufe 5 oder 6 bzw. eine Empfängerschaltungsanordnung 7 oder 8 vorgeschaltet. Ein von einem Taktgeber 9 gesteuerter Oszillator 10 erzeugt hochfrequente Schwingungen für die Senderstufen 5 und 6, deren Ausgangsleistung frequenzabhängig gesteuert werden kann. Der Taktgeber9 steuert weiterhin eine mit den Empfängerschaltungsanordnungen zusammenwirkende Steuereinrichtung 11 und zwei Start-Stop-Zähler 12 und 13 an. Hierbei kann die Steuereinrichtung 11 in den Empfängerschaltungsanordnungen 7 und 8 vorhandene Kompressionsfilter steuern. Die Eingänge der Start-Stop-Zähler 12 und 13 sind mit jeweils einem Ausgang einer Senderstufe 5 und 6 oder einer Empfängerschaltungsanordnung 7 und 8 elektrisch leitend verbunden, während die Ausgange der Start-Stop-Zähler 12 und 13 an jeweils einen Eingang eines Rechners 14- angeschlossen sind. Zwei weitere Eingänge des Rechners 14 sind an nicht näher bezeichneten Winkelgebern angeschlossen, die den mechanischen Antrieben 3 und 4- zugeordnet sind und die Winkellage der Schallsender 1 und 2 mit zugehörenden

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Schallempfängern meßtechnisch erfassen. Der Rechner 14 errechnet aus den ermittelten Laufzeiten der Schallsignale die Entf ernung zwischen .Fahrzeug und Hindernis sowie aus den Unterschieden der Schall-Laufzeiten und aus der Winkelstellung der Schallsender 1 und 2 und der zugehörenden Schallempfänger Informationen über die Gestalt des Hindernisses. Die errechneten Ergebnisse des Rechners 14· können einer Aufbereitungsschaltungsanordnung 15 zur Aufbereitung zwecks Darstellung auf einem Sichtgerät 16 zugeführt werden. Die Darstellung kann erfolgen in einer alphanumerischen Angabe der Entfernung, des Azimuth- oder Elevationswinkeis des dedektierten Hindernisses oder in einer flächenhaften Darstellung in ergonomisch günstiger Konfiguration auf dem Sichtgerät 16.

Im dargestellten Beispiel bewirkt der Taktgeber 9 die zeitliche Steuerung des Gerätes zur Hinderniswarnung. Der Oszillator 10 erzeugt hochfrequente Schwingungen für die Senderstufen 5 und 6 in der Art, daß die Senderstufen 5 und 6 eine frequenzabhängige Ausgangsleistung erzeugen. Diese Ausgangsleistung wird über die kombinierten Schallsender und -empfänger 1 und 2 abgestrahlt. Trifft das Ultraschallsignal auf ein Hindernis, so wird das reflektierte Signal durch die kombinierten Schallsender und -empfänger 1 und 2 aufgefangen und in den Empfängerschaltungen mit gesteuertem Jiompressionsfilter 7 und 8 zu einem Stoppuls für die Start-Stop-Zähler 12 und 13 umgewandelt. Die Start-Stop-Zähler erhalten zum Zeitpunkt des Aussendens des Ultraschallsignals von den Senderstufen 5 und 6 ein Startsignal, so daß in den Start-Stop-Zählern 12 und 13 beim Erhalt des Stoppulses die Laufzeit des Ultraschallsignals zum Hindernis hin

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und vom Hindernis zurück abgespeichert ist. Die Daten über die Laufzeiten und über die von den mechanischen Antrieben 5 und 4· und Winkelgebern gelieferten Winkelstellungen der Schallsender und -empfänger 1 und 2 werden in dem Hechner 14· ausgewertet.

Durch die Verwendung von Schallwandlern kann eine seharfe Bündelung der Schallsignale erzielt werden, während die Verwendung von frequenzmodulierten Signalen zu einer Störsignalunterdrückung führt. Weiterhin ist es möglich, zur Erzeugung von Richtungs- und Jfintfernungsinformationen sowie zur Erzeugung von Informationen über die Gestalt eines oder mehrerer Hindernisse eine Vielzahl von in geordneten Zeilen und Spalten angeordneten Schallsendern und Schallempfängern vorzusehen.

Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Z 13-HH/Sl/mar

Theodor-Stern-Kai 1 " HH 81/01.

D-6OOO Frankfurt 70

Pat ent ansprüche

1,) Verfahren zur Erkennung von ein Fahrzeug behindernden Hindernissen und gegebenenfalls zur Bereitstellung eines Warnsignals bei Vorhandensein von Hindernissen, insbesondere von einen tieffliegenden Hubschrauber störenden Türmen, Masten, elektrischen Leitungen oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis die Laufzeiten eines ausgesandten Schallsignals und eines reflektierten Schallsignals meßtechnisch ermittelt werden, daß Schallsignale hoher Frequenzen im Ultraschallbereich verwendet werden, und daß die ermittelten Laufzeiten in einem Rechner ausgewertet und in Entfernungswerte zwischen Fahrzeug und Hindernis umgerechnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verwendung von Schallwandlern eine scharfe Bündelung der Schallsignale erzielt wird.

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3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Störsignalunterdrückung frequenzmodulierte Signale verwendet werden.

O> 4·. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Richtungs- und Entfernungsinformationen sowie zur Erzeugung von Informationen ubei^% die ü-estalt eines oder mehrerer Hindernisse eine Vielzahl von in geordneten Zeilen und Spalten angeordneten Schallsendern und Schallempfangern vorgesehen sind.

5· Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in .Elevation und/oder Azimuth "bewegbare Schallsender und Schallempfänger verwendet werden.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schallsender (1, 2) mit jeweils einem zugehörenden Schallempfänger vorgesehen sind, deren Sendern jeweils eine Senderstufe (5, 6) und deren Empfängern jeweils eine üimpfängerschaltungsanordnung (7» ö) vorgeschaltet sind, daß ein von einem 'i'aktgeber (9) gesteuerter Oszillator (10) hochfrequente Schwingungen für die Senderstufen (5i b). erzeugt, daß der Taktgenerator (9) eine mit den i^mpfängerschaltungsahordnungen (7» 8) zusammenwirkende Steuereinrichtung (11) und zwei Start-Stop-Zähler (12, 13) ansteuert, deren Eingänge mit jeweils einem Ausgang einer Senderstufe (5, 6) oder einer Empfängerschaltungsanordnung (7, 8) elektrisch leitend verbunden sind, und

^O daß die Ausgänge der Ötart-Stop-Zähler (12, 13) an jeweils einen Eingang eines Rechners (14) angeschlossen sind, der aus den ermittelten Laufzeiten der Schallsignale die Entfernung zwischen Fahrzeug und Hindernis berechnet.

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7· Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleistung der Senderstufen (5, 6) frequenzabhängig gesteuert sind.

8. Anordnung, nach Anspruch fe, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (11) in den Empfängerschaltungsanordnungen (7» 8) vorhandene Kompressionsfilter steuert.

9· Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallsender (1, 2) mit zugehörenden Schallempfängern um beliebige Winkel drehbar angeordnet sind.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mechanische Antriebe (3? A-) mit Winkelgebern zur Winkelverstellung der Schallsender (1, 2) mit zugehöi.*onden bchallempfängern vorgesehen 3ind.

11. Anordnung nach Anspruch 6, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Winkelgeber der mechanischen Antriebe (3> Ό an jeweils einen Eingang des Kechners (1A-) angeschlossen sind, der aus den Unterschieden der Schall-Laufzeiten und aus der Winkelstellung der Schallsender (1, 2) und der zugehörenden Schallempfänger Informationen über die G-estalt des Hindernisses errechnet.

12. Anordnung nach Anspruch 6 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rechner (1A-) eine Aufbereitungsschaltungsanordnung (15) und ein Sichtgerät (1b) nachge3Chaltet sind.