DE3904914A1 - Verfahren und vorrichtung zur fehlerverminderung bei der messung raeumlicher bewegung von messpunkten mittels ultraschallsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 12.

In der Medizin, insbesondere Rehabilitationsmedizin und Sport­ medizin, aber auch in der Orthopädie und Neurologie, gilt es oftmals, Analysen der menschlichen Körperbewegungen durchzu­ führen. Hierbei kommt es darauf an, daß die Relativbewegung von Körperteilen zueinander und zur Umgebung (zum Boden) ge­ nau und störungsfrei gemessen und aufgezeichnet werden kann. Photographische Verfahren (Film, Video) sind für die Bewegungs­ analysen nur sehr bedingt einsetzbar, da jedes Bild einzeln vermessen und als Digitalwert in die Analysevorrichtung, nämlich einen Computer, eingegeben werden muß. Darüber hinaus sind diese Verfahren relativ langsam. Aus der DE-PS 34 06 179 und 34 06 180 sind Vorrichtungen zur Orts­ bestimmung eines Meßpunktes bekannt, wobei die Meßpunkte am Menschen oder an Modellen angebracht sein können. Wenn man z.B. die Armbewegungen eines Läufers relativ zum Kör­ per messen will, so tritt in der Praxis bei den bekannten Anordnungen das Problem auf, daß der Arm während des Laufens an den Schallsendern vorbeistreicht, welche am Körper befe­ stigt sind. Dadurch treten Störungen der Schallsignale auf, die zu einer Verfälschung des Meßergebnisses führen. Dies sei nur ein Beispiel für die möglichen Hindernisse, die in den Schallweg zwischen Sendern und Empfängern gelangen können.

Aus der nachveröffentlichten DE-OS 37 27 831, deren Inhalt hiermit zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird, sind Verfahren und Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, wobei der Raumbereich zwischen Schallsendern und Schallempfängern mittels Lichtwellen auf Hindernisfreiheit überprüft wird. Nur dann wird ein empfangenes Schallsignal als verwertbar angenommen, wenn ein entsprechender Licht­ puls empfangen wurde. Ein Problem liegt hierbei jedoch darin, daß die Ultraschallsignale immer mit hoher Schall­ intensität abgestrahlt werden, so daß es auch an weiter entfernten Gegenständen zu Schallreflexionen kommen kann, wobei diese reflektierten Schallereignisse die auswertbaren, direkt empfangenen Schallereignisse stören können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vor­ richtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzu­ bilden, daß die Störungsfreiheit der Messung verbessert wird.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale, vorrichtungsmäßig durch die im Kennzeichen des Anspruches 12 angegebenen Merk­ male gelöst.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt also darin, daß nur die Schallintensität abgestrahlt wird, welche für eine korrekte Messung mit hinreichend großem Störabstand notwen­ dig ist. Dadurch wird der Einfluß von unerwünschten Reflexio­ nen erheblich vermindert. Nachdem die Abstrahlung der Ultra­ schallimpulse bei einer entsprechenden Impulslänge auch An­ teile im hörbaren Bereich hat, kommt es an sich zu Störge­ räuschen. Diese hörbaren Störgeräusche werden jeodch durch die gegenüber der in der älteren Anmeldung beschriebene Vor­ gehensweise im Mittel verringerte Amplitude ebenfalls verrin­ gert. Gleichzeitig kann auch die im Empfänger zu legende Schwelle konstant gehalten werden, da sich der Pegel des Schallsignales selbsttätig der zu überbrückenden Entfernung anpaßt.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzug­ ter Ausführungsformen der Erfindung, die anhand von Abbil­ dungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung der Meßanordnung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform von Sender und Empfänger;

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung eines Zeitfensters;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines Senders; und

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Anordnung nach Fig. 4.

Bei der Erfindung dreht es sich darum, daß wie in Fig. 1 gezeigt, ein Meßpunkt P, der sich an einem sich bewegenden Objekt befindet, relativ zur Umgebung, also den Raumkoordi­ naten x, y und z festgelegt bzw. vermessen wird. Hierzu werden (mindestens) drei Meßorte M 1 bis M 3 festgelegt, die voneinander in allen drei Raumkoordinaten beabstandet sind. Zur Gewinnung der Meßwerte wird hiermit ausdrücklich Bezug auf die DE-PS 34 06 179 genommen, in welcher alle zur Nach­ arbeitung notwendigen Hinweise zu finden sind.

Man kann nun den Schall entweder von den Meßorten M 1 bis M 3 abstrahlen und am Meßpunkt P empfangen, oder aber die Schallrichtung umgekehrt wählen. Im ersteren Fall wären dann entsprechende Schallempfänger am Meßort P anzuordnen, das empfangene Signal muß von dort der Recheneinheit zum Auswerten der Signale zugeführt werden. Diese Anordnung ist zwar in besonderen Anwendungsfällen möglich, im allgemeinen wird aber die umgekehrte Schallrichtung, also Schallabstrah­ lung am Meßpunkt P und Schallempfang am Meßort M 1 bis M 3 gewählt werden. Der letztere Fall ist in allen weiteren Be­ trachtungen zugrundegelegt.

Bei der in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt jeder Schallsender 10, der an einem Meßpunkt P anzuordnen ist, einen Oszillator 11, der eine entsprechend hohe Ultraschallfrequenz generiert und über einen elektronischen Schalter 15 mit dem Eingang eines Lei­ stungsverstärkers 12 verbunden ist, der über seinen Ausgang einen Schallwandler 13, z.B. einen Piezowandler ansteuert. Der Piezowandler 13 strahlt dann ein Schallsignal S ab, und zwar mit einer, durch den Schallwandler 13 bestimmten Richt­ charakteristik, die in Fig. 2 strichliert angedeutet ist. Dies bedeutet, daß der Schallwandler 13 in einen definierten Raumwinkel α z.B. mit einer keulenförmigen Richtcharakteri­ stik abstrahlt.

Im Gehäuse des Schallsenders 10 ist ein Lichtempfänger 20 angeordnet, der in Fig. 2 mit einer lichtempfindlichen Diode verdeutlicht ist. Diese weist gegebenenfalls durch eine vor­ gechaltete Optik eine Richtempfindlichkeit beim Empfang von Lichtwellen L auf, welche der (Keulenform) des Schallwandlers 13 entspricht. Da bei einer größeren Entfernung vom Schallsen­ der 10 der Schallwandler 13 und der Lichtempfänger 20 als übereinanderliegend betrachtet werden können, sind der Schall- und der Empfangskegel im wesentlichen identisch.

Dem Lichtempfänger 20 nachgeschaltet ist eine Auswerteinheit 22 vorgesehen. Diese Auswerteinheit 22 gibt nun ein Signal ab, welches der empfangenen Lichtintensität umgekehrt propor­ tional ist. Dieses Signal wird als Steuersignal dem Verstär­ ker 12 zugeführt, wodurch dessen Verstärkungsfaktor einge­ stellt wird. Dies geschieht vorzugsweise proportional, kann aber auch in einem einfacheren Fall in einigen wenigen Stu­ fen erfolgen. Durch diese Verstärkungsregelung wird nun der Schallpegel bei der Abstrahlung dann erhöht, wenn die Inten­ sität des einfallenden Lichtes gering ist und umgekehrt.

Weiterhin wird in der Auswerteinheit 22 in einem definierten Zeitabstand zum Eintreffen eines Lichtpulses am Lichtempfän­ ger 20 ein Signal erzeugt, das dem Schalter 15 zugeführt wird und diesen schließt. Dies bedeutet, daß in einem be­ stimmten zeitlichen Abstand zum Eintreffen eines Lichtim­ pulses der Oszillator 11 an den Eingang des Verstärkers 12 angeschlossen und somit ein Schallimpuls abgegeben wird. Die Impuisdauer kann hierbei entweder durch die Länge des empfangenen Lichtimpulses oder aber durch geeignete (an sich bekannte) Zeitglieder in der Auswerteinheit 22 be­ stimmt werden.

Vorzugsweise wird in der Auswerteinheit 22 ein Codesignal generiert, mit welchem der Schalter 15 gesteuert wird. Auf diese Weise strahlt dann der Schallsender 10 ein Signal ab, das für ihn "charakteristisch" ist. Der Beginn (und/oder das Ende) des Schallsignales werden durch den einfallenden Lichtpuls bestimmt.

Der Empfang der abgestrahlten Schallsignale geschieht über drei Meßempfänger 1 bis 3, die jeweils ein Mikrophon 19 mit nachgeschaltetem Vorverstärker 21 sowie einen Lichtsender 13 mit vorgeschaltetem Verstärker 12′ umfassen. Die ver­ stärkten bzw. gewandelten Schallsignale werden einer Rechen­ einheit 23 zugeführt, in welcher die (Analog-) Signale di­ gitalisiert und weiterverarbeitet werden. Das Verarbeitungs­ ergebnis kann dann in einer Aufzeichnungseinheit 24 aufge­ zeichnet und gegebenenfalls gleichzeitig auf einem Bild­ schirm 25 dargestellt werden. Die Recheneinheit 23 ist also als Minicomputer zu verstehen und beinhaltet die üblichen Speicher- und Rechenschaltungen.

Die Recheneinheit 23 steuert die Lichtsender 18 der drei Meßempfänger 1 bis 3 derart an, daß die Lichtpulse mit kur­ zem zeitlichen Versatz ausgesandt und mit demselben Versatz am Lichtempfänger 20 empfangen werden. Hierbei werden die Lichtsignale für jeden Lichtsender 18 der drei Meßempfänger 1 bis 3 unterschiedlich zueinander codiert, so daß beim Empfang der Lichtsignale im Empfänger 20 die Auswerteinheit 22 den Eingang eines jeden Lichtsignales einem bestimmten Meßempfänger 1 bis 3 zuordnen kann. Die Auswerteinheit 22 speichert zu jedem empfangenen Lichtsignal (codierter Im­ pulszug) eines der Meßempfänger 1 bis 3 den festgestellten Empfangspegel und vergleicht die Empfangspegel miteinander. Dann, wenn die Empfangspegel sehr unterschiedlich voneinan­ der sind, wird der Schalter 15 nicht geschlossen, so daß kein Ultraschallpuls abgestrahlt wird. Dadurch wird ge­ währleistet, daß dann, wenn sich zwischen dem Schallsender 13 und einem der Meßempfänger 1 bis 3 ein Hindernis befin­ det, kein Schallsignal abgestrahlt wird, welches ohnehin nur zu einem falschen (durch Streuung oder Reflexion ge­ störten) Meßergebnis führen würde. Darüber hinaus ist die Auswerteinheit 22 derart ausgebildet, daß der Schalter 15 auch nur dann geschlossen wird (ein Schallimpuls abgestrahlt wird), wenn alle empfangenen Lichtsignale einen Pegel auf­ weisen, der einen Minimalpegel überschreitet. Dadurch wird auch eine gleichmäßige Abschattung aller drei Licht- und Schallwege erkannt.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Ar­ beitsweise der Vorrichtung (bzw. des Verfahrens) anhand der Fig. 3 erläutert, wobei mehrere Sender 10 vorgesehen sind und die Schallsignale der betreffenden Sender (S 1, S 2 und S 3) als einfache Pulse gezeigt sind, ohne hierbei die in jedem Sender vorgenommene Codierung der Schallereignisse zur Iden­ tifizierung des ausstrahlenden Senders 10 zu zeigen. Diese Codierung kann z.B. auch durch unterschiedliche Abstrahlungs­ frequenzen der Ultraschallsignale vorgenommen werden.

Der in Fig. 3 gezeigte Impulszug B entspricht den von den Lichtsendern 18 ausgestrahlten Lichtimpulsen. Jedem Sender ist hierbei ein anders codiertes Lichtsignal L 1- L 3 zugeord­ net. Die unterschiedliche Codierung der Lichtimpulse L 1, L 2 und L 3 ist in Fig. 3 nicht gezeigt, kann aber z.B. über unterschiedliche Wellenlängen und entsprechende Filter in den Empfängern vorgenommen werden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung beginnt die Ausstrahluug eines Schallimpulses S 1 direkt bei Empfang eines Lichtimpulses L 1 bzw. eines Schallimpulses S 2 direkt beim Empfang eines Lichtimpulses L 2 usw.

In Fig. 3C sind die Schallsignale S 1 bis S 3 nach Durchlau­ fen des Raumes zwischen Meßpunkt und Meßort gezeigt, also nach einer zeitlichen Verzögerung, die für das Signal S 1 mit tl 1 in Fig. 3C angedeutet ist. Im Verlauf mehrerer Messun­ gen, während derer sich das Meßobjekt bzw. die dazugehörigen Meßpunkte bewegen, werden verschiedene Laufzeiten tl 1 ge­ messen und eine definierte Anzahl hiervon zur Bildung eines Mittelwertes aufsummiert. Dies geschieht vorzugsweise der­ art, daß zu jedem neu einlaufenden Meßwert ein n-Messungen vorher eingelaufener Meßwert von der gespeicherten Summe subtrahiert wird, so daß eine gleitende Mittelwertsbildung über die letzten n-Messungen durchgeführt wird,

Man kann nun davon ausgehen, daß bei Vorgabe einer definier­ ten Maximalgeschwindigkeit der Meßpunkte (z.B. maximale Be­ wegungsgeschwindigkeit eines Läufers) die Laufzeiten der Schallsignale immer in einem gewissen Bereich Δ t um den zuvor ermittelten Mittelwert liegen. Wenn nun ein Schallsignal S 1 eintrifft, das innerhalb dieses Bereiches liegt (Fig. 3C -links), so wird es als "verwertbar" einge­ stuft und der weiteren Verrechnung zugrundegelegt. Wenn das eintreffende Schallsignal S 1 aber außerhalb des Bereiches Δ t liegt (Fig. 4C′ - rechts) so wird das Signal verworfen, da es z.B. aus einer Reflexion des Ultraschallsignales, eventuell auch eines Signales eines anderen, früher abge­ strahlten Signales (S 2, S 3) stammt. Auf diese Weise wird eine Erhöhung der Fehlersicherheit erzielt.

Eine weitere Erhöhung der Fehlersicherheit (dies kann auch eine Alternativlösung darstellen), umfaßt wieder die glei­ tende Mittelwertsbildung, jedoch in diesem Fall nicht hin­ sichtlich der zu erwartenden Laufzeit, sondern hinsichtlich der zu erwartenden Schallamplitude. In diesem Fall werden also die mittleren Schallamplituden für jeden Sender bzw. für jedes eintreffende Signal gebildet, und diejenigen ein­ treffenden Schallsignale als fehlerbehaftet eingestuft, die außerhalb eines gewissen Erwartungsbereiches ringsum den Mittelwert liegen. Dadurch, daß (in beiden Fällen) der glei­ tende Mittelwert gebildet wird, kann man einer langsamen Veränderung der Signallaufzeiten bzw. Schallamplituden Rech­ nung tragen, die bei einer kontinuierlichen Annäherung oder Entfernung des Meßobjektes von den Meßempfängern bzw. einer kontinuierlichen Änderung der Schall-Dämpfungseigenschaften im Übertragungsweg zwischen Schallsendern und Schallempfän­ gern auftritt.

Um den Einfluß von Reflexionen des Schallsignales noch un­ wahrscheinlicher zu machen, die dazu führen könnten, daß ein abgesandtes Schallsignal zweimal am Meßort ankommt, ist es von Vorteil, wenn man nach dem Aussenden eines Lichtpulses den gerade aktuellen Meßvorgang dann abschließt, wenn der erste Schallimpuls am Meßort eingetroffen ist. Das "Beob­ achtungsfenster" wird erst dann wieder geöffnet, wenn der nächste Lichtpuls ausgesandt wurde.

Im folgenden wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig. 4 und 5 näher beschrieben.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der bei der zuvor erläuterten Ausführungsform in der Auswert­ einheit 22 angeordnete Decodierer gesondert als Block 26 herausgezeichnet. Zwischen dem Decodierer 26 und dem elektro­ nischen Schalter 15 liegt ein Verzögerungsglied 27. Diese Ausführungsform der Erfindung ist zur Verwendung mit mehre­ ren Sendern 10 geeignet, wobei dann jeder der Sender 10 ein Verzögerungsglied 27 mit einer von allen anderen ver­ schiedenen Verzögerungszeit aufweist.

Weiterhin wird von jedem Meßempfänger 1 bis 3, der einen Lichtsender 18 aufweist, ein anderescodiertes Lichtsignal l 1 bis l 3 ausgesandt, wobei die Sendezeitpunkte um defi­ nierte Beträge zueinander versetzt sind. Dies ist in Fig. 5A bis 5C gezeigt.

Jeder Decodierer 26 in einem Sender 10 ist nun derart aus­ gebildet, daß an seinem Ausgang dann ein "Start"-Signal er­ scheint, wenn von allen drei Meßempfängern 1 bis 3 ein Lichtsignal l 1 bis l 3 (deren Unterschiede nur gering sind) empfangen wurde. Das erste Verzögerungsglied 27 eines ersten Senders 10 ist auf Verzögerung "0" eingestellt, das Ver­ zögerungsglied 27 eines zweiten Senders 10 auf die Verzöge­ rungszeit Δ t (Fig. 5E). Der n-te Empfänger weist dann ein Verzögerungsglied 27 auf, dessen Verzögerungszeit n × Δ t beträgt. Das zugehörige Schallsignal Sn wird dann um die entsprechende Zeit verzögert gegenüber dem ersten Signal S 1 abgestrahlt (Fig. 5F). Mit dieser Anordnung ist eine exakte Synchronisierung der Sender 10 untereinander möglich, so daß die oben beschriebenen Fehlererkennungsmaßnahmen leicht getroffen werden können. Darüber hinaus wird der freie Schallweg zwischen Sender und Empfänger überprüft und ein Anfangszeitpunkt zur Bestimmung der Schallaufzeiten de­ finiert. Schließlich ist eine eindeutige Identifizierung der "beobachteten" Schallquelle ebenso möglich, wie bei der zuvor gezeigten Ausführungsform, da bei der Ausführungsform nach Fig. 4 jedem Empfänger 10 ein Sendezeitpunkt zugeord­ net ist, also ein entsprechender Zeitraum definiert wird, innerhalb dessen das Schallsignal dieses Schallsenders beim Empfänger eintreffen muß.

Bezugszeichenliste

 1 Meßempfänger
 2 Meßempfänger
 3 Meßempfänger
10 Sender
11 Ultraschalloszillator
12 Leistungsverstärker
13 Schallwandler
15 Steuerbarer Schalter
18 Lichtsender
19 Schallempfänger
20 Lichtempfänger
21 Verstärker
22 Auswerteinheit
23 Recheneinheit
24 Aufzeichnungseinheit
25 Bildschirm
26 Decodierer
27 Verzögerungsglied

Claims (19)

1. Verfahren zur Fehlerverminderung bei der Messung räumlicher Bewegung von Meßpunkten mittels Ultraschallsignalen, wobei aus der Laufzeit der Ultraschallsignale zwischen Schallsen­ dern an Meßpunkten unbekannter Raumposition und Schallempfän­ gern an Meßorten bekannter Raumpositionen deren wechselsei­ tige Entfernungen und damit die Position des jeweiligen Meß­ punktes herleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Raumbereich zwischen Schallsendern und Schallempfän­ gern mittels Lichtwellen auf Hindernisfreiheit überprüft wird und die Schallintensität übereinstimmend mit der gemes­ senen Lichtwellenintensität derart eingestellt wird, daß bei hohen Lichtwellenintensitäten mit niedriger Schallin­ tensität (und umgekehrt) abgestrahlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfang der Lichtwellen mit im wesentlichen der­ selben Richtcharakteristik (Empfindlichkeit über den Raum­ winkel) durchgeführt wird, wie die Abstrahlung der Ultra­ schallsignale (Amplitude) über den Raumwinkel.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß jedem Meßpunkt ein Schallsender und jedem Meßort ein Schallempfänger zugeordnet sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellen als pulsförmige Signale ausgesandt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet daß jedem Meßpunkt ein Lichtempfänger und jedem Meßort ein Lichtsender zugeordnet sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in definiertem Abstand zum Beginn oder Ende des Empfangs eines Lichtpulses ein Ultraschallsignal aus­ gesandt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtpulse mit Identifizierungsmerkmalen (Wellen­ länge, PCM, PDM) versehen werden, die zum Auswählen eines bestimmten Lichtempfängers und/oder zur Identifizierung des jeweiligen abstrahlenden Schallsenders in jedem Licht­ empfänger abgefragt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß nur dann ein Ultraschallsignal abgestrahlt wird, wenn die Intensitätsunterschiede zwischen allen empfan­ genen Lichtpulsen einen vorbestimmten Wert nicht über­ schreiten.

9. Verfahren nach Anspruch 3, wobei mindestens zwei Schall­ sender vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallsignale eines jeden Schallsenders mit einem Identifizierungsmerkmal (Frequenz, PCM, PDM) ver­ sehen und in definiertem zeitlichen Abstand voneinander abgestrahlt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß ein empfangenes erstes Ultraschallsignal dann verwor­ fen wird, wenn es innerhalb eines definierten Zeitab­ schnittes vor oder nach dem Empfang eines zweiten, später ausgesandten Ultraschallsignales empfangen wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der (gleitende) Mittelwert über eine definierte An­ zahl von Ultraschallsignal-Laufzeiten für jeden Meßpunkt gebildet wird und ein empfangenes Ultraschallsignal dann verworfen wird, wenn es eine Laufzeit außerhalb eines de­ finierten Zeitabschnittes um den Mittelwert aufweist.

12. Vorrichtung zur Messung räumlicher Bewegung von Meßpunk­ ten mittels Ultraschallsignalen, mit Schallsendern (10) und Schallempfängern (1-3) zum Aussenden und Empfangen von Schallsignalen und mit einer Recheneinheit (23) zum Bestimmen der Laufzeit der Ultraschallsignale zwischen den Schallsendern und den Schallempfängern (1-3), die an Meßpunkten (P) unbekannter Raumposition und an Meßorten (M 1-M 3) bekannter Raumposition angeordnet sind, und zum Bestimmen der Raumposition eines jeden Meßpunktes (P) aus den Laufzeiten, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schallsender (10) mit einem Lichtempfänger (20) und jeder Schallempfänger (1-3) mit einem Lichtsender (13) versehen und jeder Schallsender (10) vom Licht­ empfänger (20) derart steuerbar ist, daß die abgestrahl­ te Schallamplitude mit steigender Licht-Empfangsintensi­ tät (mindestens in Stufen) sinkt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Meßpunkt (P) ein Schallsender (10) und jedem Meßort (M 1- M 3) ein Schallempfänger (1-3) zugeordnet sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfänger (20) bei den Schallsendern (10) angeordnet sind und derart mit Schallwandlern (13) der Schallsender (10) in steuernder Verbindung stehen, daß die Schallsignale in einem definierten zeitlichen Abstand zum Beginn oder Ende von Lichtpulsen abgestrahlt werden.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Schallsender (10) ein Lichtempfänger (20) und in jedem Schallempfänger (1-3) ein Lichtsender (18) angeordnet ist, und daß jeder Lichtempfänger (20) mit dem Schallwandler (13) des dazugehörigen Schallsenders (10) in einer derartigen steuernden Verbindung steht, daß dann ein Schallimpuls ausgestrahlt wird, wenn der Lichtempfänger (20) Lichtimpulse von allen Lichtsendern (18) empfangen hat.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallsender (10) derart ausgebildet sind, daß nur dann ein Schallimpuls abgestrahlt wird, wenn die Intensitätsunterschiede zwischen den empfangenen Licht­ pulsen einen vorbestimmten Wert nicht überschreiten.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsender (18) derart ausgebildet sind, daß die abgestrahlten Lichtpulse mit Identifizierungsmerk­ malen (Wellenlänge, PCM, PDM) versehen sind, die von den Lichtempfängern bestimmbar sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß den Schallwandlern (13) eines jedem Schallsenders (10) Codierungsmittel (16) derart vorgeschaltet sind, daß die Schallsignale eines jeden Schallwandlers (13) codiert und damit identifizierbar sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei mindestens zwei Schallsender (10) bzw. Meßpunkte (P) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet daß die Schallsender (10) miteinander in zeitlich steuernder Verbindung stehen und zueinander synchroni­ siert Ultraschallimpulse (nacheinander) abstrahlen.