NL8902413A - Werkwijze en inrichting voor het detecteren van de positie van een voorwerp. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het detecteren van de positie van een voorwerp.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het detecteren van de positie van een voorwerp ten opzichte van een detectorinrichting, waarbij door een zendorgaan een pulsvormig signaal wordt uitgezonden naar het te detecteren voorwerp, waarbij een ontvangstorgaan een door het voorwerp gereflecteerd signaal ontvangt, en waarbij de positie van het voorwerp wordt bepaald in afhankelijkheid van het tijdsverschil tussen het tijdstip waarop het zendorgaan het pulsvormig signaal uitzendt en het tijdstip waarop het ontvangstorgaan het gereflecteerd signaal ontvangt.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.

Een dergelijke werkwijze en inrichting zijn algemeen bekend. Hierbij kan electro-magnetische straling worden toegepast, zoals bijvoorbeeld bij radar, of bijvoorbeeld een ultrasoon-geluidssignaal.

Een probleem dat zich hierbij kan voordoen, is dat het ontvangstorgaan een signaal kan detecteren dat niet afkomstig is van het te detecteren voorwerp. Een dergelijk niet van het te detecteren voorwerp afkomstig signaal, dat in het vervolg zal worden aangeduid met de term stoorsignaal, kan bijvoorbeeld afkomstig zijn van in de omgeving aanwezige voorwerpen, of van een directe ontvangst door het ontvangstorgaan van het door het zendorgaan uitgezonden signaal. Een aan de laatstgenoemde oorzaak verwante oorzaak kan in het bijzonder optreden in het geval dat een ultrasoon-zendorgaan en een ultrasoon-ontvangst-orgaan in een gemeenschappelijke behuizing zijn ondergebracht, of dat één orgaan zowel de functie van zendorgaan als de functie van ontvangstorgaan vervult: de gemeenschappelijke behuizing kan dan het ultrasoon-geluid van het zendorgaan overdragen op het ontvangstorgaan. Hierbij is het zelfs mogelijk, dat de gemeenschappelijke behuizing in resonantie raakt, en aan het ontvangstorgaan een stoorsignaal afgeeft dat aanzienlijk langer duurt dan het oorspronkelijk door het zend-orgaan uitgezonden signaal, en zelfs nog aanwezig is wanneer het ontvangstorgaan het door het voorwerp gereflecteerde signaal ontvangt. Met de bekende werkwijze en inrichting is het dan niet meer goed mogelijk te discrimineren tussen het stoorsignaal en het werkelijk door het te detecteren voorwerp gereflecteerde signaal, zodat dan geen betrouwbare positie-meting kan plaatsvinden.

Het is een doel van de uitvinding een werkwijze en een inrichting van de bovengenoemde soort te verschaffen waarbij de genoemde nadelen niet, of althans in mindere mate optreden. Daartoe wordt een werkwijze van de bovengenoemde soort volgens de uitvinding zodanig uitgevoerd, dat van het door het ontvangstorgaan ontvangen signaal een in een geheugenorgaan opgeslagen referentiesignaal wordt afgetrokken, welk referen-tiesignaal eerder door het ontvangstorgaan is ontvangen in respons op een signaal dat door het zendorgaan is uitgezonden in afwezigheid van een voorwerp waarvan de positie gedetecteerd moet worden.

Het in afwezigheid van een dergelijk voorwerp gedetecteerde referentiesignaal is representatief voor de respons van de "omgeving" op het door het zendorgaan uit te zenden signaal, en bevat al de mogelijke bijdragen zoals bovenstaand omschreven. Het referentiesignaal is aldus representatief voor het te verwachten stoorsignaal, zolang aan de voorwaarde wordt voldaan dat eventuele storende voorwerpen stationair zijn ten opzichte van het detectieorgaan, en dat telkenmale een identiek signaal wordt uitgezonden. Het zal duidelijk zijn dat, wanneer de door storende voorwerpen gereflecteerde signalen verwaarloosd mogen worden vanwege de optredende verzwakking, genoemde voorwaarde niet vervult hoeft te zijn. Een door de gemeenschappelijke behuizing veroorzaakte mechanische koppeling tussen het zendorgaan en het ontvangstorgaan zal steeds een nagenoeg identiek stoorsignaal veroorzaken.

Aangezien het door het ontvangstorgaan in aanwezigheid van een voorwerp ontvangen signaal mag worden beschouwd als een optelling van het vooraf bekende stoorsignaal en het door het voorwerp gereflecteerde signaal, kan het door het voorwerp gereflecteerde signaal uit het door het ontvangstorgaan ontvangen signaal worden afgeleid door hiervan het voor het stoorsignaal representatieve referentiesignaal af te trekken. Bij voorkeur wordt het referentiesignaal in digitale vorm opgeslagen in een digitaal geheugen, waarbij het verder de voorkeur verdient dat de aftrekbewerking wordt uitgevoerd op het gedigitaliseerde referentiesignaal en het eveneens gedigitaliseerde ontvangen signaal.

Volgens een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het referentiesignaal éénmalig gemeten en in een ROM-geheugen opgeslagen. Een dergelijke procedure kan bijvoorbeeld tijdens de vervaardiging van een in een gemeenschappelijke behuizing opgestelde combinatie van een zendorgaan en een ontvangstorgaan worden uitgevoerd. Het tijdens de aftrekbewerking gebruikte referentiesignaal is dan steeds hetzelfde, hetgeen voldoende is wanneer bijvoorbeeld alleen gecorrigeerd hoeft te worden voor een stoorsignaal dat is veroorzaakt door een door de gemeenschappelijke behuizing veroorzaakte mechanische koppeling tussen het zendorgaan en het ontvangstorgaan .

Volgens een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het referentiesignaal herhaald gemeten en in een RAM-geheugen opgeslagen. Hierdoor kunnen veranderende invloeden, zoals bijvoorbeeld tengevolge van veroudering of een temperatuursverandering, worden geëlimineerd.

In het hiernavolgende zal de uitvinding nader verduidelijkt worden door beschrijving van voorkeursuitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding, onder verwijzing naar de tekening. Hierin toont: fig. 1 een blokschema van een eerste voorkeursuitvoeringvorm van de inrichting volgens de uitvinding; fig. 2 een blokschema van een tweede voorkeursuitvoeringvorm van de inrichting volgens de uitvinding; fig. 3A-C een eerste voorbeeld van een volgens de uitvinding verbeterd signaal; en fig. 4A-C een tweede voorbeeld van een volgens de uitvinding verbeterd signaal.

In fig.l is een inrichting voor het detecteren van de positie van een voorwerp in zijn algemeenheid met het verwijzingscijfer 1 aangeduid. De inrichting 1 is bij wijze van voorbeeld geschikt voor het detecteren met behulp van ultrasoon geluid, en omvat een zendorgaan 11 en een ontvangstorgaan 12 die eveneens bij wijze van voorbeeld in een gemeenschappelijke behuizing 10 zijn aangebracht. Een stuüringang 13 van het zendorgaan 11 is verbonden met een uitgang 14 van een stuurorgaan 15. Bij het ontvangen van een geschikt besturingssignaal van het stuurorgaan 15 zendt het zendorgaan 11 een pulsvormig ultrasoon signaal 50 uit. Dit pulsvormige ultrasoon signaal 50 omvat, zoals later zal worden beschreven, in het algemeen meerdere perioden van een geluidssignaal met een ultrasone frequentie.

Het ontvangstorgaan 12 verschaft aan een uitgang 16 een electrisch signaal dat representatief is voor het door het ontvangstorgaan 12 ontvangen ultrasone signaal 51. De uitgang 16 van het ontvangstorgaan 12 is via een analoog-digitaal-omzetter 17 gekoppeld met een gegevensingang 18 van een geheugenorgaan 19, dat in het weergegeven voorbeeld een ROM-geheugenorgaan is, teneinde tijdens een eerste meetprocedure in afwezigheid van een voorwerp het referentiesignaal gedigitaliseerd op te slaan in het geheugenorgaan 19. Met de term ROM (Read Only Memory) wordt hier een geheugen bedoeld, dat slechts gelezen kan worden. Desgewenst wordt het uitgangssignaal van het ontvangstorgaan 12 voor verdere bewerking eerst versterkt door een versterkingsorgaan 30 teneinde het signaalniveau op een voor verdere verwerking geschikte hoogte te brengen.

De uitgang 16 van het ontvangstorgaan 12 is verder gekoppeld met een niet-inverterende ingang 20 van een analoge verschil-versterker 21, voor het tijdens een tweede meetprocedure verwerken van een in aanwezigheid van een voorwerp 52 ontvangen signaal. Een gegevensuitgang 22 van het geheugenorgaan 19 is via een digitaal-analoogomzetter 23 gekoppeld met een inverterende ingang 24 van de verschilversterker 21. De verschilversterker 21 verschaft aldus aan een uitgang 25 een electrisch signaal dat representatief is voor het van storende invloeden ontdane gereflecteerde signaal.

In fig.2 is een andere uitvoeringsvorm van een inrichting voor het detecteren van de positie van een voorwerp in zijn algemeenheid met het verwijzingscijfer 100 aangeduid. Met gelijke verwijzingscijfers zijn gelijke onderdelen als in fig.l aangeduid. In het in fig.2 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is het geheugenorgaan 19 een RAM-geheugen. Met de term RAM (Random Access Memory) wordt hier een geheugen bedoeld, dat willekeurig toegankelijk is voor schrijf- of lees-bewerkingen. Een niet-inverterende ingang 120 van een digitale verschilversterker 121 is gekoppeld met de uitgang 101 van de analoog-digitaalomzetter 17. In de signaalbaan tussen de gegevensuitgang 22 van het geheugenorgaan 19 en een inverterende ingang 124 van de verschilversterker 121 is thans geen digitaal-analoogomzetter benodigd. De verschilversterker 121 verschaft aldus aan een uitgang 125 een digitaal signaal dat representatief is voor het zuivere gereflecteerde signaal.

Fig. 3B toont een grafische voorstelling van een electrisch signaal dat representatief is voor het in afwezigheid van een voorwerp ontvangen signaal, en dat is opgeslagen in het geheugenorgaan 19. Fig. 3A toont een grafische voorstelling van een electrisch signaal dat representatief is voor het van een voorwerp ontvangen signaal, waaraan door het stoorsignaal een geringe bijdrage is geleverd. Fig. 3C toont een grafische voorstelling van signaal van fig. 3A nadat het in fig. 3B getoonde referentiesignaal daar van is afgetrokken. Het aldus aan de uitgang 25, 125 van het aftrekorgaan 21, 121 verschafte verschilsignaal is representatief voor het zuivere door het voorwerp 52 gereflecteerde signaal. Duidelijk is in fig. 3C te herkennen, dat het gereflecteerde signaal, dat qua vorm een afspiegeling is van het door het zendorgaan 11 uitgezonden signaal, een pulsvormig signaal omvat, dat meerdere perioden bevat van een geluidssignaal met een ultrasone frequentie.

De in fig. 4 weergegeven signalen zijn vergelijkbaar met de in fig. 3 weergegeven signalen, met dien verstande dat in fig. 4A de bijdrage van het in fig. 4B weergegeven stoorsignaal relatief veel groter is dan in fig. 3A, zodat het moeilijk is om het zuivere gereflecteerde signaal te herkennen in het in fig. 4A weergegeven signaal. Fig. 4C toont het volgens de uitvinding verbeterde signaal, waarin het gereflecteerde signaal wel te herkennen is.

Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat het mogelijk is de weergegeven uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding te veranderen of te modificeren, zonder de uitvindingsgedachte of de beschermingsomvang te verlaten.

Zo is het bijvoorbeeld mogelijk dat bij de aftrekbewerking het ontvangen signaal wordt afgetrokken van het referentiesignaal, aangezien het voor het verkrijgen van een tijdsindicatie niet relevant is of het ontvangen signaal van teken verandert.

Claims (11)

1. Werkwijze voor het detecteren van de positie van een voorwerp ten opzichte van een detectorinrichting, waarbij door een zendorgaan een pulsvormig signaal wordt uitgezonden naar het te detecteren voorwerp, waarbij een ontvangstorgaan een door het voorwerp gereflecteerd signaal ontvangt, en waarbij de positie van het voorwerp wordt bepaald in afhankelijkheid van het tijdsverschil tussen het tijdstip waarop het zendorgaan het pulsvormig signaal uitzendt en het tijdstip waarop het ontvangstorgaan het gereflecteerd signaal ontvangt; met het kenmerk dat van het door het ontvangstorgaan ontvangen signaal een in een geheugenorgaan opgeslagen referentiesignaal wordt afgetrokken, welk referentiesignaal eerder door het ontvangstorgaan is ontvangen in respons op een signaal dat door het zendorgaan is uitgezonden in afwezigheid van een voorwerp waarvan de positie gedetecteerd moet worden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het referentiesignaal in digitale vorm wordt opgeslagen in een digitaal geheugen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de aftrekbewerking wordt uitgevoerd op het gedigitaliseerde referentiesignaal en het eveneens gedigitaliseerde ontvangen signaal.

4. Werkwijze volgens ten minste één der conclusies 1-3, met het kenmerk dat het referentiesignaal éénmalig wordt gemeten en in een ROM-geheugen wordt opgeslagen.

5. Werkwijze volgens ten minste één der conclusies 1-3, met het kenmerk dat het referentiesignaal herhaald wordt gemeten en in een RAM-geheugen wordt opgeslagen.

6. Inrichting voor het detecteren van de positie van een voorwerp ten opzichte van een detectorinrichting, omvattende: een zendorgaan voor het naar het te detecteren voorwerp uitzenden van een pulsvormig signaal; een ontvangstorgaan voor het ontvangen van een door het voorwerp gereflecteerd signaal en het verschaffen van een electrisch signaal dat representatief is voor het ontvangen signaal; gekenmerkt door: een geheugenorgaan voor het opslaan van een referentie-signaal; en een aftrekorgaan voor het aftrekken van het referentiesignaal van het ontvangen signaal.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk dat het geheugenorgaan een digitaal geheugenorgaan is.

8. Inrichting volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk dat het aftrekorgaan geschikt is voor het aftrekken van digitale signalen.

9. Inrichting volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk dat het aftrekorgaan geschikt is voor het aftrekken van analoge signalen.

10. Inrichting volgens ten minste één der conclusies 6-9, met het kenmerk dat het geheugenorgaan een ROM-geheugenorgaan is.

11. Inrichting volgens ten minste één der conclusies 6-9, met het kenmerk dat het geheugenorgaan een RAM-geheugenorgaan is.