CN101903208A - 辐射分析装置和辐射分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种辐射分析装置，其具有一个第一辐射探测器(15)、一个第二辐射探测器(16)和一个分析装置(17)，其中该分析装置(17)设置用于根据该第一辐射探测器(15)的一个第一信号和该第二辐射探测器(16)的一个第二信号来为照明装置(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11)输出一个分析信号。为了识别雾并根据雾来控制汽车照明装置(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11)，该第一辐射探测器(15)对高频电磁波敏感，而对低频电磁波不敏感。

Description

辐射分析装置和辐射分析方法
现有技术
本发明涉及根据权利要求1前序部分所述的一种辐射分析装置和根据权利要求7前序部分所述的一种辐射分析方法。
在DE 102004055060中公开了一种辐射分析装置，该装置包含有第一辐射探测器、第二辐射探测器和分析装置，其中该分析装置设置用于根据该第一辐射探测器的第一信号和该第二辐射探测器的第二信号来为照明控制装置输出分析信号。该辐射分析装置安装于汽车中，并比如能够检测是否有许多太阳光能照射到地面上、也即是亮的还是暗的，并由此比如用于打开或关闭汽车照明。
其缺点是，该辐射分析装置不适于识别是否有雾，并从而不能用于根据雾来打开或关闭照明装置。从而不能对汽车照明进行进一步的控制。
本发明的公开
本发明所基于的任务是，提供一种辐射分析装置和一种辐射分析方法，其适于识别雾并根据雾来控制汽车照明装置。
本发明所基于的任务通过根据权利要求1特征部分所述的一种辐射分析装置和根据权利要求7特征部分所述的一种辐射分析方法而得到解决。
本发明涉及一种辐射分析装置，其中该第一辐射探测器对高频电磁波敏感并且对低频电磁波不敏感。与“不敏感”相反，“敏感”意味的是，至少在统计上考虑，该第一辐射探测器所敏感的波长的光子对辐射探测器的信号影响大于该第一辐射探测器所不敏感的波长的光子对辐射探测器的信号影响。在这种背景下，高频电磁辐射通常位于在低频电磁辐射波长范围之上的一个波长范围中。高频辐射尤其可以是处于覆盖紫外线辐射的波长范围中的电磁辐射，其中波长小于某一值比如550nm、500nm或450nm。低频电磁辐射尤其可以是处于覆盖红外辐射的波长范围中的电磁辐射，其中波长大于某一值比如750nm、800nm或850nm。因为高频辐射尤其强地被雾散射，所以该第一辐射探测器的第一信号与雾的存在强相关。该第一辐射探测器的第一信号与第二辐射探测器的第二信号相比较，该第二信号以另一种方式与雾相关，从而可以推断是否有雾。
在一个优选的实施方案中，该第二辐射探测器对高频电磁波不敏感，而对低频电磁波敏感。该第二探测器优选设置在该第一探测器旁边，并且完全一样地被定向。因为所检测的高频波与所检测的低频波之比(Verhaeltnis)尤其强地变化，所以辐射分析装置的这种特殊构造尤其对雾敏感。或者该第二辐射探测器可以同样对高频电磁波敏感，而对低频电磁波不敏感。该第二辐射探测器则以另外的定向来设置。在强雾时，由该第一辐射传感器检测的信号与由该第二辐射传感器检测的信号具有一个固定的比例，从而借助该比例就可以推断是否有雾。
在该优选实施方案的一个改进方案中设置有第三辐射探测器，并且该分析装置被设置用于根据第三信号来输出分析信号。该第三辐射探测器与该第一辐射探测器不同地被定向。从而能够以较大的可靠性来检测雾。
在该优选实施方案的另一改进方案中，该第三辐射探测器对高频电磁波敏感，而对低频电磁波不敏感。从而提供了另一与雾强相关的信号以进行分析。
在该优选实施方案的另一改进方案中，设置有第四辐射探测器，并且该分析装置被设置用于根据该第四辐射探测器的第四信号来输出该分析信号。从而能够以更大的可靠性来检测雾。
在该优选实施方案的另一改进方案中，该第四辐射探测器对高频电磁波不敏感，而对低频电磁波敏感。该第四探测器优选地设置在该第三探测器旁边，并且完全相同地被定向。该第三辐射探测器的信号从而不仅能够与该第一辐射探测器的信号相比较，而且能够与该第二辐射探测器的信号相比较，以识别雾。从而能够以更大的可靠性来确定是否有雾，如果应该对雾中的能见度进行量化，以比如打开后雾灯，那么这是尤其重要的。
本发明还涉及一种辐射分析方法，其具有以下的步骤：检测第一辐射探测器的第一信号；检测第二辐射探测器的第二信号；根据该第一信号和该第二信号来输出分析信号，其中该第一信号与高频电磁波强相关，而与低频电磁波弱相关。与“弱相关”相反，“强相关”意味的是，第一信号与之强相关的波长的光子至少在统计上考虑比该第一信号与之弱相关的波长的光子对该辐射探测器的信号影响大。
在一个优选实施方案中，该第二信号与高频电磁波弱相关，而与低频电磁波强相关。可替换地，该第二信号可以与高频电磁波强相关，而与低频电磁波弱相关。
在一个优选实施方案中，该第二信号与高频电磁波弱相关，而与低频电磁波强相关。
在该优选实施方案的一个改进方案中，第三辐射探测器的第三信号被检测，该分析装置根据该第三信号来输出该分析信号，并且该第三信号与高频电磁波强相关，而与低频电磁波弱相关。
在该优选实施方案的另一改进方案中，第四信号被检测，该分析装置根据该第四信号来输出该分析信号，并且该第四信号与高频电磁波弱相关，而与低频电磁波强相关。
附图的简述
下面参照附图来详细解释本发明。其中：
图1示出了具有照明装置和辐射分析装置的汽车的示意性平面图。
本发明的实施方式
图1示出了具有照明装置和辐射分析装置的汽车的示意性平面图。该照明装置包含有在汽车前端的多个灯对、也即前转向指示灯1、示宽灯2、近光灯3、远光灯4、雾灯5，并在汽车后端同样包含有多个灯对、也即后转向灯6、尾灯7、刹车灯8、后雾灯9、后灯10以及用于标志照明的一个单独的灯11。所有的灯1至11都通过电线20与照明控制装置12相连接。
前转向灯和后转向灯1、6应该在转向时被打开以给其他交通参与者提供指示。示宽灯2连同近光灯3和远光灯4应被打开，以在近光灯3或远光灯4故障时示出汽车的轮廓。近光灯3用于照亮道路，而不对其他交通参与者造成炫目。远光灯4用于连同近光灯3一起或代替近光灯3来更好地照亮道路。雾灯5被设置用于在由于雨、雪和雾而视觉受限时防止自眩光。该近光灯3可以与该雾灯5一起同时打开。该尾灯7应该连同示宽灯2、近光灯3、远光灯4和雾灯5一起打开或关闭。该刹车灯8应该在刹车激活时被打开。该倒车灯9应该在倒车时被打开。如果该示宽灯2、近光灯3、远光灯4、雾灯5打开了，那么该后灯10应该在倒车时被打开。
该照明控制装置12从分析装置17接收分析信号，并且比如从刹车装置或变速机构的灯光开关装置来接收其他的信号，其中该灯光开关装置被设置用于由车内的汽车驾驶员来操作，并在此不再详细示出。根据所接收的信号，作为集成电路来构造的该照明控制装置12按照汽车驾驶员的输入和其他的信号来把某些灯打开或关闭，其方式是它分别断开或连接电线20之一的触点，使得灯1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11如前所述按照目的而被使用。
该辐射分析装置包含有辐射探测器13、14、15和16以及分析装置17。所有的辐射探测器13、14、15和16都是半导体探测器，其电导率与所接收的辐射有关。该分析装置17是集成电路。该分析装置17与该照明控制装置12电连接。该辐射探测器13和15优选对高频电磁辐射敏感，而辐射探测器14和16优选对低频电磁辐射敏感。车内空间的位置通过虚线18和19来示出。该辐射探测器15和16位于汽车的车顶，并在正常的汽车位置中向上朝向(hingerichtet)天空，使得该辐射探测器15和16尤其是接收垂直照射的电磁辐射。该辐射探测器13和14位于挡风玻璃直接后面，并朝向前方，使得该辐射探测器13、14尤其是接收沿地面垂直于汽车正面照射的电磁辐射。该辐射分析装置用于借助电磁辐射来分析主要的天气，尤其用于确定是否有雾。
由太阳所发射的电磁辐射具有一种特征光谱，其通过在地球大气中与频率有关的吸收和反射而发生变化。到达地球的电磁波的频谱分布和强度从而不仅取决于一天中的时间和季节，而且还取决于地球大气的状态。在白天尤其是到达地球的光线的强度明显大于夜间。在有云时电磁波被云吸收和反射。在有雾时由于廷德尔效应高频电磁波、而不是低频电磁波被散射。雾对电磁辐射的吸收同样取决于电磁辐射的频率，从而在有雾时电磁辐射的频谱组成及其方向发生变化。高频电磁波的散射导致高频电磁辐射均匀的方向分布，并从而导致高频辐射与低频辐射之比取决于探测方向地变化。
在白天该辐射探测器15在良好视线的情况下检测到一个相对大的信号，该信号与该辐射探测器16的信号存在一个典型的比例。这些信号的大小在此与辐射探测器15、16的几何结构以及太阳高度强相关。同时该辐射探测器13同样检测到一个信号，该信号与该辐射探测器14的信号存在一个典型的比例。但是辐射探测器13和14的信号的信号强度不仅与太阳高度、而且尤其与行驶方向有关。
在雾气中高频光线优选被散射，而低频光线几乎不被散射。在白天辐射探测器15和16以及辐射探测器13和14的信号的特征信号之比由此发生变化。辐射探测器15的信号至少在高的太阳高度情况下明显下降，因为高频电磁辐射被雾强烈地散射。在此该辐射探测器16的信号变化较不明显，因为低频电磁辐射几乎不被散射。辐射探测器15的信号与辐射探测器16的信号之比下降。该辐射探测器13的信号在雾气中由于高频光线的散射而较少地取决于太阳高度和行驶方向。对于非常浓的雾，由于高频电磁波均匀分布的方向，该辐射探测器13的信号与辐射探测器15的信号有固定的比例。该比例通过辐射探测器的类型和构造而被确定。该辐射探测器14的信号另外还与汽车的行驶方向强相关。
该分析装置17把该辐射探测器15的信号与该辐射探测器16的信号相比较，把该辐射探测器15的信号与辐射探测器13的信号相比较，并把该辐射探测器13的信号与该辐射探测器14的信号相比较。根据这些比例的大小，该分析装置17推断是否有雾及其浓度。在此该辐射探测器15的信号与辐射探测器16的信号、以及辐射探测器13的信号与辐射探测器14之间小的比例以及该辐射探测器15的信号与辐射探测器13的信号之间的、由辐射探测器13、15的特性及其几何结构所预给定的确定的比例是有雾及雾浓度的指示。这些单个的指示被一同考虑。该分析装置17现在把包含有分析结果的分析信号发送到该照明控制装置12。该分析装置17现在根据该分析而确定地打开或关闭示宽灯2、近光灯3、远光灯4、雾灯5，尾灯7、后雾灯9以及单个的灯11。
该探测器13、14、15和16也可以附加地或者主要地用于另一目的。该探测器13、14之一或这两个探测器13、14比如可以主要用于雨传感器以控制雨刷。该探测器15、16可以设置在挡风玻璃直接后面，并且还在该位置尤其接收垂直照射的电磁辐射。在该情况中，探测器13、14、15和16与该分析装置17一起集成在一个组件中。采用其他的探测器并分析其信号能够进一步改善对雾的检测。

Claims (10)

1.辐射分析装置，具有第一辐射探测器(15)、第二辐射探测器(16)和分析装置(17)，其中该分析装置(12)被设置用于根据该第一辐射探测器(15)的第一信号和该第二辐射探测器(16)的第二信号来为照明装置(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11)输出分析信号，其特征在于，该第一辐射探测器(15)对高频电磁波敏感，而对低频电磁波不敏感。
2.根据权利要求1所述的辐射分析装置，其特征在于，该第二辐射探测器(16)对高频电磁波不敏感，而对低频电磁波敏感。
3.根据权利要求1或2所述的辐射分析装置，其特征在于，设置有第三辐射探测器(13)，并且该分析装置(12)被设置用于根据第三信号来输出该分析信号。
4.根据权利要求3所述的辐射分析装置，其特征在于，该第三辐射探测器(13)对高频电磁波敏感，而对低频电磁波不敏感。
5.根据前述权利要求之一所述的辐射分析装置，其特征在于，设置有第四辐射探测器(14)，并且该分析装置(17)被设置用于根据该第四辐射探测器的第四信号来输出该分析信号。
6.根据权利要求1或2所述的辐射分析装置，其特征在于，该第四辐射探测器(14)对高频电磁波不敏感，而对低频电磁波敏感。
7.辐射分析方法，具有以下的步骤：
-检测第一辐射探测器(15)的第一信号；
-检测第二辐射探测器(16)的第二信号；
-根据该第一信号和该第二信号来输出分析信号，其特征在于，该第一信号与高频电磁波强相关，而与低频电磁波弱相关。
8.根据权利要求7所述的用于照明装置的辐射分析方法，其特征在于，该第二信号与高频电磁波弱相关，而与电磁波强相关。
9.根据权利要求7或8所述的辐射分析方法，其特征在于，检测第三辐射探测器(13)的第三信号，并且该分析装置(17)根据该第三信号来输出该分析信号，并且该第三信号与高频电磁波强相关，而与低频电磁波弱相关。
10.根据权利要求6至9之一所述的辐射分析方法，其特征在于，检测第四信号，并且该分析装置(12)根据该第四信号来输出该分析信号，并且该第四信号与高频电磁波弱相关，而与低频电磁波强相关。
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