DE1232375B

DE1232375B - Ultraschall-Echogeraet zur Verkehrszaehlung auf Fahrbahnen

Info

Publication number: DE1232375B
Application number: DE1964SC034513
Authority: DE
Inventors: Richard Schreiner
Original assignee: RICHARD SCHREINER
Current assignee: RICHARD SCHREINER
Priority date: 1964-01-24
Filing date: 1964-01-24
Publication date: 1967-01-12

Description

Ultraschall-Echogerät zur Verkehrszählung auf Fahrbahnen Die Erfindung bezieht sich auf ein Ultraschall-Echogerät zur Verkehrszählung mit abwechselnd eingeschaltetem Sender und Empfänger.
Verkehrsdetektoren mit getasteten Ultraschallsendern und Empfängern über und seitlich über der Fahrbahn sind bekannt, sie haben jedoch in der Praxis verschiedene Nachteile. Sie arbeiten mit einer festen Impulsfolgezeit, die länger ist als die Laufzeit der Ultraschallimpulse vom Sender zur Straßenoberfläche und zurück zum Empfänger. Nach Durchgang eines Fahrzeuges wird die wiederkehrende Reflexion von der Straßenoberfläche zur Beendigung des Zählvorganges verwendet. Dies hat den Nachteil, daß bei einer wetterbedinaten Änderung der Straßenoberflache (Schnee) das ganze Gerät für gewisse Zeit ausfällt; oder es müßte die Sendeleistung um ein Vielfaches erhöht werden, was zu störenden Mehrfachreflexionen führen könnte. Bei Anordnung über der Straße können sie mit Auswerteschaltungen arbeiten, die die Fahrzeuge je nach ihrer Höhe, d. h. der Laufzeit der reflektierten Impulse in verschiedene Kategorien einteilen. Dadurch bedingt, ist der technische Aufwand sehr hoch.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, entsprechend der Höhe, in der Ultraschallgeber und Aufnehmer über der Straße angebracht sind, die Impulsfolge des Taktgebers so einzustellen, daß die von der Straßenoberfläche reffektierten Ultraschallimpulse genau während der jeweils nächsten Sendeperiode beim Ultraschallempfänger eintreffen. Da während jeder Sendeperiode der Empfänger oder die ihm angeschlossene Auswertung abgeschaltet ist, erhält man an deren Ausgang nur dann ein Signal, wenn der Schallweg (Sender-Straße-Empfänger) durch ein Fahrzeug verkürzt wird.
Die gestellte Aufgabe wird also erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sendeperiode des über der Fahrbahn angeordneten Gerätes so gewählt ist, daß die von der Fahrbahn reflektierten lAtraschallimpulse genau während der jeweils nächsten Sendeperiode beim Empfänger eintreffen und der Empfänger bzw. das Auswerteteil während der Sendeperiode abgeschaltet ist.
Entsprechend einer anderen Lösung kann erfindungsgemäß auch der Ultraschallsender innerhalb einer Reflexionsperiode mit stetig sich ändernder Frequenz dauernd eingeschaltet sein und der Empfänger für die im Augenblick ausgestrahlte Senderfrequenz unempfindlich gemacht sein.
In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt in Ab b. 1 1 den Impulsgeber, 2 die Taststufe, 3 den Ultraschallsender, 4 den Lautsprecher, 5 den Ultraschallempfänger, 6 das IMtraschallmikrophon und 7 das Auswerteteil.
Der Impulsgeber schaltet abwechselnd Ultraschallsender und Empfänger so, daß innerhalb einer Impulsfolge die Sendezeit z. B. 10 1/o der Empfangszeit beträgt (vgl. A b b. 2).
Eine Zeitkonstante im Auswerteteil 7 sorgt dafür, daß Schwankungen oder Ausfälle einzelner reflektierter Impulse noch als einziges Objekt betrachtet werden. Bei einer Höhe (h) des Gerätes von z. B. 5 m über der Fahrbahn beträgt nach der Gleichung die Impulsfrequenz 33 pro Sekunde, was bei einer angenommenen Fahrzeuggeschwindigkeit von 60 km/ Stunde einer Auflösung von 0,5 m entspricht, d. h. nach je 0,5 m Fahrstrecke wird das Fahrzeug von einem Ultraschallimpuls abgetastet.
Bereitet die Anbringung über der Fahrbahn Schwierigkeiten oder sollen nur zwei Fahrbahnen beobachtet werden, von denen je eine Seite vom Straßenrand bzw. Mittelstreifen aus zugänglich ist, so besteht die Möglichkeit, das Gerät von der Seite her einzusetzen. Dabei sind Lautsprecher und Mikrophon um 90' zu schwenken oder es muß der Ultraschallstrahl z. B. an einer Metallplatte als Spiegel umgelenkt werden. Man kann dann mit der Impulsfolge diejenige Entfernung in Richtung der Straßenbreite einstellen, bis zu der noch angezeigt werden soll. Da die Intensität von Reflexionen mit - abnimmt (wobei a der Abstand zwischen Zählgerät und einer ebenen, ideal reflektierenden Fläche sei), kann man die Empfindlichkeit des Empfängers während der Empfangsperiode langsam ansteigen lassen, um zu vermeiden, daß der Empfänger von einer von außer-CD halb des gewählten Entfernungsbereiches stammenden Reflexion ausgesteuert wird (vgl. Ab b. 4).
Eine Verbesserung der Genauig ,keit läßt sich erreichen durch abwechselnde Abstrahlung von zwei oder mehr verschiedenen Sendefrequenzen in einem entsprechend schnelleren Rhythmus, jedoch mit derselben von der Höhe abhängigen Reflexionsperiode.
Dies erfordert je eine Empfangseinrichtung für jede Sendefrequenz mit der zugehörigen Austastung der zur Auswertung unerwünschten Reflexion von der Fahrbahn. Jede dieser Reflexionen fällt genau wie beim Grundaufbau in die Sendezeit des zugehörigen Ultraschallsenders.
Geht man noch einen Schritt weiter und verwendet einen dauernd strahlenden Sender mit einer sich innerhalb einer Reflexionsperiode stetig ändernden Frequenz (z. B. sägezahnförmig wie A b b. 3), so kann ein Empfänger von einem reflektierenden Gegenstand ununterbrochen ein Signal erhalten.
Die Austastung der zur Auswertung unerwünschten Fahrbahnrellexion muß dann frequenzmäßig erfolgen, d. h., der Empfänger muß für die momentane Sendefrequenz unempfindlich sein. Dies könnte z. B. bei mechanischer Senderabstimmung durch einen parallel mitlaufenden Sperrkreis erfolgen.
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in der Verwendungsmöglichkeit aus größerer Entfernung und bei höheren Geschwindigkeiten.

Claims

Patentansprüche: 1. Ultraschall-Echogerät zur Verkehrszählung auf Fahrbahnen mit abwechselnd eingeschaltetem Sender und Empfänger, dadurch gekennz e i c h n e t, daß die Sendeperiode des über der Fahrbahn angeordneten Gerätes so gewählt ist, daß die von der Fahrbahn reflektierten Ultraschallimpulse genau während der jeweils nächsten Sendeperiode beim Empfänger eintreffen und der Empfänger bzw. das Auswerteteil während der Sendeperiode abgeschaltet ist.
2. Ultraschall-Echogerät nach Anspruch 1, dadurch -ekennzeichnet daß bei Anordnun- des Gerätes auf einer Straßenseite der Entfernungsbereich durch die Tastperiode des Senders eingestellt wird und man die Empfängerempfindlichkeit während der Empfangsperiode ansteigen läßt. 3. Ultraschall-Echogerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gerät mehrere Ultraschallsender mit verschiedenen Frequenzen abwechselnd nacheinander eingeschaltet sind und für jede dieser Frequenzen ein Ein fän- r zu eben dieser Zeit aus-eschaltet ist. p ce C 4. Ultraschall-Echogerät zur Verkehrszählung auf Fahrbahnen mit Ultraschallsender und Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender innerhalb einer Reflexionsperlode mit stetig sich ändernder Frequenz dauernd eingeschaltet ist und der Empfänger für die im Augenblick ausgestrahlte Senderfrequenz unempfindlich ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1245 864; Zeitschrift Straßenverkehrstechnik, VI, Oktober 1962, Heft 10.