DE1280599B - Vorrichtung zum Zaehlen sich bewegender Gegenstaende unter Verwendung einer Lichtschranke - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4WWW> PATENTAMT Int. Cl.:

G 06m

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 42 m7 - 11/00

Nummer: 1280 599

Aktenzeichen: P 12 80 599.1-53 (J 29737)

Anmeldetag: 29. Dezember 1965

Auslegetag: 17. Oktober 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zählen sich bewegender Gegenstände unter Verwendung einer Lichtschranke und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Zählen von vorüberfahrenden Kraftfahrzeugen.

Während das Prinzip der Erfindung in einer Vielzahl von Anwendungen ausgenutzt werden kann, setzt das Zählen von Kraftfahrzeugen nicht nur eine Vorrichtung gemäß der Erfindung den härtesten Betriebsbedingungen aus, sondern dabei wird das Prinzip der Erfindung auch am besten erläutert.

Lichtundurchlässige Körper werden seit langem durch die Benutzung von Lichtstrahlen, die quer zu dem zu durchfahrenden Weg auf eine Photozelle gerichtet sind, gezählt. Verschiedene Hilfsmittel wurden verwendet, um den Anwendungsbereich, die Flexibilität und die Empfindlichkeit solcher Geräte zu erhöhen. Eines dieser Hilfsmittel, durch das die Empfindlichkeit des Gerätes erhöht wurde, bestand in der Verwendung einer modulierten Lichtquelle, eines Photozellenempfängers und eines auf die Modulationsfrequenz abgestimmten Verstärkers. Geräte, die dieses Arbeitsprinzip verwendeten, sind benutzt worden, um die Entfernung vom Erdboden bis zur Wolkendecke zu messen. Bei diesem Anwendungsbeispiel sendet eine modulierte Lichtquelle einen Lichtstrahl senkrecht nach oben, um einen Lichtfleck auf der Unterseite der Wolke zu erzeugen. Ein Photozellenempfänger, der einen abgestimmten Verstärker aufweist, wird längs des Meridians bewegt, bis er den Lichtfleck auf der Wolke entdeckt. Durch Dreiecksberechnung wird die Wolkenhöhe errechnet. Geräte dieser Art arbeiten auch bei hellem Tageslicht, obwohl dann das Licht der Umgebung einige hunderttausend Mal stärker als das modulierte Licht ist.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung zur Fahrzeugzählung wird eine stabförmige Glimmentladungslampe die senkrecht zur Fahrbahn angeordnet ist, mittels optischer Einrichtungen verkleinert abgebildet und die Lichtintensität der Abbildung abgetastet und das Abtastergebnis einer Photozelle zugeführt, die über einen Verstärker eine Zählvorrichtung betätigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Empfindlichkeit solcher Geräte weiter zu erhöhen. Dies wird bei einer Vorrichtung zum Zählen sich bewegender Gegenstände unter Verwendung einer Lichtschranke, deren Licht von einer Glimmentladungslampe geliefert wird und bei fehlenden Gegenständen auf eine Photozelle fällt, dadurch erreicht, daß die Glimmentladungslampe in an sich bekannter Weise Bestandteil eines selbständigen Kippgenerators ist und daß am Ausgang der Photo-

Vorrichtung zum Zählen sich bewegender
Gegenstände unter Verwendung einer
Lichtschranke

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Busch, Patentanwalt,

7030 Böblingen, Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:
Walter Kennedy French,
Montrose, N.Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 30. Dezember 1964
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zelle ein selektiver Verstärker angeordnet ist, dessen untere Grenzfrequenz weit oberhalb der Frequenz des Kippgenerators liegt, so daß nur die in der sehr steilen Wellenfront, die sich nach einer Unterbrechung des Lichtstrahles ausbildet, enthaltenen hohen Frequenzanteile verstärkt werden und einen Zähler betätigen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Ausgang des Verstärkers über eine UND-Schaltung, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang des Kippgenerators verbunden ist, an den Zähler angeschlossen, derart, daß dieser nur nach einer Unterbrechung des von der Glimmentladungslampe des Kippgenerators herrührenden Lichtes betätigt wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich

aus der genaueren Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung, in der schematisch die Wirkungsweise der Erfindung dargestellt ist.

In der Zeichnung ist die gepflasterte Fläche, auf der ein Lichtfleck 12 abgebildet ist, Teil einer Fahrbahn, über die die zu zählenden Fahrzeuge fahren. Es kann die Durchfahrt neben einem Zollhaus, eine offene Landstraße, eine Geschäftsstraße oder der Eingang eines Parkplatzes sein. Wo immer es auch sei, wird das Pflaster durch Sonnenlicht, Straßen-

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beleuchtung (einschließlich des Lichtes von Quecksilberdampflichtbogen) Neon. - Lichtreklame und Fahrzeugscheinwerfern beleuchtet. Es wird auch, was wichtiger ist, durch die in dem Gehäuse 10 befindliche Blitzlichtquelle beleuchtet. In diesem Gehäuse ist eine 0,6-Watt-Neon-Glimmentladungslampe mit einer Kippgeneratorschaltung verbunden, um ungefähr 1000 Lichtblitze pro Sekunde zu erzeugen. Die Kippfrequenz ist unwesentlich. Die Lichtblitze könnten ebenso gut über einen manuell betätigten Schalter oder durch eine andere Vorrichtung erzeugt werden. Es ist jedoch zweckmäßig, einen Kippgenerator wegen seiner Billigkeit zu verwenden. Die Linse 11 bildet das durch die Glimmentladung der Neon-Glimmentladungslampe erzeugte Licht als einen beleuchteten Fleck 12 auf dem Straßenpflaster ab.

Die Linse 13 bildet den Lichtfleck 12 auf dem Straßenpflaster auf der Photozelle 14 ab. Die Photozelle 14 bewirkt, daß in der Abwesenheit eines Fahrzeugs eine Folge von Rechteckimpulsen mit einer Impulsfolgefrequenz von 1 KHz auf der Leitung 16 erscheint. Der Verstärker 17 ist so ausgelegt, daß er alle Signale unterhalb des Frequenzbereichs von 30 bis 50 KHz dämpft und nur die Signale oberhalb dieses Frequenzbereiches verstärkt. Daher wird der Verstärker 17 durch das mit der Frequenz von 1 KHz erfolgende Aufblitzen nicht beeinflußt und spricht nur auf die unendlich steile Wellenfront an, die beim Einschalten der Lichtquelle entsteht. Die Frequenzkomponenten in dieser Wellenfront überschreiten die Grenzfrequenz des Verstärkers 17 um einen reichlich gewählten Sicherheitsabstand. Jedoch ist als Sicherung gegen Interferenz durch andere Blitzlichtquellen zusätzlich die UND-Schaltung 18 vorgesehen. Um daher sich wiederholende Ausgangssignale an der Ausgangsklemme 19 zu erhalten, wird das Ausgangssignal des Kippgenerators 10 über die Leitung 15 dem einen Eingang der UND-Schaltung 18 zugeführt, deren anderen Eingang das Ausgangssignal des Verstärkers 17 zugeleitet wird. Diese besondere Vorsichtsmaßregel schützt vor der Möglichkeit, daß die Photozelle 14 in der gleichen Weise durch das Blitzlicht einer anderen Lichtquelle als der Neon-Glimmentladungslampe beeinflußt wird. Während Versuche, die zeigen sollten, daß dies in der Tat ein Problem darstellt, nicht das erwartete Ergebnis hatten, bildet die UND-Schaltung 18 eine zusätzliche Sicherheit. Metallfadenlampen weisen, da sie den Faden zum Glühen bringen müssen, keine genügend schnelle Ansprechzeit auf. Die zur Lichtreklame verwendeten Neon-Lampen, die aus einer sinusförmigen Spannungsquelle gespeist werden, haben ebenfalls keinen Einfluß auf die Vorrichtung.

Die Ausgangsklemme 19 wird bei Abwesenheit eines Fahrzeugs auf dem Straßenpflaster durch ein impulsförmiges Signal gespeist, daß eine Impulsfrequenz von 1 KHz aufweist. Dies ist in der Tat das volle Äquivalent eines kontinuierlich an den Ausgangsklemmen vorhandenen Potentials. Sobald ein Fahrzeug über den Lichtfleck 12 fährt und damit das zur Photozelle gelangende licht unterbricht, ist an der Ausgangsklemme 19 so lange kein Ausgangspotential vorhanden, als das Fahrzeug gegenwärtig ist. Das Verschwinden des Ausgangssignals kann durch geeignete logische Schaltungen invertiert werden und deren Ausgangssignal einem Zähler oder einer anderen Schaltung zugeleitet werden.

Während der Lichtweg zu und von dem Straßenpflaster so dargestellt wurde, daß der Einfallswinkel gleich dem Reflexionswinkel ist, ist diese Bedingung nicht notwendig, obgleich sie zu der Empfindlichkeit des Gerätes beiträgt. Das Straßenpflaster ist offensichtlich kein Spiegel und es ist auch kein optisch weiches Material. Daher ist nur erforderlich, daß die Lichtquelle auf dem Straßenpflaster und das dort von ihr erzeugte Bild auf der Photozelle abgebildet wird.

Ein Vorteil des Gerätes, der zur besseren Unterscheidung zwischen den Fahrzeugen ausgenutzt werden kann, besteht darin, daß der Lichtfleck 12 auf dem Straßenpflaster als ein länglicher Lichtfleck abgebildet werden kann, dessen längere Abmessung sich quer zur Richtung des Verkehrsflusses erstreckt. Das erlaubt das Benutzen breiterer Verkehrswege, ohne daß die Gefahr besteht, daß Fahrzeuge von dem Lichtstrahl nicht erfaßt werden, während gleichzeitig eine minimale Ausdehnung des Lichtflecks in der Richtung des Verkehrsflusses eine gute Auflösung ermöglicht.

Durch den einfachen Kunstgriff, ein Hochpaßfilter und eine Lichtquelle zu verwenden, die in der Lage ist, eine Wechselbeleuchtung mit einer Änderungsgeschwindigkeit zu erzeugen, die gegen Unendlich geht, ist die Störunterdrückung und Empfindlichkeit des Gerätes merklich verbessert worden. Wegen des geringen Leistungsbedarfs und der billigen Bauteile wurden die Gesamtkosten des Gerätes so verringert, daß ihre zahlreiche Anwendung in Geschäftsstraßen zur Steuerung des Verkehrs möglich ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zählen sich bewegender Gegenstände unter Verwendung einer Lichtschranke, deren Licht von einer Glimmentladungslampe geliefert wird und bei fehlenden Gegenständen auf eine Photozelle fällt, dadurchgekennzeichnet, daß die Glimmentladungslampe in an sich bekannter Weise Bestandteil eines selbständigen Kippgenerators ist und daß am Ausgang der Photozelle ein selektiver Verstärker angeordnet ist, dessen untere Grenzfrequenz weit oberhalb der Frequenz des Kippgenerators liegt, so daß nur die in der sehr steilen Wellenfront, die sich nach einer Unterbrechung des Lichtstrahles ausbildet, enthaltenen hohen Frequenzanteile verstärkt werden und einen Zähler betätigen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Verstärkers über eine UND-Schaltung, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang des Kippgenerators verbunden ist, an den Zähler angeschlossen ist, derart, daß dieser nur nach einer Unterbrechung des von der Glimmentladungslampe des Kippgenerators herrührenden Lichtes betätigt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-PatentschriftNr. 2 967 948.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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