DE1284137B - Anordnung zum Anzeigen eines Objekts auf oder vor einer Flaeche - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Anzei- so geschaltet sein, daß er nur solche Impulse vergen eines Objekts auf oder vor einer Fläche unter stärkt und weiterleitet, die eine vorbestimmte Maxi-Verwendung eines Ultraschallsenders und -empfän- malamplitude überschreiten. Das Prinzip der Erfingers. dung und beispielhafte Ausführungsformen werden

Für diesen Zweck, insbesondere für Anzeige und 5 an Hand der Zeichnungen erläutert. Es stellt dar Zählung von Fahrzeugen im Straßenverkehr sind F i g. 1 eine Prinzipskizze zur Klarstellung des Erschon die verschiedensten Anordnungen vorgeschla- findungsgedankens,

gen worden. Sie bestanden im wesentlichen aus Me- Fig. 2A und 2B eine Anwendungsmöglichkeit der

tallanzeigevorrichtungen, magnetischen Schleifen, erfindungsgemäßen Anordnung auf Parkplätzen oder photoelektrischen Zellen, pneumatischen Schläuchen, io in Großgaragen,

Radareinheiten und Infrarotanzeigern. Den meisten Fig. 2C und 2D eine andere Anwendungsmög-

Anordnungen mangelt es an hinreichender Unter- lichkeit der Erfindung auf Straßen als Fahrzeugzähler scheidung zwischen Fahrzeugen und Menschen oder und -Unterscheidungsvorrichtung, Tieren. Einige dieser Einrichtungen sind in ihrer Wir- F i g. 3 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Aus-

kungsweise sehr witterungsabhängig, andere haben 15 führungsform der Erfindung bei deren Verwendung hohe Anschaffungs- und/oder Betriebskosten. als Fahrzeuganzeige- und -zählsystem auf einem

Weiter ist es bekannt, in einem Ultraschall-Sende- Parkplatz oder in einer Großgarage, Empfangsgerät den Sender und ein Gatter von einem Fig. 4A, 4B und 4C typische Wellenform-Dia-

Taktgeber zu steuern. gramme an verschiedenen Punkten des Schemas nach

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zum 20 Fig. 3, aus denen die Verwendung der Gatter zur Anzeigen eines Objekts auf oder vor einer Fläche Unterscheidung zwischen den reflektierten Impulsen zu schaffen, die obige Mängel nicht aufweist. Erfin- ersichtlich ist,

dungsgemäß wird dies unter Verwendung eines Ul- Fig. 5A und 5B typische Steuerwellenformen für

traschall-Sende-Empfangsgerätes dadurch erreicht, die Relais und Relaisstellungen, aus denen hervordaß ein Taktgeber in an sich bekannter Weise sowohl 35 geht, wie der Durchgang einer Person durch den einen Sender als auch ein Gatter steuert und daß dem Kontrollbereich festgestellt wird, Gatter ein Zeitglied zugeordnet ist, welches das Gat- Fig. 6A, 6B und 6C die Anwendung der Erfin-

ter während der Zeiten öffnet, in welchen an dem dung bei einem Fahrzeug, etwa einem Kabriolett, desEmpfänger vom Objekt reflektierte Impulse erwartet sen Hauptflächen keine Ultraschallenergie zu reflekwerden, und dann schließlich, wenn von der Fläche 30 tieren vermögen, um dieses nur einmal zu zählen, reflektierte Impulse erwartet werden. F i g. 7 A und 7 B Steuerwellenformen für die Relais

Auf diese Weise wird etwa gegenüber Funkpeilung, und Relaisstellungen, aus denen hervorgeht, wie trotz Echolotung usw. zwischen reflektierten Impulsen un- des Ausfalls der Reflexion, z. B. durch das Gewebeterschieden, die vom Objekt oder von der Fläche deck eines Kabrioletts, nur eine einmalige Registriekommen. Dabei gestattet die Erfindung, z. B. bei Ver- 35 rung des Objekts erfolgt,

kehrsmessungen, Fahrzeuge unterschiedlicher Größe F i g. 8 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemä-

getrennt oder nur Fahrzeuge einer bestimmten Größe ßen Anordnung unter Verwendung nur eines Transzu registrieren. duktors sowohl als Sender wie auch als Empfänger,

In einer bevorzugten Ausführungsform öffnet ein F i g. 9 ein Blockdiagramm zur Verwendung der

Zeitglied ein weiteres Gatter, unmittelbar bevor von 40 Erfindung an einer Straße zum Zählen und Unterder Fläche reflektierte Impulse erwartet werden, und scheiden (PKW, LKW) der einen Straßenabschnitt ein Objektzähler vollendet die Anzeige eines Objekts passierenden Fahrzeuge,

als Folge des Empfanges von von der Fläche reflek- Fig. 1OA in Wellenform die Öffnungszeiten der in

tierten Impulsen nach dem Empfang von vom Objekt F i g. 9 verwendeten Gatter, reflektierten Impulsen. 45 F i g. 1OB in der Anordnung nach F i g. 9 verwen-

Ferner kann auch ein Zeitglied ein weiteres Gatter, dete Relaiskreise,

unmittelbar bevor von der Fläche reflektierte Impulse Fig. HA und HB Vielfachreflexionen bei der

erwartet werden, öffnen und ein Objektzähler oder Anwendung der Erfindung auf einen Unterstellplatz -detektor die Anwesenheit eines Objekts auf den bzw. einer Garage mit einer niedrigen unebenen Empfang von vom Objekt reflektierten Impulsen re- 50 Decke.

gistrieren und dabei die Abwesenheit von entspre- Nach Fig. 1 besteht eine erfindungsgemäße An-

chenden von der Fläche reflektierten Impulsen wahr- Ordnung im wesentlichen aus einem Ultraschallsennehmen. der T und -empfänger R zum Empfang der von einer

Zur Registrierung und Zählung von Objekten ver- Fläche F oder einem Objekt O reflektierten Ultraschiedener Größe ist es vorteilhaft, daß in einer erfin- 55 schallwellen des Senders T. Der Sender T arbeitet dungsgemäßen Anordnung ein Zeitglied ein Gatter nicht kontinuierlich, sondern sendet, von einem Taktöffnet, wenn von einem großen Objekt reflektierte geber 88 gesteuert, nur kurze Impulse. Die Impuls-Impulse erwartet werden, und ein weiteres Zeitglied folge wird so gewählt, daß ein neuer Impuls erst nach ein anderes Gatter öffnet, wenn von einem kleineren der Zeit gesendet wird, die der vorhergehende Impuls Objekt reflektierte Impulse erwartet werden. 60 benötigt, um vom Sender T über die Reflexionsfläche F

Vorzugsweise weisen zur Verwendung der Anzeige zum Empfänger R (Strecke Z₂) zu gelangen. Die empvon unerwünschten Objekten die im Empfangsteil fangenen Impulse werden an ein Gatter G weiterangeordneten Verstärkerkreise Impulsintegriermittel geleitet.

auf, die erst nach Erhalten einer vorbestimmten Im- Der Taktgeber 88 steuert gleichzeitig noch ein

pulszahl einen Zählimpuls an die Zähleinrichtung 65 Zeitglied Z, welches seinerseits das Gatter G steuert, weiterleiten. Das Zeitglied Z öffnet das Gatter G während der Zei-

Außerdem kann der Empfänger für Unterschei- ten, in welchen von einem Objekt O reflektierte Imdung von gut oder schlecht reflektierenden Objekten pulse vom Empfänger R empfangen und am Gatter G

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erwartet werden, und schließt das Gatter G, wenn von Das erfindungsgemäße Gerät kann beispielsweise

der Fläche F reflektierte Impulse erwartet werden. mit einer Frequenz von 20 kHz betrieben werden.

Auf diese Weise gelangen zu der Anzeige- oder Zähl- Der negative Auslöseimpuls des Taktgebers 88

vorrichtung C nur Impulse, die von einem Objekt wird außerdem zum Auslösen des in der zweiten

reflektiert worden sind. 5 Reihe des Blockdiagramms nach F i g. 3 gezeigten

Durch die Wahl des Öffnungszeitpunktes in bezug Zeitgliedes verwendet. Die Kombination der diesen

auf die maximal mögliche Reflexionszeit eines Im- Teil der Gesamtschaltung bildenden Zeitkreise 93,

pulses und die Öffnungsdauer des Gatters G können 93', 93" und Inversionsverstärker 94 stellen aufein-

der Anzeigevorrichtung noch Informationen z. B. anderfolgende Serien von Stromkreisen dar, indem über die Objektgröße h mitgeteilt werden. io der Ausgang eines jeden Inversionsverstärkers zum

Die Erfindung wird noch an einigen praktischen Auslösen des nächstfolgenden Zeitkreises verwendet

Beispielen erläutert. wird. Der erste Zeitkreis 93 dient zur Bildung einer

Eine Anwendungsmöglichkeit ist die Bestimmung Zeitkonstanten von fünf Millisekunden durch die, wie

des jeweils verfügbaren Parkraumes auf Parkplätzen nachstehend erläutert werden soll, die maximale oder in Großgaragen. 15 Größe des Fahrzeuges, welches durch das Gerät an-

Die Fig. 2A und 2B zeigen eine Anbringungs- gezeigt werden kann, gegeben ist. möglichkeit von Sender T und Empfänger R z. B. Dieser im Zeitkreis 93 entstehende Rechteckimüber der Ein- und/oder Ausfahrt einer Großgarage. puls ist in Fig. 4A in Wellenform »e« gezeigt. Die Passiert kein Fahrzeug die Ein- oder Ausfahrt, so Hinterkante dieser Rechteckwelle wird zum Auslösen wird der Ultraschallimpuls 1 vom Garagenboden re- 20 des folgenden Zeitkreises 93' verwendet. Der in dieflektiert (F i g. 1 A). Fährt ein Fahrzeug 51 durch den sem Kreis gebildete Impuls hat eine Impulsbreite von Schallbereich, so wird der Schallimpuls 2 z. B. vom 9 Millisekunden (vgl. Wellenform »/« in Fig. 4A). Dach des Fahrzeuges 51 reflektiert (Fig. 2B). Die Das Sende-Empf angsgerät wird über der Fahrbahn Auswertung zur Anzeige der verschieden reflektierten in einer Höhe weit über der Höhe des größten zu erImpulse 1 und 2 erfolgt bevorzugt mit einer Anord- 25 fassenden Fahrzeuges, und zwar so angeordnet, daß nung, wie sie als Blockdiagramm in F i g. 3 dargestellt die bei einer gegebenen Impulsfolgefrequenz für einen ist. Impuls zum Fortschreiten vom Sender zur Fahrbahn Bei dieser Ausführungsform der Erfindung besteht und zum Zurückreflektieren zum Empfänger aufder Taktgeber oder Impulsgenerator 88 aus einem gewendete Zeit ausreicht, um die Betätigung verschieeinzigen Eintakt-Sperrschwinger (s. die Wellenform 30 dener Teile der Schaltung entsprechend den Unter- »a« in Fig. 4A), der an seinem Ausgang α einen den scheidungszeitintervallen vorzugsweise so zu bewerkgesamten Stromkreis auslösenden negativen Impuls stelligen, daß jeder Impuls in reflektierter Form zudurchläßt. Das Zeitintervall zwischen den Auslöse- rückempfangen wird, bevor das Senden des nächsten impulsen ist einstellbar. Impulses erfolgt. In der im Moment der Sendung In der nachfolgenden Schaltung V2 erhält der Im- 35 eines Impulses beginnenden ersten Periode wird der puls eine definierte Impulsdauer von 1 Millisekunde Empfänger für die Zeit des Impulsdurchlaufes zwi-(Wellenform »ö« in Fig. 4A) und stößt einen Paral- sehen dem Sender, der oberen Fläche des anzuzeigenlelschwingkreis 90 an. Der Ausgang dieses Parallel- den höchsten Fahrzeuges und dem Empfänger geschwingkreises 90 (Wellenform »c« inFig. 4A) führt sperrt. Durch diese erste Periode wird die obere über ein Bandfilter 91 und einen Leistungsverstärker 40 Grenze für die Höhe der Fahrzeuge festgelegt, die 92 zum Schallsender T, welcher diesen 1-Millisekun- durch das System erfaßt werden können, da die Reden-Impuls als gerichtete Welle ausstrahlt, die dann flexionen von irgendeinem höheren Fahrzeug den den Boden der Aus- und Einfahrt trifft, in welcher Empfänger innerhalb der Zeit erreichen würde, in der Verkehr angezeigt oder gezählt wird. der er unwirksam ist. Dieser ersten Periode folgt eine Die durch den Impulsgenerator 88 erzeugten ne- 45 zweite, die mit dem Ende der ersten Periode beginnt gativen Auslöseimpulse tasten den Schallsender ab- und den Zeitraum kennzeichnet, in welchem am hängig von den Sendeimpulszeitkonstanten aus. Die Empfänger Impulse erwartet werden, die von der für die Zeitkonstante bestimmten, in den in Fig. 3 höchsten noch erfaßbaren Fahrzeugfläche sowie einer skizzierten Übersichtsstromkreisen erscheinenden angenommenen niedrigsten Fahrzeugfläche oder da-Werte sind in Abhängigkeit von der Anordnung bzw. 50 zwischenliegenden Flächen reflektiert werden. Wäh-Unterbringung der Schallsender und Empfänger in rend dieser Periode ist der Empfänger wirksam, um bezug auf die bei irgendeiner besonderen Anwendung auf diese Weise jeden reflektierten Impuls aufzufanverwendete Reflexionsfläche und von den Größen der gen und die Betätigung des Anzeigeelementes zu veranzuzeigenden Objekte veränderbar. Die Werte dieser anlassen. Jedes zwischen der Fahrbahn und dem in F i g. 3 angegebenen Zeitkonstante beruhen auf der 55 Sende-Empf angsgerät befindliche Fahrzeug reflektiert willkürlichen Annahme, daß Schallsender und -emp- somit einen Impuls zum Empfänger, wenn dieser fänger im Abstand von 3,05 m über dem Boden einer wirksam ist, um die Fahrzeuganzeigekreise anzu-Parkstelle (bzw. -garage) angebracht sind und daß regen.

kein anzuzeigendes Fahrzeug die Höhe von 2,285 m Dieser zweiten Periode folgt eine dritte, die sich überschreitet. 60 über einen Zeitraum, kurz bevor und kurz nachdem Es sei an dieser Stelle ferner bemerkt, daß die am Empfänger R von der Fläche reflektierte Impulse Bezeichnung »Ultraschall« im Rahmen der Erfindung erwartet werden, erstreckt. Während dieser dritten jede durch die physikalische Vibration (zum Unter- Periode spricht der Empfänger auf empfangende Imschied von elektromagnetischen Wellen) erzeugte pulse an und betätigt die Erdschlußanzeigekreise. So-Wellenbewegung bei Frequenzen über dem Hörbar- 65 mit erreicht jeder nicht von einem Fahrzeug, sondern keitsbereich des menschlichen Ohres, d. h. von von der Fahrbahn reflektierte Impuls den Empfänger, 15 000 oder 20 000 Hz und höher, anbetrifft bzw. wenn die Erdschlußanzeigekreise wirksam sind, umfaßt. Am Ende dieser dritten Periode wird vorzugsweise

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ein neuer Impuls gesendet und damit ein weiterer platzes oder einer Parkgarage angeordnet und werden Zyklus eingeleitet. die Zählimpulse einem Differentialzähler zugeleitet

Dies ist jedoch nicht von ausschlaggebender Be- (in Fig. 3 Leitung 48 und 49 zu Zähler 50), so kann deutung, da zwischen dem Augenblick des Empfangs zu jedem beliebigen Zeitpunkt der verfügbare freie eines von der Erde reflektierten Impulses und dem 5 Parkraum festgestellt werden. Beginn der nächsten Folge von Vorgängen eine hin- Unter Bezugnahme auf Fig. 2A und 2B sollen

reichend lange Pause vorhanden sein kann oder ein- Sender T und Empfänger R etwa 3,05 m über dem ander aufhebende Zyklen überlagert werden können, Boden der zu überwachenden Fahrbahn angebracht um Impulse zu verhindern, die falsch wirken. sein. Zur Vereinfachung wird die Schallgeschwindig-

Jeder Impuls der vom Sender T ausgestrahlten ent- io keit mit 305 m/Sek. angenommen. Die Laufzeit jedes weder den Boden oder irgendeine andere reflektie- Impulses von Sender T über den Fahrbahnboden zum rende Fläche treffenden Ultraschallenergie wird an Empfänger R beträgt dann etwa 20 Millisekunden, den Empfänger!? zurückreflektiert. Wie aus Fig. 3 Wenn das Fahrzeug in Fig. 2B 1,524m hoch ist, ersichtlich, wird jeder reflektierte, vom Empfänger R wird jeder vom Oberteil (Verdeck) des Fahrzeuges aufgefangene 20 kHz-Impuls durch ihn in ein schwa- 15 51 reflektierte Ultraschallimpuls vom Empfänger R ches elektrisches Signal mit einer Frequenz von annähernd 10 Millisekunden nach seinem Aussenden 20 kHz umgewandelt. Dieses schwache Signal wird vom Sender T aufgefangen.

zuerst durch einen Eingangs-Transformator 96 und Unter normalen Bedingungen wird der Taktgeber

dann durch zwei abgestimmte Verstärker 97, 97' ver- 88 auf eine Impulsfolge von etwa dreißig Impulsen stärkt. Der Ausgang des zweiten abgestimmten Ver- 20 pro Sekunde eingestellt. Bei dieser Impulsfrequenz stärkers 97' (s. Wellenform»/!« in Fig. 4A) wird sendet der Sender T alle 33 Millisekunden einen durch einen Gleichrichter-Siebkreis 98 geleitet, der Impuls aus, so daß ein reflektierter Impuls etwa mit dem resultierenden negativen Impuls von der in 20 Millisekunden nach seiner Aussendung vom Emp-Fig.4A ersichtlichen Wellenform»p« die Gatter fängerR empfangen wird, wenn sich kein Fahrzeug VSG und V5V speist, die direkt mit Zeitgliedern 95 35 im Meßbereich befindet.

bzw. 95'verbunden sind. Aus Fig. 4A ist ersichtlich, daß die Zeitkreise

Hierdurch wird erreicht, daß die Gatter VSG und beim Verstreichen von 20 Millisekunden zwischen VSV die empfangenen Impulse nur durchlassen, der Sendung eines Impulses und dem Empfang seiner wenn infolge der Abschaltung der Zeitglieder 95 bzw. Reflexion (»n« in Fig. 4A) vom Boden einer Pe-95' (Wellenformen »g« und »m« in Fig. 4A) in 30 riode von 5 Millisekunden zur Begrenzung der maxiihrem Anodenstromkreis ein hohes positives Poten- malen Fahrzeughöhe, 9 Millisekunden »F«-Austial auftritt. tastung, einen 5-Millisekunden-Zwischenraum (»Aus-

Ist z.B. das Gatter VSG geöffnet, d.h., das Zeit- tast-Abstands-Periode«) und 1 Millisekunde der 5-glied 95 ist abgeschaltet, wird an den Inversionsver- Millisekunden-»G«-Austastung abstecken. Auf diese stärker 94, F 6 G, ein hoher positiver Impuls gelief ert. 35 Weise erscheint die reflektierte Bodenwelle zugleich In ähnlicher Weise arbeiten Gatter F 5 F, Zeitglied an den Gittern der ausgetasteten Gatter F 5 G und 95' und der Inversionsverstärker 94 und F6F zu- F5 F, wenn das Gatter F5 F gesperrt und das Gatsammen. Dabei sind die Gatter F5G und F5F nie ter F5G leitend ist, was zu einem negativen Impuls zur gleichen Zeit geöffnet, da die Zeitglieder 95 und im Punkt »r« führt, jedoch keine Potentialänderung 95' verschieden gesteuert sind. 40 in dem Punkt »i« ergibt. Solange kein Fahrzeug vor-

Jeder reflektierte Impuls, der vom Empfänger R handen ist, erscheinen in dem Punkt »r« negative während der Zeit empfangen wird, in welcher das Impulse dreißigmal in der Sekunde. Dadurch wird Gatter F5G geöffnet ist, erzeugt am Eingang r des die Relaissteuertriode F7G gesperrt (Fig. 4C), und Inversionsverstärkerteils V 6 G einen negativen Im- das Relais RG bleibt im abgefallenen Zustand. Zu puls (Wellenform »m« in Fig. 4A) ebenso wie jeder 45 derselben Zeit treten keine negativen Impulse im empfangene reflektierte Impuls bei Öffnung des Gat- Punkt »i« auf, so daß die Relaissteuertriode F 7 F ters F5 F am Eingang des Inversionsverstärkerteils nicht gesperrt und das Relais RV erregt ist. F6F einen negativen Impuls bewirkt (Wellenform Sobald ein Fahrzeug51 im Meßbereich (Fig. 2B)

»g« in Fig. 4B). erscheint, wird die Bodenreflexion unterbrochen und

Im vorliegenden Beispiel sind die Verstärkerkreise 50 die vom Oberteil des Fahrzeuges reflektierte Welle F6G und V6V durch eine geeignete Kondensator- vom Empfänger R aufgefangen. Wie der Fig. 4B schaltung derart hergerichtet, daß sie erst einen die entnommen werden kann, wird diese neue Reflexion Relais RG und RV steuernden Impuls an die Steuer- (»n«) etwa 10 Millisekunden nach der Aussendung trioden F7G und F7F weiterleiten, wenn an ihren aufgefangen, und zwar während der durch die Zeit-Eingängen r bzw. t etwa zehn aufeinanderfolgende 55 kreise abgesteckten »F«-Austastperiode. Hierdurch negative Impulse aufgetreten sind. In Fig. 4C sind treten am Eingang »i« des Inversionsverstärkerteils die Beziehungen zwischen den im Punkt r oder t auf- V6V negative Impulse auf, und es wird die Relaistretenden negativen Impulsen, der Entstehung des steuertriode F7F gesperrt, wodurch das Relais JRF negativen Potentials im Punkt u oder χ und des Stro- abfällt. Zur gleichen Zeit erscheinen die reflektierten mes im Punkt w oder y der Steuertrioden F7G und 60 Impulse (»n«) an dem Gitter der Triode F7G aber F7F und das sich daraus ergebende Ansprechen und in einem Zeitpunkt, in dem sie zuverlässig gesperrt Abfallen der Relais RG oder RV graphisch darge- ist. Die negativen Impulse, durch die das Abschaltstellt, potential an dem Gitter der Relaissteuertriode F 7 G Über die Relais RG und RV, die niemals gleichzei- gehalten wurde, verschwinden auf diese Weise, wotig erregt sind, werden die Impulse an einen geeigne- 65 durch die Triode F7G leitend wird und das Relais ten Zähler 50 weitergeleitet. RG kommt.

Ist z. B. je eine dieser oben beschriebenen Anord- Beim Durchfahren eines Fahrzeuges durch die

nungen über der Einfahrt bzw. Ausfahrt eines Park- Anzeigefahrbahn spricht daher das Relais RG an,

während das Relais RV abfällt und der Stromkreis zu pulse in der Wellenform »i« den von einer Person dem die Durchfahrt des Fahrzeuges anzeigenden und während der »Ein«-Periode der »F« Austastung rezählenden Differential-Impulszähler 50 ist somit ver- flektierten Impulsen entsprechen,
vollständigt. Aus diesen Wellenformen erkennt man, daß die in

Nach erfolgter Durchfahrt des Fahrzeuges werden 5 Verbindung mit V6V stehende Kondensatorschal-Impulse vom Boden reflektiert und während der tung beim Durchschreiten einer Person mit ziemlich »G«-Austastperiode aufgefangen; der Stromkreis wird hoher Geschwindigkeit durch den Meßbereich, worn seinen normalen Zustand zurückgeführt, in wel- durch die Bodenreflexion (Wellenform »r«) nur für chem das Relais RG abgefallen und das Relais RV eine kurze Periode unterbrochen wird, nicht hinreierregt ist. io chend entladen wird, um der Spannung an dem Gitter

Ein in weniger als 5 Millisekunden reflektierter der Relaissteuertriode Vl G (Wellenform »κ«) zu erImpuls würde während der oberen Grenzperiode an- lauben, den Sperrbereich zu überschreiten. Auf diese kommen und ein Ansprechen in jedem der Austast- Weise bleibt das Relais RG im abgefallenen Zustand kreise nicht hervorrufen, da die beiden Gatter F 5 G und der Anzeigekreis des Differentialimpulszählers und VSV zu diesem Zeitpunkt gesperrt sind. Das- 15 50 am Arbeitskontakt46 offen,
selbe gilt für reflektierte Impulse, die zwischen 15 Nimmt man andererseits an, daß eine Person hin- und 19 Millisekunden nach der Sendezeit, d. h. wäh- reichend langsam durch den Meßbereich geht, d. h. rend der Austast-Abstandsperiode aufgefangen wer- so geht, daß die Gittervorspannung der Relaissteuerden. Durch diese empfangsfreien Perioden werden triode VlG (Wellenform »κ« nach Fig. 5A) den Fahrzeuge, die höher als 2,285 m, d. h. weniger als ao Sperrbereich überschreitet, so leitet diese Triode den 0,762 m von den Transduktoren entfernt sind (weni- Anodenstrom (Wellenform »w«) und läßt das Relais ger als 5 Millisekunden Durchgangszeit für jeden RG, wie aus F i g. 5 B ersichtlich und in F i g. 5 A bei Impuls) und niedriger als 0,914m, d.h. mehr als 110 bezeichnet ist, kommen. Der Anzeigekreis bleibt 2,133 m von den Transduktoren entfernt sind (Im- nichtsdestoweniger an dem Ruhekontakt 47 offen, da pulsdurchgangszeit langer als 14 Millisekunden), as sporadische Reflexion (Wellenform »i« nach Fig. 5A) durch das Gerät nicht angezeigt. Diese Grenzen wur- von einer Person nicht ausreicht, um die Gittervorden willkürlich festgelegt und können allein durch spannung der Relaissteuertriode Vl V (Wellenform die Veränderung der entsprechenden Zeitkreise vari- »*«) unter den Sperrbereich zu bringen, so daß diese iert werden. Triode leitend bleibt und ihr Anodenstrom (Wellen-

Ein Problem bei vielen Fahrzeugdetektoren besteht 30 form »y«) durch die Leitung 53, den Arbeitskontakt darin, daß sie sowohl auf Personen und Tiere als 45 und die Windungen des Relais R V zum (+) fließt, auch auf Fahrzeuge ansprechen. Dieses Problem ist wodurch dieses Relais erregt bleibt,
z. B. auf solchen Plätzen bzw. Stellen, etwa Park- Eine sich langsam bewegende, reflektierende Gegaragen, besonders unangenehm, wo neben dem vor- genstände führende oder tragende Person wird beim erwähnten Fahrzeugverkehr reger Fußgängerverkehr 35 Durchschreiten des Meßbereichs somit nicht als ein herrscht. Die Erfindung löst dieses Problem teilweise Fahrzeug registriert, so daß das Zählen der Fahrzeuge von selbst, da die Kleidungsstücke und Haare der in der Garage unverändert bleibt.
Menschen wie auch das Fell bzw. der Pelz und das Während die Eigenschaft bestimmter Werkstoffe, Gefieder der Tiere die in der Verkehrsanzeigefahr- die Ultraschallenergie eher zu absorbieren als zu rebahn ausgestrahlten Impulse der Ultraschallenergie 40 flektieren, dazu beiträgt, daß der Erfindungsgegeneher absorbieren als reflektieren. Außerdem ist die stand Menschen und Tiere von den Fahrzeugen zu durch eine Person bedeckte Fläche im allgemeinen unterscheiden vermag, führen derartige Materialkleiner als die Bodenfläche, welche die ausgestrahlte eigenschaften im Falle von Kabrioletts und anderen Ultraschallenergie reflektiert, so daß durch die An- Fahrzeugen mit Gewebe- bzw. Stoff verdeck zu Schwiewesenheit einer Person auf der Anzeigefläche die nor- 45 rigkeiten. Die Wirkung dieser Erscheinung erkennt male Bodenreflexion nicht unterbrochen wird. Die man aus Fig. 6A, 6B und 6C, die das an einem Erfindung baut jedoch nicht allein auf diesem Phä- Kabriolett 54 vorgesehene Gewebeverdeck 55 verannomen auf, da die sich durch die Anzeigezone hin- schaulichen, welches die vom Sender T ausgesandte durch bewegenden Leute mit Gepäckstücken oder Ultraschallenergie absorbiert. Wie aus diesen Figuren ähnlichen Gegenständen beladen sein können, die 50 und den Wellenformen nach Fig. 7 A hervorgeht, beeine gewisse Ultraschallenergie reflektieren, wegt sich die »F«-Austastung, wenn das Kabriolett

Wird angenommen, daß eine Person reflektierende, 54 den Meßbereich nach Fig. 6A durchquert, durch die normale Bodenreflexion unterbrechende Gegen- eine Reihe von Reflexionen von der Haube (Wellenstände mit sich führt oder trägt, so unterscheidet die form »i« bei 116); die Reflexionen werden aber noch Erfindung dennoch zwischen Fahrzeugen und Perso- 55 einmal von dem Gepäckteil des Wagens empfangen nen entweder auf Grund der in bezug auf Fahrzeuge (Fig. 6C und Wellenform »i« bei 117, Fig. 7A). kurzen Aufenthaltszeit der Personen im Meßbereich Wenn die Reflexionen während des Hindurchbewe- oder auf Grund der vereinzelt von ihnen empfange- gens des Verdecks 55 nicht auftreten, entlädt sich die nen Reflexionen. Dies ist aus den in Fig. 5A dar- Kondensatorschaltung bei V6V, und die Gittervorgestellten Wellenformen leicht verständlich. Diese 60 spannung der Relais-Steuertriode Vl V (Wellenform Wellenformen sind an denselben Stellen in dem aus- »x«) steigt auf die Höhe des oberen Sperrbereiches getasteten Anzeigestromkreis aufgenommen worden, an. Dies würde normalerweise zum Leitendwerden wie dies in bezug auf Fig. 4C zutrifft. Die die WeI- der Triode VlV (s. die Wellenform »y« in Fig. 4C) lenformen bezeichnenden Buchstaben sind ebenfalls führen, so daß das Relais R V erregt wird,
analog. 6g Dieses Relais ist jedoch abgefallen und kann nur

Jeder negative Impuls in der Wellenform »r« ent- wieder ansprechen, wenn das Relais RG abgefallen

spricht einem Impuls der vom Garagenboden reflek- ist (Fig. 7A, Wellenform »y« bei 118). Fig. 7B

tierten Ultraschallenergie, während die negativen Im- veranschaulicht die relativen Stellungen der Relais

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während der Zeit, in der keine Ultraschallenergie vom führt die abgegebene Energie dem Sende-Empfangs-Gewebeverdeck 55 des Kabrioletts 54 reflektiert wird. Transduktor 121 während der Sendezeit und die ab-Aus dieser Figur ist leicht erkennbar, daß die mit der gegebene reflektierte Impulsenergie dem Eingangs-Leitung 53 direkt verbundene Anode der Relais- transformator des Empfängers R während der Empsteuertriode VlV offenbleibt, bis das Relais RG ab- 5 fangsperiode zwischen den Sendeimpulsen zu; für die fallt, das den Anodenkreis durch den Ruhekontakt Austastzählung dient der Zähler 50 und für die ausschließt und die Wicklungen des Relais RV mit (+) getastete Anzeige die Anzeigevorrichtung 123. verbindet. Infolge des Fehlens der Bodenreflexionen Falls einzelne Transduktoren und Differentialüber-

(Wellenform »r«) während des vollständigen Durch- tragernetzwerke für Vielfach-Überwachung verwenfahrens des Kabrioletts 54 entlädt sich die Konden- io det werden, würde der gemeinsame Sender eine Reihe satorschaltung bei V 6 G, und die Gittervorspannung von Differentialnetzwerken versorgen, von denen jeder Relaissteuerdiode VTG (Wellenform »m«) bleibt des für jeden Anzeigepunkt vorgesehen ist und seinen über dem Sperrbereich. Auf diese Weise leitet die eigenen Empfänger speist. In diesem Falle wird nur Triode VlG stetig den Anodenstrom (Wellenform ein abgeschirmtes Kabel zwischen der Kontrollstelle »ή>«), und das Relais RG bleibt erregt, bis das Kabrio- 15 und jedem Anzeigepunkt benötigt, lett 54 hindurchfährt und die Gittervorspannung an Eine andere Anwendung der Erfindung besteht in

der Triode von Vl G noch einmal in den Sperrbereich der Anzeige und Zählung des Straßenverkehrs. Bei hineingesteuert ist. Wenn die Triode VlG noch ein- der Verwendung für diesen Zweck kann eine einzige mal (bei 113 der Wellenform »λ:«) abgeschaltet wird, Anzeigeeinrichtung zwischen z. B. Personenkraftfällt das Relais RG ab, schließt den Ruhekontakt 44 so wagen und Lastkraftwagen unterscheiden und die und erlaubt dem Relais RV (bei 114 der Wellenform Fahrzeuge beider Arten zählen. Eine solche in »y«) wiederzukommen, so daß der Stromkreis in sei- Fig. 2C und 2D veranschaulichte Einheit ist mit nen normalen Zustand zurückkehrt. ihren Sendern T und Empfängern R 6,1 m über der

Die soeben erläuterte Schaltung sichert, daß nur Fahrbahn angebracht und durch Kabel mit einem eine einmalige Anzeige irgendeines Fahrzeuges, d. h. as sämtliche elektronische Geräte aufnehmenden Ausdie Sendung von nur einem Impuls zu einem Diffe- rüstungskasten 60 verbunden.

rential-Impulszähler 50 gelangt; dies auch, wenn das F i g. 9 stellt ein Blockdiagramm der elektronischen

Fahrzeug so gebaut ist, daß während seines Durch- Bestandteile solch einer Straßenverkehrsanzeigeanganges durch den Meßbereich mehr als eine getrennte Ordnung dar. Die Sende- und Empfangskreise dieser und verschiedene Folge reflektierter Impulse vom 30 Einheit sind mit denjenigen der oben beschriebenen Empfänger R aufgefangen werden. Anzeigevorrichtung für Parkplätze gleich.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht in Aus dem Vergleich der F i g. 9 mit F i g. 3 kann

seiner Wirtschaftlichkeit und in seinem bequemen man erkennen, daß die Straßenverkehrsanzeigeanord-Betrieb. Bei einer Parkgarage mit verschiedenen nung aus derselben Grundschaltung wie die Anzeige-Etagen und unterschiedlichen Parkflächen kann der 35 vorrichtung für Parkplätze zusätzlich eines dritten Verkehr in jeder Fläche angezeigt und an einem ein- Ausrast- und zugeordneten ausgetasteten Anzeigezigen Zentralstand gezählt werden. Jede zu über- kreises besteht und bestimmte Änderungen der Zeitwachende Fläche ist mit über ihren Ein- und Aus- konstanten der Zeitbestimmungskreise aufweist. Die fahrten angebrachten Sendern und Empfängern ver- Austastzeitkreise können, wie dies in Fig. 2C und sehen. In der Garage sind sämtliche Sendetransduk- 40 2 D angegeben ist, festgelegt werden, um Austastuntoren parallel zu einem gemeinsamen Sender ge- gen für Impulse zu geben, die von Flächen innerhalb schaltet. Jeder Empfangstransduktor ist über abge- verschiedener Zonen reflektiert werden. Fig. 1OA schirmte Kabel mit einem entsprechenden Empfänger zeigt die an den Anoden der verschiedenen Austastverbunden; die Ein- und Ausfahrtsempfänger für jede Trioden abgenommenen Wellenformen, welche die Fläche sind, wie oben dargelegt, an einen Differen- 45 Zeitabhängigkeit zwischen den verschiedenen Sperrtial-Impulszähler 50 angeschlossen. Alle diese Gerate, potentialen veranschaulichen. Mit α bis g sind die d. h. der gemeinsame Sender, die Empfänger und ihre Wellenformen des Impulserzeugers, der obere Sperr-Relais sowie die Zähler sind in einer Zentralstelle bereich, der »F«-Austastung, eines ersten Sperrangeordnet und mit einer gemeinsamen Energiezufuhr bereichs, der »C«-Austastung, eines zweiten Sperrverbunden, wodurch der Zusammenschluß der ge- 50 bereichs und der »G«-Austastung und mit χ und x' samten elektronischen Ausrüstung in bezug auf eine als Abszisse die Zeiten in Millisekunden und die Speicherstelle erreicht wird, so daß eine bequeme In- Abstände der Reflexionsflächen über dem Boden in standhaltung sowie Herabsetzung der Kosten durch Metern bezeichnet. Fig. 1OB zeigt die Teile der Redie Ausnutzung der Gesamteinrichtung gewährleistet lais G, C und V von drei ausgetasteten Anzeigekreiist. 55 sen mit den Zählern 75 und 73 für LKW und

Die Länge der die Sendertransduktoren mitein- PKW.

ander verbindenden Kabel oder der armierten Drähte Der Vorgang in den drei ausgetasteten Anzeige-

zwischen dem Empfangstransduktor und seinem zu- kreisen ist ähnlich demjenigen, der in Verbindung mit geordneten Empfänger ist praktisch unbegrenzt. der Anzeigevorrichtung für Parkplätze erörtert wurde.

Während bisher getrennte Sender und Empfänger 60 Die reflektierten, gleichzeitig an den drei Gattern erwähnt wurden, kann, wie in Fig. 8 gezeigt, ein VSV, V5C und V5G anliegenden Impulse können einziger Transduktor 121 sowohl zum Senden als verstärkt werden und gehen nur dann durch ein auch zum Empfangen der Wellen verwendet werden. Gatter, wenn dieses offen ist. Wenn ein Gatter offen Dies kann durch die Verwendung eines Differential- ist, sind die zwei anderen gesperrt. Durch den Empübertragers 122 im Anodenkreis des Leistungsverstär- 65 fang einer Folge reflektierter Impulse während einer kers und in Verbindung mit dem Eingangstransfor- bestimmten Gatterstellung wird an dem Gitter der mator jedes Empfängers R bewerkstelligt werden. Ein zugeordneten Relais-Steuertriode V7 V₁ VlC bzw. an sich bekanntes Differentialübertragernetzwerk 122 VlG eine negative Vorspannung erzeugt, die Triode

gesperrt und das Abfallen des zugeordneten Relais RV, RC bzw. RG bewirkt.

Wie aus Fig. 1OA und 1OB hervorgeht, verläuft die normale Bodenreflexion nach jedem Sendeimpuls innerhalb von 40 Millisekunden (die Sender-Empfängereinrichtung ist 6,1m über dem Fahrdamm angebracht), wobei jeder reflektierte Impuls in der »Ein«- Stellung der »G«-Austastung erscheint. Der normale Empfang der aufeinanderfolgenden, von dem Boden reflektierten Impulse hält das Sperrpotential an dem Gitter der Relaissteuertriode VlG aufrecht und das Relais RG entregt.

Wenn ein Wagen 56 (Fig. 2C) den Meßbereich passiert, findet keine Bodenreflexion statt. Angenommen, der Wagen 56 sei 1,524 m hoch, dann ist die is höchste Reflexionsfläche des Wagens 4,572 m von dem Sender T bzw. Empfänger R entfernt, so daß die von dieser Fläche reflektierte Ultraschallenergie etwa 30 Millisekunden nach jedem Sendeimpuls empfangen wird. Diese reflektierten Impulse werden während der Öffnungszeit des Gatters VSC empfangen und veranlassen das Abfallen des Relais RC. Da zu gleicher Zeit die normale Bodenreflexion ausfällt, wird das Relais RG erregt. Dies führt zum Schließen des Ruhekontaktes 71 und des Arbeitskontaktes 72, as die den Stromkreis des Wagenzählers 73 schließen.

Ein durchfahrender Wagen 57 (Fig. 2D) unterbricht in ähnlicher Weise die Bodenreflexion, wodurch die reflektierten Impulse 16 Millisekunden nach jedem Sendeimpuls aufgefangen werden (vorausgesetzt die Reflexionsfläche des Wagens 57 ist 3,657 m von dem Boden und 2,438 m von dem Sende-Empfangsgerät entfernt). Da die von dem Wagen 57 reflektierten Impulse während der Öffnungszeit des Gatters VSV ankommen, führt dies zum Abfallen des Relais RV, während das Relais RG infolge des Ausfalles der Bodenreflexion erregt wird. Auf diese Weise wird während des Durchfahrens des Wagens 57 über den Arbeitskontakt 71 und den Ruhekontakt 74 der Stromkreis zum Wagenzähler 75 geschlossen.

Ähnlich wie in bezug auf die Anlage für Parkplätze erläutert, fällt einmal das Relais RG oder RV ab, und es wird entweder der Arbeitskontakt 76 oder 77 geöffnet. Diese Relais können dagegen so lange nicht ansprechen, bis das Relais RG in seine normale entregte Stellung zurückkehrt, wodurch die Ruhekontakte 78 und 79 geschlossen werden. Diese Schaltung gewährleistet, daß Kabrioletts oder Lastwagen mit durch Planen abgedeckter Ladefläche nicht mehr so als einmal gezählt werden.

Infolge der kürzeren Verweilzeit von Fahrzeugen auf einer Straße im Vergleich zu den Fahrzeugen in einer Parkgarage im Meßbereich ist ein schnelleres Ansprechen der Straßenanzeigekreise erforderlich. Die negative Vorspannung am Gitter der Relaissteuertriode in der vorstehend in bezug auf einen Parkplatz beschriebenen Anlage (s. die Wellenform »κ« in F i g. 4 C) wird erst nach Empfang von neun oder zehn reflektierten Impulsen bis zum Einsatzpunkt erzeugt. Dies wurde durch eine geeignete Kondensatorschaltung erreicht. Diese Schaltung wird zur Fahrzeuganzeige auf Straßen so geändert, daß die Relaissteuertriode bereits nach dem Empfang von nur einigen wenigen negativen Impulsen gesperrt wird.

Obgleich hierdurch die Eigenschaft der Vorrichtung, Menschen zu unterscheiden, verschlechtert wird, kann dies für die Anzeige von Fahrzeugen im Straßenverkehr wohl vernachlässigt werden, da die Vorrichtung normalerweise weit weg vom Hauptfußgängerverkehr angeordnet sein wird.

Die gerade erörterten verschiedenen Austast- und Relaisstromkreise unterscheiden bei der Anzeige von Fahrzeugen im Straßenverkehr diese nach der Höhe und zählen die Fahrzeuge der verschiedenen Arten, die den Meßbereich passieren, getrennt.

Wenn die Erfindung zum Anzeigen der Gegenstände in einem engen Raum verwendet wird, muß darauf geachtet werden, daß keine falschen Signale durch Streumehrfachreflexionen erzeugt werden. Dieses Problem kann am besten an Hand der oben erläuterten Vorrichtung für Parkgaragen erklärt werden.

Fig. HA zeigt den an der niedrigen Decke81 einer Parkgarage angebrachten Sender T und Empfänger R. Die Decke 81 ist eine wabenförmige Betondecke. Wenn der Abstand vom Boden der Garage bis zum Sender-Empfängergerät 2,58 m beträgt, wird die normale Bodenreflexion bei fehlendem Verkehr im Meßbereich annähernd 17 Millisekunden nach dem Aussenden empfangen, so daß die Anzeigekreise so beschaffen bzw. eingestellt sind, daß die »G«-Austastung in dieser Zeit im »Ein«-Zustand ist.

Sobald ein Wagen 82 durch die Anzeigezone hindurchfährt, fängt der Empfänger R nicht nur die normal reflektierten Impulse 83, sondern auch die mehrfach reflektierten Impulse 84 auf. Ist der Wagen 82 etwa 1,524 m hoch, erkennt man, daß die normal reflektierten Impulse 83 etwa 2,112 m durchlaufen und während der »Ein«-Periode der »F«-Austastung 7 Millisekunden nach dem Aussenden empfangen werden. Durchlaufen die mehrfach reflektierten Impulse 84 jedoch etwa 5,181 m und werden sie etwa 17 Millisekunden nach dem Senden empfangen, so kommen sie während der »Ein«-Periode der »G«- Austastung an. Da diese so reflektierten Impulse empfangen werden, während sowohl beide Austasteinrichtungen als auch die Anzeigerelais abgefallen sind, wird der Anzeigekreis unterbrochen. Infolge dieser künstlichen Reflexionen kann das Fahrzeug entweder überhaupt nicht oder als zwei getrennte Fahrzeuge angezeigt werden (während des Durchganges des Fahrzeugvorderteils entfällt die Bodenreflexion, sie wird jedoch durch die Streureflexionen künstlich errichtet, sobald z. B. das Hinterteil des Fahrzeugs den Meßbereich passiert).

Fig. HB veranschaulicht eine erfindungsgemäße Möglichkeit, die Mehrfachreflexionen zu verhindern. Die Decke 81 wird um den Sender T und Empfänger R herum mit schalldämpfendem Material 85 abgedeckt, welches die nicht in Richtung auf den Empfänger R reflektierten Impulse 84 absorbiert und auf diese Weise Mehrfachreflexionen verhindert, die zu Falschsignalen führen können.

Während die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele der Erfindung sich allein mit der Fahrzeuganzeige durch vertikal nach unten ausgestrahlte Ultraschallenergie befassen, kann die Erfindung auch zum Anzeigen, zur Feststellung von Unterschieden und zum Zählen anderer Ultraschall reflektierender Gegenstände verwendet werden, wobei das Sende-Empfangsgerät die Impulse in beliebiger Richtung aussendet. Hierbei ist es nur von Bedeutung, daß hinter dem anzuzeigenden Gegenstand eine Reflexionsfläche senkrecht zur Senderichtung der Impulse angeordnet ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Anzeigen eines Objekts auf oder vor einer Fläche unter Verwendung eines Ultraschallsenders und eines -empfängers, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taktgeber (88) in an sich bekannter Weise sowohl einen Sender (Γ) als auch ein Gatter (G, V5 V, V 5 C) steuert und daß dem Gatter (G, V 5 V, V 5 C) ein Zeitglied (Z, 95', 95", 95'") zugeordnet ist, das das Gatter (G, F 5 F, F 5 C) während der Zeiten öffnet, in welchen an dem Empfänger (R) von dem Objekt (O) reflektierte Impulse erwartet werden, und dann schließt, wenn von der Fläche (F) reflektierte Impulse erwartet werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitglied (Z, 95) ein weiteres Gatter (G, V5 G), unmittelbar bevor von der Fläche (F) reflektierte Impulse erwartet werden, öffnet, und daß ein Objektzähler (C, 50) die An- ao zeige eines Objektes (O) als Folge des Empfangs von von der Fläche (F) reflektierten Impulsen nach dem Empfang von vom Objekt (O) reflektierten Impulsen vollendet.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitglied (Z, 95) ein weiteres Gatter (G, V 5 G), unmittelbar bevor von der Fläche (F) reflektierte Impulse erwartet werden, öffnet, und daß ein Objektzähler oder -detektor (C, 50) die Anwesenheit eines Objekts (O) auf den Empfang von vom Objekt (O) reflektierten Impulsen und auf die Abwesenheit von entsprechenden von der Fläche (F) reflektierten Impulsen registriert.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitglied (95'") ein Gatter (F 5 F) öffnet, wenn von einem hohen Objekt (O) reflektierte Impulse erwartet werden und daß ein weiteres Zeitglied (95") ein Gatter (F 5 C) öffnet, wenn von einem kleineren Objekt (O) reflektierte Impulse erwartet werden.

5. Anordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die im Empfangsteil angeordneten Verstärkerkreise (V6V, F6C, F6G) Impulsintegriermittel aufweisen, die erst nach Erhalten einer vorbestimmten Impulszahl einen Zählimpuls an die Zähleinrichtung (50, 73, 75) weiterleiten.

6. Anordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (R) zur Unterscheidung von gut und schlecht reflektierenden Objekten (O) nur solche Impulse verstärkt und weiterleitet, die eine vorbestimmte Minimalamplitude überschreiten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen