DE1929587B2 - Kollisions-Warnanlage für Fahrzeuge oder Flugkörper mit Infrarotstrahlenquelle und Antwort-Infrarotstrahlenempfänger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kollisions-Warnanlage für Fahrzeuge oder Flugkörper der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Gattung.

Eine derartige Kollisions-Warnanlage wurde bereits vorgeschlagen (DE-PS 12 97 516) und stellt ein sehr gut geeignetes Mittel dar, um beispielsweise Kraftfahrzeuge, Flugzeuge oder Schiffe, aber auch andere Flugkörper, die sich auf ihrer Bewegungsbahn befinden, rechtzeitig vor anderen solchen bewegbaren Objekten zu warnen, die sich im Wege ihrer vor ihnen liegenden Bewegungsbahn befinden. Solche Kollisions-Warnanlagen sind vor allem bei schlechten Sichtverhältnissen insbesondere in der Dunkelheit oder im Nebel zweckmäßig und zeichnen sich durch geringen Raumbedarf, vergleichsweise niedrige Herstellungskosten und daher universelle Anwendbarkeit sowohl bei kleinen Kraftfahrzeugen als auch bei größeren bewegbaren Objekten wie Flugzeugen oder Schiffen aus. Die =■■ Funktionssicherheit und Ansprechempfindlichkeit sind groß, ohne daß unerwünschte Störstrahlen störende Hinflüsse geltend machen, da das im sogenannten »Transponder-Verfahren« anwortende andere Objekt ebenfalls eine aktive Strahlungsquelle aufweist und

ι D nicht nur einen Reflektor darstellt.

Es hat sich allerdings gezeigt, daß bei einer Kollisions-Warnanlage der bereits vorgeschlagenen Gattung die Infrarot-Lichtstrahlen gelegentlich nicht gut genug gebündelt werden können, weil sehr viel Streulicht von der Fahrbahn oder anderen Gegenständen zurückgeworfen wird, die nicht angesprochen werden Außerdem hat sich gezeigt, daß der Informationsinhalt einer als Strahlungsquelle, d. h. Sender, dienenden getasteten Lampe — insbesondere Glühlampe — recht gering ist und die Tastgeschwindigkeit niedrig gehalten werden muß, um genügend Energie zur Verfügung zu haben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Kollisions-Warnanlage der eingangs genannten Gat-

.?■> tung dahingehend zu verbessern, daß sie noch besser und sicherer und daher störunanfälliger anspricht.

Die Erfindung besteht darin, daß als Strahlenquelle für die Infrarotstrahlen eine LASER-Strahlenquelle verwendet ist.

in Die Verwendung von LASER-Strahlen auch im Infrarot-System ist an sich bereits bekannt (Product Engineering, 2. Januar 1967, Seiten 46/47, und DE-AS 12 84 637); dabei handelt es sich jedoch entweder nicht um deren Anwendung bei Transponder-Verfahren,

!■■> sondern um Abstandsmessungen im Kraftfahrzeugverkehr nach dem Reflexionsverfahren, oder nicht um Anwendung im Fahrzeugverkehr, sondern um Strekkenmeßverfahren zur elektrooptischen Streckenmessung bei geodätischen Einrichtungen, in jedem Falle also

An um Abstandsmessung, nicht um Kollisionswarnung.

Prinzipiell lassen sich alle an sich bekannten LASER-Typen verwenden, sofern ihre Strahlung im Infrarot oder an der Grenze vom Roten zum Infraroten liegt. Sowohl Kristall-LASER als auch Gas-LASER und

4Ί insbesondere LASER-Dioden lassen sich erfindungsgemäß verwenden. Bevorzugte Strahlungsquellen sind LASER-Strahlenquellen mit den bekannten HI-V-Verbindungen.
Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße

w Warnanlage die obigen Schwierigkeiten ohne weiteres vermeidet und bei ihr im Tastbelrieb genügend Energie zur Verfügung steht. Es können wesentlich saubere, d. h. steilere Impulse erzeugt werden als durch Modulation einer Glühfadenlampe.

v> Das andere Fahrzeug bzw. Flugobjekt weist zweckmäßigerweise ebenfalls eine LASER-Strahlenquelle auf; doch kann u. U. auch darauf verzichtet werden, da hier geringfügige Streulichter bzw. Streustrahlen keine Rolle spielen und die an diesem anderen Objekt befindliche

w) Empfängerschaltung eine Sperre für das selbst ausgesandte Licht bzw. den Impuls besitzen kann. Die aktive Quelle dieses anderen Objektes kann daher Infrarotstrahlen nach den bisher bekannten Prinzipien, d. h. auch unter Verwendung einer Glühfadenlampe, aussenden,

>> so daß diese Infrarotstrahlen auf den Empfänger des Fahrzeugs bzw. Flugobjektes einfallen.

Für optimal ausgelegte Warnanlagen gemäß der Erfindung, d. h. zur Erhöhung der Informationsmöglich-

keit, ist es jedoch zweckmäßig, auch das andere Fahrzeug bzw. Flugobjekt mit einer LASER-Strahlenquelle als Infrarotstrahlenquelle auszustatten.

Zur Erhöhung der Information ist es ir weiterer Ausbildung der Erfindung zweckmäßig, das Fahrzeug bzw. den Flugkörper mit zwei oder mehr Strahlenquellen auszurüsten, so daß mindestens zwei in einem Winkel zueinander stehende Strahlenrichtungen entstehen, derart daß der eine Strahl das andere Fahrzeug bzw. Flugobjekt trifft und der andere in einem Winkel zum ersten Strahl verlaufende Strahl die Zeitbasis zum Direktstrahl ergibt, so daß in bekannter Weise aus der Zeitdauer des zurückkehrenden Strahles sofort die Entfernung festgestellt werden kann. Damit ist es möglich, sowohl die Entfernung zwischen den beiden Objekten zu bestimmen als auch gleichzeitig mit derselben Empfängerschaltung Warnsignale des anderen Objekts zu empfangen. Dadurch wird die Sicherheit der gesamten Warnanlage wesentlich verbessert Besonders günstig werden die Verhältnisse dann, wenn die Tastfrequenz der beiden Objekte voneinander verschieden ist. Da die Tastfrequenz bei LASER sehr breit variiert werden kann, steht natürlich gegenüber jeder anderen IR-Strahlenquelle ein besonders günstiges Verhältnis der Objektunterscheidung zur Verfügung.

Darüber hinaus läßt sich der ausgesandte Impuls — sei es vom einen oder vom anderen Fahrzeug bzw. Flugkörper — modulieren, da der sehr trägheitslose Vorgang eine Überlagerung anderer Frequenzen zuläßt, so Auch eine Impuls-Breitenmodulation oder eine Impuls-Höhenmodulation oder eine Kombination derselben können verwendet werden. Dadurch ist eine Unterscheidung der beiden Objekte immer gewährleistet, selbst wenn zufällig beide Objekte die gleiche s> Strahlenquelle mit einer Wellenlänge im Infraroten oder sogar noch die gleiche Tastfrequenz benutzen.

Aus Sicherheitsgründen, insbesondere bei Straßen, die Kurven, Baustellen oder andere Hindernisse für eine Geradeausfahrt aufweisen, ist es möglich, als anderes Objekt zusätzlich ein Element zu verwenden, das in der Nähe dieser Hindernisse aufgestellt ist und wie ein anderes Fahrzeug oder Flugobjekt mil Empfänger und Sender für die Infrarotstrahlen versehen ist.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung dient -ii die Warnanlage auch zur Morse- bzw. Sprachübertragung zwischen beispielsweise einer in einer Kolonne fahrenden Reihe von Kraftfahrzeugen, so daß eine Verständigung innerhalb der Kolonne möglich ist. LASER-Strahlen eignen sich ganz besonders gut zur ^r>o Modulation.

Infolge der bei LASER-Strahlen möglichen scharfen Bündelung läßt sich bei beispielsweise breiten Straßensystemen oder bei Flugzeugen od. dgL der Sender und gegebtnenfalls auch der Empfänger des bewegbaren Objektes manuell oder automatisch verschwenken, so daß das andere Objekt regelrecht gesucht werden kann. Zu diesem Zweck kann das Schwenken auch durch die Steuerorgane des Fahr- oder Flugzeugs, beispielsweise beim Lenken des Kraftfahrzeugs, vorgenommen werden, so daß sich auch Abweichungen von der Fahrgeraden sicher erfassen lassen.

In der Zeichnung ist ein Beispiel für die Erfindung schematisch dargestellt.

Als Fahrzeug dient ein Kraftfahrzeug I, das sich in Fahrtrichtung FR auf einer Straße vorwärts bewegt und mangels ausreichender Sichtverhältnisse insbesondere bei hoher Geschwindigkeit ein vor ihm fahrendes anderes Kraftfahrzeug II, das sich in der gleichen Fahrtrichtung FR bewegt, nicht rechtzeitig ausmachen kann. Ohne Warnanlage ist es erforderlich, bei schlechten Sichtverhältnissen zur Vermeidung der Aufstoßgefahr die Fahrgeschwindigkeit zu verringern. Mit einer solchen kann die Fahrgeschwindigkeit praktisch beibehalten werden. Diese besteht bei der Erfindung nach diesem Beispiel aus einem an der Vorderseite des ersten Kraftfahrzeugs I angeordneten Sender Si,- und einem ebenfalls an der Vorderseite dieses Kraftfahrzeuges I angeordneten Empfänger E\_n sowie aus einem an der Hinterseite des zweiten Kraftfahrzeugs II angebrachten Empfänger Ew, mit einem entsprechenden Sender Sw,; der Sender S]_V sendet intermittierend LASER-Strahlen im Inirarotbereich nach vorn, die in Richtung R\ abgestrahlt werden und auf den Empfänger En* einfallen, um dort Impulse auszulösen, die den Sender Sha des zweiten Kraftfahrzeugs II zum Abstrahlen von ebenfalls Infrarotstrahlen, insbesondere LASER-Strahlen, in entgegengesetzter Richtung R₂ veranlassen. Diese treffen auf den Empfänger E\_v \_v des ersten Kraftfahrzeugs I und werden in einer Anzeigevorrichtung verwertet, die mit diesem Empfänger E\_v gekoppelt ist. Der Fahrer des ersten Kraftfahrzeugs I wird daher rechtzeitig durch die Anzeigeeinrichtung darauf aufmerksam gemacht, daß sich ein anderes Fahrzeug in seiner Fahrbahn befindet. Dabei kann es zweckmäßig sein, die Anzeigeeinrichtung unmittelbar mit dem Bremssystem des ersten Kraftfahrzeugs I zu koppeln, so daß selbst bei Unachtsamkeit des Fahrers des ersten Kraftfahrzeugs I die Fahrgeschwindigkeit selbsttätig verringert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. !Collisions-Warnanlage für Fahrzeuge oder Flugkörper, bei der das Fahrzeug bzw. der Flugkörper eine Strahlenquelle, welche intermittierende Infrarotstrahlen in Bewegungsrichtung aussendet, die von einem anderen Fahrzeug oder Flugkörper zurückgesandt werden, und einen Empfänger für zurückgesandte Strahlen aufweist, und bei der das andere Fahrzeug bzw. der andere Flugkörper einen Empfänger für die dort einfallenden Strahlen und eine aktive Strahlenquelle zur Aussendung von Infrarotstrahlen als Antwort hierauf und im wesentlichen entgegengesetzt zu den einfallenden Strahlen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlenquelle (Si_v) für die Infrarotstrahlen in an sich bekannter Weise ^ine LASER-Strahienquelle verwendet wird.

2. Warnanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch für die aktive Antwort-Strahlenquelle (Sm) des anderen Fahrzeugs bzw. Flugkörpers (II) eine LASER-Strahlenquelle verwendet ist.

3. Warnanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquelle (S\_v) mindestens zwei in einem Winkel zueinander stehende Strahlenrichtungen (R 1) aufweist.

4. Warnanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die LA-SER-Strahlen zusätzliche Informationen aufweisen, mit deren Hilfe der Abstand von der Strahlenquelle (Su) zum Empfänger (Ew) des anderen Fahrzeugs bzw. Flugkörpers (II) feststellbar ist.

5. Warnanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen als Modulation bzw. Überlagerung der IR-Strahlen mit anderer Frequenz ausgebildet sind.

6. Warnanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der LA-SER-Strahl von der Strahlenquelle (Sw) zum anderen Fahrzeug bzw. Flugkörper eine andere Frequenz als der von der Antwort-Strahlenquelle (Sw) zurückgesandte LASER-Strahl aufweist.

7. Warnanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenrichtung der Strahlenquelle (Si*) in Bezug zum Fahrzeug bzw. Flugkörper (I) verstellbar ist.

8. Warnanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung automatisch von den Lenkorganen des Fahrzeugs bzw. Flugkörpers (I) abhängt.