DE19639561A1 - Meßgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßgerät nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Solche Meßgeräte werden als RADAR- oder Laser-RADAR-Geräte für die verschiedensten Zwecke oder für die Verkehrsüberwachung eingesetzt. Dabei geht es im allgemeinen um die Entfernung, die Geschwindigkeit bzw. die Beschleunigung des auszumessenden Ob­ jektes, zuweilen aber auch um die Erkennung desselben, um un­ terschiedliche Objekte voneinander unterscheiden zu können.

Laser-RADAR-Geräte sind naturgemäß optische Geräte, und es ist daher besonders bei ihnen üblich, die interessierenden Informa­ tionen in einem Sucher einzublenden. Solche interessierenden Daten können sowohl die Ergebnisse aus der Laufzeitbestimmungs­ einrichtung sein, aber auch andere Daten. Oft sind nämlich sol­ che Geräte als tragbare Geräte mit Batteriebetrieb ausgebildet, so daß den Benützer natürlich interessieren muß, ob seine Bat­ terie noch genügend Energie für den Betrieb des Gerätes abgibt. Auch andere, von der Laufzeitmessung unabhängige Daten können von Interesse sein, wie etwa eine, auf Grund eines Fehlers, schlechter äußerer Bedingungen sich ergebende, z. B. deutlich unmöglich erscheinende Fehlmessung oder eine Warnung davor, Hinweise auf die Bedienung oder auf Fehlbedienungen etc.

Wie die Anmelderin erkannt hat, führt diese große Anzahl von Informationen zu verschiedenen Unzukömmlichkeiten. So wird es im begrenzten Raum eines Sucherfeldes nur schwer möglich sein, alle diese Informationen gleichzeitig unterzubringen. Gerade aber bei Meßgeräten der eingangs genannten Art ist es wegen der Bewegungsdynamik des Objektes oft erwünscht, mindestens mehrere Informationen gleichzeitig dem Benützer zukommen zu lassen, denn diese können sich ja bereits im nächsten Moment wieder geändert haben. Zwar ist es möglich, jede Information lediglich in Form eines kurzen Codes, also beispielsweise durch einen oder zwei Buchstaben oder Ziffern, wiederzugeben. Dies läßt es dann aber an der notwendigen Deutlichkeit für den Benützer fehlen, der damit gezwungen ist, entweder das Handbuch aller Codes auswendig zu lernen (was den Umgang an sich ungeschulter Personen mit dem Gerät ausschließt) oder immer wieder in einem solchen Handbuch nachzusehen, was natürlich kaum machbar ist.

So bleibt nur der, meist auch beschrittene Weg, die über die Anzeigeeinrichtung abgegebenen Informationen nur auf das Un­ umgänglichste zu beschränken, und allenfalls den Rest über eine Speichereinrichtung und einen Drucker abzugeben, so daß auch dann diese weiteren Informationen erst später zur Verfügung des Benützers gelangen. Aber auch dann sind mit den - sich gerade bei einem optischen Meßgerät anbietenden - optischen Anzeige­ einrichtungen gewisse Nachteile verbunden, an die man sich bisher aber gewöhnt hatte:

• 1. Eine Einblendung bedingt teildurchlässige Spiegel im Gesichtsfeld des Benützers, was die Helligkeit des Sucherbildes verringert;
• 2. Die abgegebenen Informationen lenken das Auge vom an­ visierten Ziel ab, so daß es überfordert wird;
• 3. LED′s benötigen relativ viel Strom, was sich bei einem tragbaren Gerät unangenehm auswirkt, wogegen LCD-Anzeigen relativ lichtschwach und daher schlecht sichtbar sind;
• 4. Hell leuchtende Anzeigeeinrichtungen überstrahlen unter Umständen das Sucherbild, so daß der Benützer unter Umständen Details des Objektes nicht richtig erkennen kann;
• 5. Je mehr Informationen abgegeben werden sollen, desto größer wird der für die entsprechenden optischen Einbauten und die damit verbundenen Lichtwege benötigte Raum innerhalb des Gerätegehäuses, so daß dieses schwerer zu handhaben ist.
• 6. Umfangreichere Informationen können nur in codierter Form, theoretisch auch vollständig über "Spruchbänder", wie­ dergegeben werden, wobei die letztere Ausbildung derart kompliziert ist, daß sie in der Praxis bisher nicht einmal versucht wurde.

Wurden oben optische Anzeigeeinrichtungen innerhalb des Sucherbildes besprochen, so läge eine Ausweichmöglichkeit in der Anbringung externer Anzeigeeinrichtungen, die etwa an der Außenseite des Gehäuses angebracht bzw. von außen zu betrachten sind, doch gilt hier weitgehend dasjenige, was oben zur Ver­ wendung von Druckern gesagt wurde, nämlich daß sich der Be­ nützer während der Messung auf das Objekt, sei es über einen Sucher oder durch direkte Betrachtung, konzentrieren muß und daher kaum die Möglichkeit hat, flüchtige Informationen auf einem gesonderten Schirm zu betrachten. Auch sind bei solchen Anzeigen oft die Vergrößerungsmöglichkeiten für die Information schlecht, so daß es schwer ist, die dargestellte Information deutlich zu erkennen.

Hier sei erwähnt, daß alle oben aufgezählten Nachteile die Fachwelt bisher nicht dazu zu bewegen vermochte, von den üb­ lichen optischen Anzeigen, mindestens bei den optischen Laser- RADAR-Geräten, abzugehen, so daß man direkt von einem Vorurteil der Fachwelt sprechen muß.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Auge des sowieso mit dem Erkennen (und allenfalls mit dem Im-Blickfeld- Behalten) des Objektes beschäftigten Benützers zu entlasten, damit eine Übermüdung zu vermeiden und so größere Sicherheit im Gebrauch des Meßgerätes zu gewährleisten. Vorzugsweise soll es auch ermöglicht werden, mehr Informationen an den Benützer abzugeben, und allenfalls auch die Baugröße der - bisher oft durch ausgedehnte Anzeigeanordnungen vergrößerten - Geräte verringern zu helfen. Gegebenenfalls soll aber auch ein lichtstärkeres Sucherfeld durch Vermeidung von teilreflek­ tierenden Flächen ermöglicht werden.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß in überra­ schend einfacher Weise durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Überraschend ist dabei, daß damit nicht nur die oben umrissene Aufgabe gelöst wird, sondern daß sich gezeigt hat, daß dies sogar noch bei gegenüber den herkömmlichen op­ tischen Anzeigen ziemlich verringerten Kosten möglich ist. Zwar ist deswegen nicht völlig ausgeschlossen, daß eine, wenn auch hinsichtlich des Aufwandes und der erbrachten Informationen reduzierte optische Anzeigeeinrichtung mitverwendet wird, doch wird dies, und dies ist bevorzugt, im allgemeinen nicht not­ wendig sein. Ein weiterer besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß damit auch die Einsatzfähigkeit der Meßgeräte, die bisher auf gut Lichtverhältnisse beschränkt waren, zeitlich (und damit auch hinsichtlich ihres Anwendungs­ zweckes) wesentlich erweitert wird, nämlich mindestens auch auf die Dämmerstunden, in denen das Sucherlicht gerade noch aus­ reicht, ein Objekt ohne besondere Restlichtverstärker anvisie­ ren zu können. Während optische Anzeigeeinrichtungen bei sol­ chen Lichtverhältnissen das Risiko mit sich bringen, daß das Objektbild überstrahlt und damit das Objekt praktisch nicht mehr erkennbar wird, ist dieses Risiko bei erfindungsgemäßer Ausbildung nicht gegeben.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung eines in der einzigen Figur der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung.

Ein Tanker 1 soll genau parallel zu einer Kaimauer 2 anlegen. Zu diesem Zwecke wird der Abstand des Schiffes 1 von der Kai­ mauer 2 an seinen beiden Enden mit Hilfe von Laser-RADAR-Meß­ geräten 3 vermessen, von denen die Figur nur eines zeigt, zumal beide Geräte im Prinzip gleich aufgebaut sind. Die Meßergebnis­ se werden dann über ein Ausgangskabel 4 an ein (nicht darge­ stelltes) Auswertegerät weitergegeben, welches die beiden Ent­ fernungen miteinander vergleicht und bei Abweichungen von der Parallelität von Schiff 1 und Kaimauer 2 entsprechende Signale an die Schiffssteuerung abgibt.

Es versteht sich, daß diese Anwendung des Meßgerätes 3 nur ein Beispiel ist, das für viele steht. Ähnliche Meßgeräte 3 werden häufig auf den Straßen von der Verkehrspolizei zur Geschwin­ digkeitsmessung von Kraftfahrzeugen eingesetzt, wobei durch mindestens zwei, knapp aufeinanderfolgende Messungen der Ent­ fernungsunterschied, und damit die Geschwindigkeit des jewei­ ligen Fahrzeuges bestimmt wird. Dabei muß der das Gerät 3 be­ dienende Verkehrspolizist das zu vermessende Fahrzeug über einen Sucher 5 im Auge behalten und so das aus einem Objektiv 6, welches Bestandteil eines Senders für einen sichtbaren oder unsichtbaren Laserstrahl 7 ist, austretende Licht auf das zu vermessende, in Fahrt befindliche Fahrzeug richten. Dies bindet natürlich die Aufmerksamkeit des Polizisten, der mittels des Suchers 5 nicht nur das Fahrzeug zu verfolgen hat, sondern gegebenenfalls auch andere Informationen über dasselbe, wie Farbe, Bauart etc. einholen muß.

Bei dieser Gelegenheit sei angemerkt, daß mit Hilfe von RADAR- Meßgeräten oft auch die Art des anvisierten Objektes bestimmt wird, sei es durch am Objekt angebrachte Transponder oder auf andere Weise. Auch für Laser-RADAR-Geräte ist eine solche Be­ stimmung der Art des Objektes von Interesse, weshalb im Rahmen dieser Erfindung die mit Hilfe des Meßgerätes 3 zu erfassenden Parameter wenigstens einer der folgenden ist: Entfernung, Ge­ schwindigkeit bzw. Beschleunigung und Art des Objektes.

Der vom Objekt 1 reflektierte sichtbare oder unsichtbare Lichtstrahl 8 tritt über ein Objektiv 9, welches Bestandteil eines Empfängers ist, in das Meßgerät 3 ein. Die Zeichnung veranschaulicht die im Gerät 3 enthaltene Schaltung in einem Blockschaltbild. Danach umfaßt der Sender eine über eine Lei­ tung 10 mit der nicht dargestellten Stromquelle (z. B. Batterie) Sendeschaltung, beispielsweise mit einer symbolisch angedeute­ ten Laserdiode, sowie eine über eine Leitung 12 mit der genann­ ten Stromquelle in Verbindung stehende Empfangsschaltung 13, die in bekannter Weise mit mindestens einem lichtelektrischen Wandler versehen ist.

Eine Zeitmeßeinheit 14 erhält somit zuerst das Ausgangssignal des Senders 11 sobald der Laserstrahl 7 abgefeuert wird und beginnt damit ihre Laufzeitmessung, die so lange dauert, bis die Empfangsschaltung 13 den rückkehrenden Strahl 8 erhält. Die so gewonnene Zeit wird dann in einem Rechner 15 zur Ermittlung der Entfernung des Schiffes 1 von der Kaimauer 2 ausgewertet, wobei im Falle einer Geschwindigkeitsmessung aus mindestens zwei Lasersignalen 7 (und 8) der Rechner entsprechend ausgebil­ det ist. In beiden Fällen wird der Rechner 15 ein Signal an den Ausgang 4 abgeben. Somit stellen die beiden Stufen 14, 15 eine Laufzeitbestimmungseinrichtung 16 zum Bestimmen wenigstens eines aus Entfernung, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Art des Objektes ausgewählten Parameters dar.

Das Ausgangssignal des Empfängers 13 kann aber auch über eine Leitung 17 unmittelbar an den Rechner 15 geführt werden, wenn es erwünscht ist, die Art des anvisierten Objektes aus dem empfangenen Signal zu bestimmen. Wie dies im einzelnen ge­ schieht, ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung und braucht daher hier nicht erörtert zu werden.

Der Rechner 15 besitzt aber auch eine Ausgangsleitung 18, wobei das über diese Leitung 18 ausgehende Signal des Rechners 15 im vorliegenden Fall die Entfernung des Schiffes 1 von der Kai­ mauer 2 repräsentieren wird, in anderen Fällen die Geschwin­ digkeit und/oder die Entfernung und gegebenenfalls auch eine Information über die Art des Objektes. Mit diesem Signal kann daher ein Speicher 21, allenfalls über eine diesem vorgeschal­ tete Adressierstufe 19 und eine den Speicher 21 abfragende Auslesestufe 20, angewählt werden. Die Adressierstufe 19 wan­ delt dabei die vom Rechner 15 erhaltene Information in eine entsprechende Adresse des Speichers 21 um und gibt an die Stufe 20 den Befehl, an welcher Adresse sie Informationen aus dem Speicher 21 auslesen soll, der so als sog. look-up-Tabelle aufgebaut ist. Der Speicher 21 ist Teil einer sprach-akusti­ schen Anzeigeeinrichtung 22, d. h. er beinhaltet an bestimmten, durch das vom Rechner 15 gelieferte Signal anwählbaren Adressen eine Reihe von abrufbaren Befehlssignalen, die anschließend in einem Sprachgenerator 23 in elektrische Sprachsignale umge­ wandelt werden.

Um die Größe des benötigten Speicherraumes zu verringern, ist es vorteilhaft, wenn gewisse Normelemente abgespeichert sind und über die Adressierstufe 19 und die Auslesestufe 20 abge­ fragt werden können. Solche Elemente können Wortzusammenstel­ lungen, wie "Meter pro Sekunde" oder "Stundenkilometer", "Kom­ ma", einzelne Zahlen etc. sein, die dann entsprechend dem Meßergebnis des Rechners 15 in der Adressierstufe 19 zu einer Aussage zusammengestellt werden. Selbstverständlich kann der Speicher 21 aber auch gewisse Aussageelemente und zusätzlich auch komplette Aussagen enthalten, wenn sich die letzteren beispielsweise nur schwer aus einzelnen Elementen zusammen­ setzen lassen.

Vom Sprachgenerator 23 gehen zwei an seinen Ausgang 24 ange­ schlossene, zueinander parallele Leitungen 25 und 26 ab. Die Leitung 25 geht an eine Buchse 27 (oder eine andere einen elektrischen Kontakt bildende Einrichtung, wie einen Stecker), insbesondere für den Anschluß eines Kopfhörers (gewünschten­ falls aber auch eines Lautsprechers), so daß dieser Ausgang dazu benützt werden kann, die gegebenen Informationen abzuhö­ ren, ohne die Mitteilungen an die Umwelt gehen zu lassen. So wird einerseits das Auge entlastet, da vom Benützer des Meßge­ rätes 3 keine oder nur wenige Informationen über den Sucher 5 empfangen zu werden brauchen, während gleichzeitig die Mög­ lichkeiten für die Anzahl der abzugebenden Informationen we­ sentlich erweitert werden und nur von der Größe und Kapazität des Speichers 21 abhängen, der als ROM oder EPROM ausgebildet sein kann. Anderseits wird es durch die Kopfhörerbuchse 27 beispielsweise ermöglicht, Objekte anzuvisieren, ohne sie durch die Sprachsignale des Generators 23 auf das Gerät 3 aufmerksam zu machen, etwa beim Anvisieren von Tieren bei der Beobachtung oder bei der Jagd.

Die Leitung 26 hingegen führt zu einem am Gerät 3 angebrachten elektro-akustischen Wandler bzw. einem Lautsprecher 28. Ein Umschalter 29 besitzt entlang eines Verstellschlitzes 30 drei verschiedene Stellungen, so daß die Signale des Sprachgenera­ tors 23 entweder dem Lautsprecher 28 oder der Buchse 27 zuge­ führt werden; in der mittleren Stellung des Schalters 29 er­ halten sowohl der Lautsprecher 28 als auch die Buchse 27 die Ausgangssignale aus dem Generator 23. An Stelle des Umschalters 29 kann die Umschaltung auch durch eine entsprechende Software erfolgen.

Der Ausgang des Rechners 15 kann nun aber auch erst über einen seriellen Anschluß 15′ an die daran anschließenden Stufen 19 bis 24 und/oder bis 29 verbunden werden. In diesem Falle stel­ len die zuletzt genannten Stufen eine gesonderte, nur über den Anschluß 15′ mit dem Gerät 3 verbundene Einheit dar, die gege­ benenfalls auch die Stromversorgung für das Meßgerät 3 enthal­ ten kann. Auf diese Weise wird das Gerät 3 von diesem Gewicht entlastet, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das Meßgerät 3 von Hand aus gehalten werden soll. So könnte z. B. der serielle Anschluß 15′ am Kaiufer mit einer Sendeeinheit verbunden und die Signale über die Einrichtungen 19 bis 23 erst an der Brücke des Schiffes 1 in gesprochene Anweisungen oder Auskünfte über die Meßergebnisse umgewandelt werden.

Es versteht sich, daß sich durch die Erfindung ganz neue Mög­ lichkeiten hinsichtlich der Information des Benützers eines Meßgerätes 3 ergeben. Der Benützer kann über Fehlmessungen, Fehlbedienungen und den erforderlichen richtigen Bedienungs­ handgriff, die Meßergebnisse selbst, die aktuelle Uhrzeit usw. informiert werden. Ferner ist es leicht, die erfindungsgemäß vorgesehene Anzeigeeinrichtung an unterschiedliche Sprachen anzupassen. Zu diesem Zwecke ist es vorteilhaft, eine lösbare Verbindungseinrichtung für den die Sprachinformation tragenden Speicher 21 vorzusehen, beispielsweise in Form der in der Zeichnung schematisch angedeuteten Steckverbindung 31. Al­ ternativ kann die gesamte elektro-akustische Anzeigeeinrichtung 22 oder - bei entsprechendem Aufbau derselben - auch nur der Sprachgenerator 23 über eine solche Kontakteinrichtung 31 auswechselbar sein. Auch ist es möglich, daß der Sprachge­ nerator 23 selbst und unmittelbar (ohne gesonderten Speicher 21) von der Adressierstufe 19 oder vom Rechner 15 ansteuerbar ist.

Zwar können die Ergebnisse auch über die Ausgangsleitung 4 einem Drucker oder einem gesonderten Speicher zugeführt werden, doch ist es mit Hilfe der Erfindung leicht möglich, eine Ab­ speicherung der Ergebnisse auf einem herkömmlichen Tonrecorder bzw. Magnetbandgerät vorzunehmen.

Wenn die Erfindung auch an Hand eines Laser-RADAR-Gerätes beschrieben wurde, zumal dort das Problem besonders schwer­ wiegend ist, so versteht es sich, daß im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung für die Messung auch andere Wellen, insbe­ sondere elektro-magnetische Wellen, etwa im Radiofrequenz­ bereich oder im Mikrowellenbereich, ebenso herangezogen werden können, wie Schallwellen im Ultraschallbereich.

Claims (8)

1. Meßgerät (3) mit einem Sender (11) zur Aussendung von, insbesondere elektromagnetischen, Wellen (7) gegen ein Objekt (1) und mit einem Empfänger (13) zum Erhalt von vom Objekt (1) reflektierten Wellen (8) sowie mit einer an Sender (11) und Empfänger (13) angeschlossenen Laufzeitbestimmungs­ einrichtung (16) zum Bestimmen wenigstens eines aus Entfernung, Geschwindigkeit und Art des Objektes (1) ausgewählten Para­ meters, wobei das Meßgerät (3) eine Anzeigeeinrichtung (22) aufweist oder mit ihm verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (22) einen Sprachgenerator (23) mit einem Ausgang (24, 27) für einen elektro-akustischen Wandler (28) umfaßt.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprachgenerator mit einem Speicher (21) für eine Anzahl ge­ speicherter Aussagen, vorzugsweise wenigstens teilweise in Form gespeicherter Aussageelemente, verbunden ist.

3. Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (21) als adressierbarer Speicher an eine von der Laufzeitbestimmungseinrichtung (16) Adressierstufe (19) ange­ schlossen ist.

4. Meßgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es einen, insbesondere seriellen, Anschluß (15′) für eine externe anzuschließende Anzeigeeinrichtung (22) auf­ weist.

5. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Speicher (21) und/oder der Sprachgenerator (23) über eine lösbare Verbindungseinrichtung, insbesondere eine Steckverbindung (31), auswechselbar ist.

6. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Kontakteinrichtung, wie eine Steckbuchse (27), für den Anschluß eines elektro-akusti­ schen Wandlers aufweist.

7. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die, gegebenenfalls in einem gesonderten Gehäuse untergebrachte, Anzeigeeinrichtung (22) einen eingebauten elektro-akustischen Wandler (28) auf­ weist.

8. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (22) in einem gesonderten, an das Meßgerät (3) anschließbaren Gehäuse unter­ gebracht ist, das vorzugsweise auch wenigstens einen Teil der Stromversorgungseinrichtung für das Meßgerät (3) aufnimmt.