DE19717399C2

DE19717399C2 - Device for determining the distance and type of objects and the visibility

Info

Publication number: DE19717399C2
Application number: DE19717399A
Authority: DE
Inventors: Martin Spies
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2017-04-25
Also published as: DE19717399A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung von Art und Lage von Objekten und der Art einer Sichtweiten einschränkung mit einer Lichtimpulssendeeinrichtung und einer Lichtimpulsempfangseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs.The invention relates to a device for determining the type and position of objects and the type of visibility restriction with a light pulse transmitting device and a light pulse receiving device according to the preamble of the claim.

Zur Bestimmung des Abstandes von Fahrzeugen oder Objekten sind eine Reihe von Verfahren bekannt. So wird der Abstand oder auch die Sichtweite im Nebel durch verschiedene Signal verarbeitungsverfahren wie z. B.
DE 195 31 632 A1
DE 43 08 373 C2
DE 30 20 996 C2
DE 36 40 449 C1
DE 41 27 168 C2
DE 39 03 501 A1
DE 40 06 678 C1
beschrieben. Mit allen diesen Verfahren oder deren Kombination ist es nicht möglich die ge samte optische Strecke der Lichtstrahlen zu beurteilen sowie die typische Rückstrahlung von Objekten auszunützen. Damit sind selbst die z. B. angegebenen Sichtweiteneinschränkungen nur bedingt brauchbar. So wird z. B bei DE 195 31 632 A1 die Rückstreuung der Nebelpartikel und die Rückstreuung von gering reflektierenden Zielen nur dadurch unterschieden, daß der Ab stand des Nebelrückstreuimpulses nahezu konstant bleibt, während sich der Abstand von z. B. Verkehrsteilnehmern ändert.A number of methods are known for determining the distance between vehicles or objects. So the distance or the visibility in the fog by various signal processing methods such. B.
DE 195 31 632 A1
DE 43 08 373 C2
DE 30 20 996 C2
DE 36 40 449 C1
DE 41 27 168 C2
DE 39 03 501 A1
DE 40 06 678 C1
described. With all of these methods or their combination, it is not possible to assess the entire optical path of the light rays and to exploit the typical reflection of objects. Even the z. B. specified visibility restrictions are only of limited use. So z. B in DE 195 31 632 A1, the backscattering of the fog particles and the backscattering of slightly reflective targets differ only in that the state of the fog backscattering pulse remains almost constant, while the distance from z. B. Road users changes.

Die in der DE 43 08 373 C2 beschriebene Signalverarbeitung für Ultraschallfüllstandsanzeigen unterdrückt im wesentlichen Festziele von der Füllhöhenangabe und korreliert das Ergebnis auf Plausibilität mit der Füllmenge.The signal processing for ultrasonic level indicators described in DE 43 08 373 C2 essentially suppresses fixed targets from the fill level specification and correlates the result for plausibility with the filling quantity.

Die im Straßenverkehr vorkommenden Sichtweiteneinschränkungen und typischen Merkmale von Verkehrsteilnehmern und Hindernissen werden in keiner der bekannten Schriften hinrei chend sicher detektiert und unterschieden. Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu beseitigen.Visibility restrictions and typical features that occur in road traffic road users and obstacles are not mentioned in any of the known documents Detected and distinguished with certainty. The object of the invention is therefore to eliminate these disadvantages.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Vorliegende Erfindung ist eine Einrichtung zur Abstandsmessung und Objekterkennung sowie Sichtweitenermittlung nach dem optischen Pulslaufzeitverfahren und soll anhand der Fig. 1 bis 9 beschrieben werden. Mithilfe dieser Erfindung ist es möglich aus der Form des rückgestreuten Signales sowohl Sichtweiteneinschränkungen richtig zu definieren, als auch verschiedene Objekte oder Verkehrsteilnehmer zu identifizieren oder untereinander zu unterscheiden sowie ihren Abstand zum Sensor zu ermitteln.The present invention is a device for distance measurement and object detection as well as determination of the viewing distance according to the optical pulse transit time method and is to be described with reference to FIGS. 1 to 9. With the aid of this invention, it is possible to correctly define visibility restrictions from the shape of the backscattered signal, to identify or differentiate between different objects or road users and to determine their distance from the sensor.

Fig. 1 zeigt einen IR-Abstands-Sensor 101 bestehend aus einem Lichtimpulssender mit der Optik 102 und einem Lichtimpulsempfänger mit der Optik 103. Der Strahlengang der beiden Optiken (102, 103) 104 und 105 wird sich abhängig vom Abstand zwischen Sender und Empfänger sowie der Strahlgeometrie im Bereich 106 anfangen zu überlappen. Fig. 1 shows an IR distance sensor 101 consisting of a light pulse transmitter with the optics 102 and a light pulse receiver with optics 103rd The beam path of the two optics ( 102 , 103 ) 104 and 105 will begin to overlap depending on the distance between the transmitter and receiver and the beam geometry in the area 106 .

Zum Schutz des Sensors 101 gegen Umwelteinflüsse kann dieser hinter einer Schutzscheibe 107 (Windschutzscheibe oder Scheinwerferabdeckscheibe) untergebracht sein. Diese Scheibe erzeugt durch Mehrfachstreuung ein Rückstreusignal 111 im Nahbereich des Sensors, obwohl die direkte Überlappung der Strahlengänge erst im entfernteren Bereich 106 stattfindet, wobei 110 die Zeit- oder Entfernungsachse und 109 die Amplitudenachse darstellt. Ist die Scheibe durch Partikel 108 verschmutzt verstärkt sich die Rückstreuung auf den Wert 112. Durch die Auswertung dieser Rückstreuung kann auf den Grad der Verschmutzung geschlossen werden. Dadurch ist es möglich nachfolgende Signale, die durch diese Verschmutzung gedämpft werden zu bewerten oder die Ausgangsleistung des Lichtimpulssenders entsprechend zu erhöhen.To protect the sensor 101 against environmental influences, it can be accommodated behind a protective pane 107 (windshield or headlight cover pane). By multiple scattering, this disk generates a backscatter signal 111 in the vicinity of the sensor, although the direct overlap of the beam paths only takes place in the more distant area 106 , 110 representing the time or distance axis and 109 the amplitude axis. If the disk is contaminated by particles 108 , the backscatter increases to the value 112. By evaluating this backscattering, it is possible to deduce the degree of contamination. This makes it possible to evaluate subsequent signals that are dampened by this contamination or to increase the output power of the light pulse transmitter accordingly.

Das Blockschaltbild eines entsprechenden Gerätes ist in Fig. 2 gezeigt. Ein Mehrkanalimpulsgenerator 203 steuert z. B. 5 Laserdioden 202 an die z. B. je einen Lichtimpuls von ca. 10 ns Halbwertsbreite und einer Leistung von z. B. 50 W über die Optik 201 auf je einen Winkelbereich von z. B. 0,6° horizontal und 1,8° vertikal abgeben. Auf die gleichen Winkelbereiche ist eine Anordnung von z. B. 5 Empfangsdioden 206 über ein Filter 205 und die Optik 204 abgebildet. Die Signale der Empfangsdioden werden einem Mehrkanalverstärker 207 zugeführt und dessen Ausgangssignal einem Multiplexer 209, der diese zeitgesteuert einem oder mehreren A/D-Wandlern weitergibt.The block diagram of a corresponding device is shown in Fig. 2. A multi-channel pulse generator 203 controls e.g. B. 5 laser diodes 202 to the z. B. each a light pulse of approximately 10 ns half-width and a power of z. B. 50 W via the optics 201 to an angular range of z. B. Deliver 0.6 ° horizontally and 1.8 ° vertically. At the same angular ranges, an arrangement of z. B. 5 receiving diodes 206 mapped via a filter 205 and the optics 204 . The signals of the receiving diodes are fed to a multi-channel amplifier 207 and its output signal to a multiplexer 209 , which forwards them to one or more A / D converters in a time-controlled manner.

Der Mehrkanalimpulsgenerator 203 wird über einen Multiplexer 211 und die Zeitsteuerung 212 angesteuert. Die einzelnen Subsysteme sind über die Verdrahtung 216 miteinander verbunden. Abhängig von der geforderten Systemlaufzeit kann die digitale Kommunikation und die Zeitsteuerung über einen Bus oder mit separaten Leitungen erfolgen. Alle zeitlich zu koordinierenden Baugruppen, wie Multiplexer 209 und 211 sowie A/D-Wandler, werden über den Mikroprozessor 215 und über die Zeitsteuerung 212 angesteuert. Im Mikroprozessor 215 sind damit die digitalisierten Rückstreusignale von allen Empfangskanälen in einem festen Zeittakt von z. B. 50 ms vorhanden. Die Signalakquisition geschieht mit einem direkten oder äquivalenten Zeittakt, der der gewünschten Entfernungsauflösung entspricht, von z. B. 150 MHz für 1 m Auflösung.The multi-channel pulse generator 203 is controlled via a multiplexer 211 and the time controller 212. The individual subsystems are connected to one another via the wiring 216 . Depending on the required system runtime, digital communication and time control can take place via a bus or with separate lines. All modules to be coordinated in time, such as multiplexers 209 and 211 and A / D converters, are controlled via the microprocessor 215 and via the time control 212. In the microprocessor 215 , the digitized backscatter signals from all receive channels are in a fixed timing of z. B. 50 ms present. The signal acquisition occurs with a direct or equivalent time clock, which corresponds to the desired range resolution, e.g. B. 150 MHz for 1 m resolution.

Dem Mikroprozessor ist eine Speichereinheit 217 zugeordnet in der typische Signalformen abgelegt sind. Außerdem kann durch den Mikroprozessor über die Leitung 221 die Ausgangsleistung der Pulslaser und über die Leitung 222 die Verstärkung des Mehrkanalverstärkers gesteuert werden.A memory unit 217 in which typical signal forms are stored is assigned to the microprocessor. In addition, the microprocessor can control the output power of the pulse laser via line 221 and the amplification of the multi-channel amplifier via line 222 .

Das gesamte Sensorsystem wird durch eine Einheit 218, die zur Stromversorgung und als Schnittstelle für die Eingangs- und Ausgangsdaten dient, mit dem Gesamtsystem, z. B. einer Fahrzeuglängsregelung, über den Bus 219 verbunden. Die Stromversorgung erfolgt über den Eingang 220.The entire sensor system is connected to the overall system by a unit 218 , which serves for the power supply and as an interface for the input and output data. B. a vehicle longitudinal control, connected via the bus 219 . Power is supplied via input 220 .

Die Auswertung der Signale im Mikroprozessor 215 wird in Fig. 3 beschrieben. Der gesamte betrachtete Zeitbereich auf der Abszisse 301 und erstreckt sich je nach Einstellung von z. B. 0 bis 100 m oder 0 bis 200 m und wird in mehrere Bereiche unterteilt, wie in Fig. 3 gezeigt in z. B. 4 Bereiche, wobei die Bereiche zeitlich abgegrenzt und oder überlappend sein können und oder zugleich Amplitudenbereiche mit oder ohne zeitlicher Zuordnung darstellen können.The evaluation of the signals in the microprocessor 215 is described in FIG. 3. The entire time range considered on the abscissa 301 and extends depending on the setting of z. B. 0 to 100 m or 0 to 200 m and is divided into several areas, as shown in Fig. 3 in z. B. 4 areas, the areas can be limited in time and or overlap and or can simultaneously represent amplitude areas with or without temporal assignment.

Die Amplituden sind auf der Ordinate 302 dargestellt. Im Zeitbereich 310 liegt die Scheibenrückstreuung und wird hier bewertet. Im Zeitbereich 320 sind je nach Auslegung der Optik die sichtweiteneinschränkenden Signale durch Nebel 321 und 322, Gischt 323 und Schneefall 324 zu erwarten. Im Bereich 330 sind allen Objekten zuzuordnende Signale wie 331 und 332 für Reflektoren und 333, 334 und 335 für schwach reflektierende Objekte zu erwarten. Im Bereich 340 sind alle Signale, bei denen der Strahl je Kanal streifend auf die Objekte trifft, wie z. B. Böschungen (341, 342), Leitplanken, Längsseiten von Gebäuden, Längsseiten von Lastzügen oder Rückstreuung von der Fahrbahnoberfläche zu erwarten. Natürlich können die Signale im Bereich 320 oder 330 auch von Objektsignalen z. B. 325 oder 326 überlagert sein. Die hier aufgezeigten Zeitbereiche sind Beispiele, es können auch andere erfindungsgemäß definiert werden, z. B. unterschiedliche Abtastzeiten als Funktion des Abstandes und Bewertungsschemen die sehr kleine Signale herausfiltern die im großen Abstand auftreten.The amplitudes are shown on the ordinate 302 . The disc backscatter is in the time range 310 and is evaluated here. In the time range 320 , depending on the design of the optics, the signals restricting the range of vision due to fog 321 and 322 , spray 323 and snowfall 324 can be expected. Signals to be assigned to all objects, such as 331 and 332 for reflectors and 333, 334 and 335 for weakly reflecting objects, are to be expected in the region 330 . All signals in which the beam strikes the objects per channel are in range 340 , such as. B. embankments ( 341 , 342 ), crash barriers, long sides of buildings, long sides of trucks or backscatter from the road surface to be expected. Of course, the signals in the region 320 or 330 can also be obtained from object signals e.g. B. 325 or 326 may be overlaid. The time ranges shown here are examples; others can also be defined according to the invention, e.g. B. different sampling times as a function of the distance and evaluation schemes that filter out very small signals that occur at large distances.

Die Auswertung der Signale und ihrer Zeiten bzw. die Abstandslage erfolgt durch Vergleich in den jeweiligen Bereichen mit entsprechend in Regeln beschriebenen und oder gespeicherten Signalen, mittels einer unscharfen Logik. Diese Signale sind aus der Rückstreuung wie gezeigt und aus der Konstruktion des Sensors und mechanischen Zuordnung der Abdeckscheibe ermittelt worden und in der Speichereinheit 217 abgelegt. Da die Pulsform und Frequenzbandbreite sowohl des Sendeimpulses als auch der Signalverarbeitungselektronik in die Kurvenform eingeht sind diese Werte des Gesamtsystems entsprechend zu berücksichtigen.The evaluation of the signals and their times or the distance position is carried out by comparison in the respective areas with signals described and stored in rules, using a fuzzy logic. These signals have been determined from the backscattering as shown and from the design of the sensor and mechanical assignment of the cover plate and are stored in the memory unit 217 . Since the pulse shape and frequency bandwidth of both the transmit pulse and the signal processing electronics are included in the curve shape, these values of the overall system must be taken into account accordingly.

Als Beispiel für die Sichtweiteneinschränkung werden in Fig. 4 die Signale in einem Kanal bei z. B. Nebel gezeigt. Die Zeitachse ist 402 während die Amplitudenachse 401 ist. Das Signal 403 zeigt eine nicht verschmutzte Scheibe an, damit wird die Nebelrückstreuung z. B. bei 100 m Sichtweite ein Signal entsprechend 404 haben. Wird die Scheibe verschmutzt oder betaut, ergibt sich das Signal 403a für die Scheibenrückstreuung und das Signal 404a für 100 m Sichtweite. Auch das Signal eines Schneeschauers kann entsprechend Fig. 5 erkannt werden und ist von anderen Signalen zu unterscheiden. Die Amplitude ist in 401 gezeigt, während die Zeitachse wieder 402 ist. Die Scheibenrückstreuung ergibt ein Signal 403 während das Rückstreusignal des Schneeschauers im Bereich 501 bis 502 über eine Zeit von z. B. 50 ms schwankt und durch die Schneeflocken im Zeitbereich stark verrauscht ist. As an example of the visibility limit in Fig. 4, the signals in a channel at z. B. Fog shown. The time axis is 402 while the amplitude axis is 401 . The signal 403 indicates a non-dirty disc, so that the fog backscatter z. B. have a signal corresponding to 404 at 100 m visibility. If the window is dirty or condensed, signal 403 a results for the window backscattering and signal 404 a for 100 m visibility. The signal of a snow shower can also be recognized in accordance with FIG. 5 and must be distinguished from other signals. The amplitude is shown in 401, while the time axis is again 402. The disc backscatter gives a signal 403 while the backscatter signal of the snow shower in the range 501 to 502 over a time of e.g. B. fluctuates 50 ms and is very noisy due to the snowflakes in the time domain.

Natürlich kann durch den Vergleich der Signale von mehreren Kanälen entsprechend Fig. 6 sofort durch die unterschiedlichen Signale auf z. B. in diesem Fall Schneefall geschlossen werden. Die Signale der fünf Kanäle sind in den Feldern 601 bis 605 dargestellt, 611 bis 615 stellen Zielsignale dar, 621 bis 625 sind Signale die durch Schneefall entstehen und einzeln oder gemeinsam bewertet werden können.Of course, by comparing the signals from several channels according to FIG. 6, the different signals on z. B. In this case, snowfall can be closed. The signals of the five channels are shown in fields 601 to 605 , 611 to 615 represent target signals, 621 to 625 are signals which are caused by snow and can be evaluated individually or together.

In Weiterbildung der Erfindung soll anhand Fig. 7 die Unterscheidung verschiedener Objekte mit mehreren Kanälen z. B. 5 gezeigt werden. Zur Darstellung der Unterscheidung verschiedener Objekte ist die schematische Abbildung der verschiedenen Kanäle 701 bis 705 in Fig. 7 gezeigt. Der Kanal 701 ist auf die Böschung links 706 abgebildet. Im Kanal 702 ist ein Pkw 707 mit seinen Reflektoren 707a, im Kanal 703 und 704 ist die Rückwand eines verschmutzten Lkws 708 während in Kanal 705 wieder die Böschung rechts 709 abgebildet ist. Die am jeweiligen Empfänger gemessenen Signale sind in Fig. 8 dargestellt. Dabei stellt 812 die Zeit- oder Entfernungsachse dar, während 801 bis 805 die Amplituden in den verschiedenen Kanälen zeigen. Die Amplitude in Kanal 701 (Fig. 7) ist in 801 dargestellt und zeigt beispielhaft die Rückstreuung an der Abdeckscheibe des Sensors mit 811a unverschmutzt und 811b in verschmutztem Zustand. Durch die Rückstreuung über einen größeren Entfernungsbereich der Böschung ist das Signal entsprechend flach und über einen weiten Entfernungsbereich 806a verteilt.In a development of the invention with reference to FIG. 7, the differentiation of different objects with several channels z. B. 5 are shown. To illustrate the differentiation of different objects, the schematic illustration of the different channels 701 to 705 is shown in FIG. 7. The channel 701 is mapped to the slope 706 on the left. In channel 702 there is a car 707 with its reflectors 707a , in channels 703 and 704 is the rear wall of a dirty truck 708, while in channel 705 the slope on the right 709 is shown again. The signals measured at the respective receiver are shown in FIG. 8. 812 represents the time or distance axis, while 801 to 805 show the amplitudes in the different channels. The amplitude in channel 701 ( FIG. 7) is shown in 801 and shows, by way of example, the backscattering on the cover plate of the sensor with 811a uncleaned and 811b in the dirty state. Due to the backscattering over a larger range of the slope, the signal is correspondingly flat and is distributed over a wide range 806 a.

Selbstverständlich wird dieses Signal auf einen Wert von 806b bei verschmutzter Abdeckscheibe absinken. Das Absinken wird beim Vergleich entweder entsprechend berücksichtigt oder der Mikroprozessor 215 erhöht über die Steuerleitung 221 die Ausgangsleistung entsprechend oder/und erhöht über die Steuerleitung 222 die Verstärkung des Mehrkanalverstärkers 208.Of course, this signal will drop to a value of 806b if the cover plate is dirty. The decrease is either taken into account accordingly in the comparison or the microprocessor 215 increases the output power accordingly via the control line 221 and / or increases the gain of the multi-channel amplifier 208 via the control line 222 .

Die Amplitude in Kanal 702 (Fig. 7) ist in 802 gezeigt. Trotz großer Entfernung ergibt sich ein übersteuertes Signal 807a, das bei Verschmutzung der Scheibe auf den Wert 807b absinkt. Auf den Kanälen 703 und 704 (Fig. 7) ist ein verschmutzter Lkw 708 abgebildet der die Signale 808a und 809a liefert die bei Verschmutzung der Scheibe auf den Wert 808a und 808b reduziert werden. Im Kanal 705 (Fig. 7) ist die Böschung mit den Signalen 810a und 810b abgebildet. Durch Signalformen werden mit dem System die hier als Beispiel gezeigten Objekte klar unterschieden. Natürlich unterscheiden sie sich auch in ihrem Abstand. Verfolgt man das gezeigte Beispiel über einen Zeitabschnitt weiter, so ergibt sich eine noch klarere Zuordnung. Bei gleichbleibender Geschwindigkeit des Fahrzeuges das den Sensor mit den Kanälen 701 bis 705 trägt sowie gleichbleibender Geschwindigkeit des Lkws 708 und gleichbleibende Straßenform und Krümmung 706 und 709 werden sich nach z. B. einer Zeit von 1 s folgende Signale einstellen: bei Kanal 701 bleibt die Signalform mit 806c erhalten. Der Pkw hat eine niedrigere Geschwindigkeit gegenüber dem Sensorfahrzeug und damit stellt sich in Kanal 702 das Signal 807c ein. Der Lkw 708 bleibt gleich in seiner Lage und Signalform mit 808c und 809c. Auch die gerade Böschung 709 bleibt mit dem Signal 810c gleich.The amplitude in channel 702 ( Fig. 7) is shown in 802. Despite the great distance, there is an overdriven signal 807 a, which drops to 807b when the window is dirty. A dirty truck 708 is shown on the channels 703 and 704 ( FIG. 7), which supplies the signals 808 a and 809 a which are reduced to the value 808a and 808b when the pane is dirty. The embankment with the signals 810 a and 810 b is shown in channel 705 ( FIG. 7). The system clearly distinguishes the objects shown here as examples using signal forms. Of course, they also differ in their distance. If one continues to follow the example shown over a period of time, the assignment becomes even clearer. With constant speed of the vehicle carrying the sensor with the channels 701 to 705 as well as constant speed of the truck 708 and constant road shape and curvature 706 and 709 will after z. For example, set the following signals after a time of 1 s: with channel 701 , the signal shape is retained with 806c. The car has a lower speed than the sensor vehicle and therefore the signal 807 c is set in channel 702 . The truck 708 remains the same in position and signal form with 808c and 809c. The straight slope 709 also remains the same with the signal 810 c.

Die in Fig. 1, 3, 4, 5, 6 und 8 gezeigten Signalformen sind in ihrer Art und oder Form im Speicher 217 des Mikroprozessors 215 (Fig. 2) abgelegt und werden mit den durch das System abgetasteten Signalen verglichen. Ein Beispiel eines solchen Vergleichs ist in Fig. 9 gezeigt. Fig. 9a zeigt dabei das Signal 907 aus einem Kanal. Die Entfernung entsprechend der Laufzeit ist mit 0 bis 150 m auf der Achse 901, die Amplitude auf der Achse 902 dargestellt.In Fig. 1, 3, 4, 5, 6 and 8, waveforms are in their nature and form or in the memory 217 of the microprocessor 215 stored (Fig. 2) and are compared to the scanned by the system signals. An example of such a comparison is shown in FIG. 9. Fig. 9a shows the signal 907 from a channel. The distance corresponding to the transit time is shown as 0 to 150 m on axis 901 , the amplitude on axis 902 .

Das Signal mit den Amplitudenwerten 903 entspricht einem Signal einer Sichtweiteneinschrän kung während die Signale 905 und 906 Objekten in großer Entfernung mit geringer Reflektivität entsprechen. Die Signale sind im Speicher 217 (Fig. 2) in zeitabhängigen Amplitudenwerten oder in Regeln für eine unscharfe Logik gespeichert und sind je nach Entfernungbereich oder Signalzuordnung in verschiedenen Wertetabellen abgelegt. Der Mikroprozessor vergleicht nun mittels einer unscharfen Logik (Fuzzy Logik) und ermittelt damit die Zugehörigkeitswahrschein lichkeit zu den als Beispiel gezeigten Signalgruppen und ermittelt an der Stelle 903 die Sicht weiteneinschränkung und an der Stelle 904 die beiden Signale 905 und 906 als entfernte Ziele. Dabei kann die abgelegte Kurve für den Vergleich aus einer unterschiedlichen Zahl von Ampli tudenwerten über einem entweder äquivalenten Zeitraster oder einem Zeitraster das direkt oder einem vielfachen des zur Abtastung verwendeten Zeitrasters entspricht, bestehen. Eine gespeicherte Regel für ein Signal das eine Sichtweiteneinschränkung wie z. B. Nebel zeigt, ist in Fig. 9b dargestellt. Dabei sind auf der Ordinate 910 die Einteilungen z. B. sehr klein 911, klein 912, mittel 913 und groß 914 für die Amplituden dargestellt, während auf der Abszisse 920 die Zeitschritte gezeigt sind. Die Ausgefüllten Felder entsprechen den Bedingungen des Kurvenverlaufes der Sichtweiteneinschränkung. Fig. 9c zeigt als Beispiel ein Rückstreusignal eines Objektes. Ordinate 910 und Abszisse 911 haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 9b, die Zeitschritte sind kürzer als bei der Sichtweiteneinschränkung in Fig. 9b. Die markierten Felder entsprechen einer Regel eines Objektes.The signal with the amplitude values 903 corresponds to a signal of a visual range restriction, while the signals 905 and 906 correspond to objects at a great distance with low reflectivity. The signals are stored in memory 217 ( FIG. 2) in time-dependent amplitude values or in rules for unsharp logic and are stored in different value tables depending on the distance range or signal assignment. The microprocessor now compares using a fuzzy logic (fuzzy logic) and thus determines the likelihood of belonging to the signal groups shown as an example and determines at 903 the range of view and at 904 the two signals 905 and 906 as distant targets. The stored curve for the comparison can consist of a different number of amplitude values over either an equivalent time grid or a time grid that corresponds directly or a multiple of the time grid used for the sampling. A saved rule for a signal that limits visibility, e.g. B. shows fog is shown in Fig. 9b. On the ordinate 910, the divisions z. B. very small 911, small 912, medium 913 and large 914 are shown for the amplitudes, while the time steps are shown on the abscissa 920 . The filled in fields correspond to the conditions of the curve of the visibility range restriction. Fig. 9c shows the example of a backscatter signal of an object. Ordinate 910 and abscissa 911 have the same meaning as in FIG. 9b, the time steps are shorter than in the case of the view range restriction in FIG. 9b. The marked fields correspond to a rule of an object.

Sehr kleine nur unwesentlich aus dem Rauschen herausragende Signale wie in Fig. 9 905, können ebensogut erkannt und zugeordnet werden wie Signale die das System übersteuern wie z. B. in Fig. 3 322. Natürlich können in Weiterausbildung der Erfindung bei mehrkanaligen Systemen für die Ermittlung der Scheibenverschmutzung und der Sichtweiteneinschränkung die Signale der verschiedenen Kanäle bewertet und ein gemeinsames sicheres Ergebnis daraus ermittelt werden. Siehe hierzu Fig. 6.Very small signals which only insignificantly protrude from the noise, as in FIG. 9 905, can be recognized and assigned just as easily as signals which override the system, e.g. As in Fig. 3 322. Of course, in further embodiment of the invention may evaluate the signals of the different channels for multi-channel systems for the determination of the lens contamination and the visibility limitation and a common reliable result are determined therefrom. See Fig. 6.

Der Vergleich der gespeicherten Signalverlaufsregeln mit dem akquirierten Signal kann dabei auf folgende Weise erfolgen: Der Mikroprozessor ermittelt mit bekannten Verfahren alle Maxima und vergleicht diese mit den Signalverlaufsregeln oder das akquirierte Signal wird sequentiell in den in Fig. 3 skizzierten Zeitbereichen mit den dort definierten Signalverlaufs regeln der unscharfen Logik verglichen. Das Vergleichsergebnis ist die Zugehörigkeitswahr scheinlichkeit zur jeweiligen Regel. Die größte Zugehörigkeitswahrscheinlichkeit klassifiziert das Objekt.The stored waveform rules can be compared with the acquired signal in the following way: the microprocessor uses known methods to determine all the maxima and compares them with the waveform rules, or the acquired signal is sequenced in the time ranges outlined in FIG. 3 with the waveforms defined there compared to the fuzzy logic. The comparison result is the probability of belonging to the respective rule. The object is classified as the greatest probability of belonging.

Die Regelsätze müssen sich nicht auf den Signalverlauf beziehen, sondern können auch Kenngrößen des Signalverlaufs wie zum Beispiel Anstiegs-, Abfallzeit und Amplitude bewerten.The rule sets do not have to relate to the signal curve, but can also Evaluate parameters of the signal curve such as rise, fall time and amplitude.

Natürlich können durch unterschiedliche Signale unterscheidbare Objekte auch innerhalb von mehreren Kanälen wieder identifiziert und damit in der Beurteilung verfolgt werden.Of course, objects that can be distinguished by different signals can also be located within several channels can be identified again and thus be followed in the assessment.

Der Mikroprozessor mit der Speichereinheit 217 kann in Weiterbildung der Erfindung so ausgeführt werden, daß er nicht nur Signale der verschiedenen Art mit zeitlicher und objektbezogener Zuordnung für den Vergleich mit einer unscharfen Logik bereithält, sondern daß neue Regeln durch das System selbsttätig definiert werden. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß bei laufendem Betrieb des Systems im Straßenverkehr die Objekte sich annähern und wieder entfernen. Extrem kleine Signale die durch den Vergleich im ersten Anlauf noch nicht erkannt werden, können durch den durch die selbsttätige Definition von Signalen entstehenden "Lerneffekt" detektiert und zugeordnet werden.In a further development of the invention, the microprocessor with the memory unit 217 can be designed in such a way that not only does it provide signals of the various types with temporal and object-related assignment for comparison with an unsharp logic, but that new rules are automatically defined by the system. This is done according to the invention in that the objects approach and move away while the system is operating in road traffic. Extremely small signals that are not yet recognized by the comparison in the first attempt can be detected and assigned by the "learning effect" created by the automatic definition of signals.

Claims

1. A device for determining the type and location of objects and the type of visibility restriction with a light pulse transmitter and a Lichtimpulsempfangseinrich device, the received signal being digitized and fed to a microprocessor for evaluation, characterized in that at least two distance measuring channels of approximately the same type Different angular sectors are directed and are used both to determine the system restriction due to the backscattering of the cover glass and the range of vision due to weather-related backscattering such as spray, fog and snow, and to determine the distance from obstacles and road users as a function of the distance due to their backscattering signal.

2. Device for determining the type and location of objects and the type of visibility restriction with a light pulse transmitting device and a light pulse receiving device tung according to claim 1, characterized in that the distance, the type and the horizonta le Angular position of road users and obstacles by comparison with typical return scatter curves in a fuzzy logic, taking into account the change in amplitude due to the limited visibility due to changes or contamination of the system components or is determined by weather conditions.

3. Device for determining the type and location of objects and the type of visibility restriction with a light pulse transmitting device and a light pulse receiving device tung according to claim 1, characterized in that the evaluation of the objects in their Distance and the type and location of their components such. B. reflectors after consideration optics or cover lens backscattering and evaluation of the visibility restriction due to weather influences.

4. Device for determining the type and location of objects and the range of vision one of claims 1-3, characterized in that by the shape of the backscatter signals and their comparison with stored waveforms of different visibility restrictions not only the visibility limit as such but also its type is determined.

5. Device for determining the type and location of objects and the visibility according to one of claims 1-4, characterized in that the signals of the disc back Scattering and the restriction of visibility or the objects are used around the pulse power and / or adjust the receiver gain accordingly.

6. Device for determining the type and location of objects and the visibility according to one of claims 1-4, characterized in that the signals of the disc back Scattering and the restriction of visibility and or the objects are used to the Initiate cleaning of the cover plate and or indicate and the effectiveness of To judge cleaning.

7. Device for determining the type and location of objects and the range of vision one of claims 1-4, characterized in that the system automatically rules of already detected objects for new distance ranges by determining the Objects, in their changing distances, are tracked and the new rules are saved.

8. Device for determining the type and location of objects and the visibility according to type Saying 1, characterized in that the backscatter pulse through the cover plate is generated, not only as an amplitude reference for the evaluation of targets and visibility is used but also serves as a time reference for the distance measurement.