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Einrichtung zur Vermeidung von Kollisionen von Fahrzeugen Die erfindung
betrifft eine Einrichtung zur Vermeidung der Kollision zwischen Transportmitteln,
wie zum Beispiel zwischen Motorfahrzeugen.
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Die Entfernungsmessung zwischen einem Motorfahrzeug und einem vorherfahrenden
Fahrzeug oder einem frontalen Hindernis beruhte bisher auf dem Augenmaß eines ein
Motorfahrzeug steuernden Fahrers. Das ist deshalb nachteilig, weil solche Messungen
ungenau werden und weil sie während der Dunkelheit nicht mehr möglich sind. Aus
diesen GrUnden kommt es auch häufig sehr leicht zu schweren Unfällen.
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Es ist deshalb sehr wünschenswert, eine Einrichtung vorzusehen, mit
der eine genaue und zuverlässige Enfernungsmessung zwischen einem I4otorfahrzeug
und einem vorherfahrenden
Fahrzeug oder einem frontalen Hindernis
sowohl während des Tages als auch während der Nacht möglich ist.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Fehler, die mit
der Entfernungsmessung nach Augeninaß verbunden sind, zu eliminieren und sicherzustellen,
daß Transportmittel, wie beispielsweise Motorfahrzeuge, mit großer Sicherheit gesteuert
werden können. Weiterhin befaßt sicht die Erfindung mit einer neuen und verbesserten
Einrichtung zur Vermeidung von Kollisionen zwischen einem Motorfahrzeug und einem
vorausfahrenden Fahrzeug oder einem frontalen Hindernis, wobei Einrichtungen vorhanden
sind, die die Sltfernung zwischen einem Motorfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug
oder dem frontalen Hindernis feststellen oder die das Vorhandensein eines vorausfahrenden
Fahrzeuges oder eines Hindernisses anzeigen und bei denen Laserlicht, elektromagnetische
Wellen oder Ultraschallwellen Anwendung finden.
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Weiterhin betrifft die B«rfindung eine neue und verbesserte Anordnung
zur Vermeidung von Kollisionen zwischen einem Motorfahrzeug und vorausfa're nden
Fahrzeugen oder frontalen Hindernissen, in der Einrichtungen vorhanden sind, die
auf Laserlichtsignale, elektromagnetische Wellen oder Ultraschallwellen ansprechen,
die von dem diese Signale aussendenden Notorfahrzeug empfangen werden und die dem
Fahrer des fahrzeuges einen Alarm anzeigen oder eine Alarmanzeige bewirken oder
die einen Bremsvorgang im Fahrzeug auslösen, um dadurch den Fahrer automatisch auf
eine Gefahr aufmerksam zu machen oder das Fahrzeug anzuhalten.
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Schließlich befaßt sich die Erfindung noch mit einer
neuen
und verbesserten Anordnung zur Vermeidung von Kollisionen zwischen einem Motorfahrzeug
und einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem frontalen Hindernis, in der Einrichtungen
vorhanden sind, die entsprechend der Höhe der FahrgeRchwindigkeit eine zunehmende
Gefahr anzeigen, ein Signal erzeugen oder einen Bremsvorgang im Fahrzeug auslösen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zur Vermeidung von Kollisionen zwischen
Fahrzeugen löst diese Probleme dadurch, daß die Fahrzeuge mit Sicherungsanordnungen
aus gertstet sind, die einen Triggergenerator zur Erzeugung von Triggerimpulsen
mit vorher,bestimmter Impulsfolgefrequenz und einen durch den Triggergenerator steuerbaren
Such- oder Abtastgenerator enthält, der Such-oder Abtastwellen mit einer, der Triggerimpulsefolgefrequenz
entsprechenden Folgefrequenz erzeugt und diese Such- oder Abtastwellen gegen ein
Meßobjekt (Hindernis) richtet, daß die Sicherungsanordnung weiterhin einen Detektorkreis
zum Empfang der vom Meßobjekt reflektierten Wellen enthält, der aus einem Gatterkreis
besteht, der durch einen Gattertakt steuerbar ist, dessen Frequenz der Triggerimpulsfolgefrequenz
entspricht und der nur für in Detektorkreis empfangene Signalanteile der Abtastwelle
durchlässig ist und daß die den Gatterkreis durchlaufenden Signalanteile ein Maß
für die Entfernung zwischen dem Motorfahrzeug und dem Meßobjekt oder Hindernis darstellen.
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Eine vorteilhafte Ausftlhrungsform der Erfindung zur Vermeidung von
Kollisionen zwischen Fahrzeugen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsanordnung,
mit der ein
Eahrzeug ausgerüstet ist, einen Triggergenerator zur
i rzeugung von Triggerimpulsen mit vorher@bestimmter Impulsfolgefrequenz und eine
durch die Triggerimpulse aktivierbare Vorrichtung zur Aussendung von Laser strahlen
mit einer der Folgefrequenz der Triggerimpulse entsprechenden Folgefrequenz enthält,
daß weiterhin ein erstes optisches System, über das die Laserstrahlen gegen ein
Meßobjekt gerichtet werden und ein zweites optisches System, über das die vom Meßobjekt
reflektierten Laserstrahlen empfangen werden, vorhanden ist, daß die Sicherungsanordnung
einen optischen Detektorkreis zur Messung und Bewertung der über das zweite optische
System empfangenen Laserstrahlen und einen Gatterkreis enthielt, de durch einen
Gattertakt steuerbar ist, dessen Frequenz der Pulsfolgefrequenz der Triggerimpulse
entspricht und der dadurch nur für die, über den optischen Detektorkreis bewerteten
Signalanteile des Laserstrahles durchlässig ist und daß die den Gatterkreis durchlaufenden
Signal anteile ein Maß für die Entfernung zwischen dem Motorfahrzeug und dem I'Ießobjekt
darstellen.
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Vorteilhafterweise kann der Gatterkreis mit einem Gattertakt steuerbar
sein, der bezogen auf die Triggerimpulse mit einer Zeitverzögerung beaufschlagt
ist, deren Größe durch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, die durch eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung
festgestellt wird, bestimmt i; t. Uber eine Bewertungseinrichtung, die auf die,
den Gatterkreis durchlaufenden Signalanteile reagiert, kann ein Alarm angezeigt,
ein Alarmsignal erzeugt oder eine Bremsaktion im Fahrzeug ausgelöst werden.
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Die erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung
unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
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Fig.1 zeigt ein Blockachal-tbild der Anordnung' zur Vermeidung von
Rollisionen zwischen Fahrzeugen, das gemäß den Prinzipien der B'rfindung aufgebaut
ist.
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Fig.2 zeigt Schaltungseinzelheiten eines Teiles der in Fig.1 dargestellten
Anordnung.
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Fig.3 zeigt anhand eines Impulsdiagrammes Impulsformen, die an verschiedenen
Punkten der Anordnung nach Fig.I entstehen.
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Fig.4 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausgestaltung der Erfindung,
während in Fig.5 in Form eines Impulsdiagrammes Impulsformen dargestellt sind, <iie
an verschiedenen Punkten der Anordnung nach Fig.4 entstehen.
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Die folgende Erläuterung bezieht sich auf die Fig.1 der Zeichnung.
Es ist zu erkennen, daß die Anordnung einen Triggergenerator 10 zur Erzeugung von
Triggerimpulsen mit einer vorher@bestimmten Pulsfolgefrequenz verbundene eine mit
dem. Triggergenerator 10 /Pulsformerstufe 12, die die Triggerimpulse des Triggergenerators
in Stromimpulse umwandelt, eine Halbleiter-Laserdiode 14, die mit den Stromimpulsen
der Pulsformerstufe 12 erregt wird und die einen Laserstrahl mit einer, der Pulsfolgefrequenz
der Triggerimpulse entsprechenden Folgefrequenz aussendet, enthält. ;leiterhin ist
ein optisches
Sendesystem 13 zur Bündelung des Laserlichtes der
Laserdiode 14 vorhanden, über das das gebündelte Licht gegen ein Meßobjekt oder
ein Hindernis, wie beispielsweise ein vorausiahrendes Fahrzeug ode@ ein frontal
liegendes hindernis gerichtet wird. In der Zeichnung ist allerdings weder ein solches
Fahrzeug noch ein Hindernis dargestellt.
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Ein optisches Empfangssystem 18 fokussiert den vom Meßohjekt oder
Hindernis reflektierten Laserlichtstrahl auf einen optischen Detektorkreis 20, beispielsweise
ein mit einem Verstärker 22 verbundener Fototransistor.
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Der Triggergenerator 10 ist außerdem mit einem Eingang eines Gattertaktgenerators
24 verbunden, der fortlaufend mit den Triggerimpulsen des Generators 10 beaufschlagt
wird und der Gattertaktimpulse. erzeugt, die unter dem Einfluß eine Geschwindigkeitsmej3einrichtung
26, beisl)ielsweise einem Tachometer, eine vorgegebene Dauer besitzen. D.ie Geschwindigkeitsmeßeinrichtung
26 ist erforderlich, um die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeuges zu ermitteln
und die arüiittelte Geschwindigkeit beispielsweise in eine Spannungsgröße umzuwandeln,
die dann dazu dient, den Zeitpunkt zu bestimmen, bei dem der Gattertaktgenerator
24 die Gattertaktimpulse erzeugt. Die Gattertaktimpulse des Gattertaktgenerators
2Zs werden einem mit ihm verbundenen Gatterkreis 28 zugefWlrt, der mit jedem dieser
Impulse steuerbar ist. Der Gatterkreis 23 besitzt einen weiteren bingang, der mit
dem Verstärker 22 verbunden ist. An seinem Ausgang ist der Gatterkreis 28 mit einem
Haltekreis 30 verbunden, der zur Aufrechterhaltung
der Impulshöhe
dient.
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Der Triggergenerator 10 liefert die Triggerimpulse weiterhin an einen
Entladegenerator 32, der in später besciiriebener leise den Haltekreis 30 fortlaufend
überwacht. Der Haltekreis 30 ist weiterhin an einen Integrierkreis 34 angeschlossen,
der seinerseits mit einer Alarmeinrichtung 36 verbunden ist.
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In der Fig.2 werden Einzelheiten eines Teils der in Fig.1 dargestellten
Anordnung gezeigt. Wie anhand von Fig.2 ersichtlich, enthält der Triggergenerator
10 einen astabilen Multivibrator mit den beiden Transistoren T2 und T3, die, wie
dargestellt, derart zusammengeschaltet sind, daß ein Selbstanschwingvorgang bei
einer iArequen2 von beispielsweise etwa 20 Hz einsetzt, wodurch an der Kollektorelektrode
des Transistors T2 die Triggerimpulse zur Verfügung stehen. Die Triggerimpulse werden
über einen Kondensator C1 an einen Impulsformertransistor T1 gegeben und gelangen
dann an die Impulsformerstufe 12. Die Impulsformerstufe 12 kann einen auf eine hohe
Spannung aufgeladenen Kondensator und einen Thyristor enthalten, der mit dem Impuls
des Transistors T1 gezündet wird. Während des leitenden Zustandes des Thyristors
entlädt sich der Kondensator über eine Induktivität, die mit ihm verbunden ist,
wobei dieser Kondensator und die Induktivität einen ftesonanzkreis bilden, über
den der Beginn einer gedämpften Schwingung eingeleitet wird, Nach einer halben Periode
der Schwingung lädt sich der Kondensator jedoch umgekehrt auf und schaltet den Thyristor
ab, worauf sich die Ladung des Kondensators über die Induktivität entladt
und
soinit den bereits vorher erwähnten Strom lief@rt. Der Übersichtlichkeit wegen ist
der Thysistor, der Kondensator und die Induktivität in der Fig.2 nicht dargestellt.
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Die Triggerimpulse werden über den Kondensator C2 auch dem Gattertaktgenerator
24 zugeführt. Der Gattertaktgenerator 24 enthält gemäß der Darstellung in Fig.2
eine erste monostabile @ultivibratorschaltung, die die Transistoren T4 und T5 enthält
und eine zweite monostabile iliultivibratorschaltung, die die Transistoren Tb und
T7 enthält. Die Transistorpaare T4 und T5 sowie T6 und T7 sind, wie in der Fig.2
dargestellt, verbunden. Jeder der vom Triggergenerator 10 erzeugten Triggerimpulse
wird über den Kondensator T2 und eine Diode D1 dem ersten Multivibrator T5, T6 zugeführt.
Mit der Umsteuerung des ersten Multivibrators wird ein erster positiver Impuls orzeugt,
dessen Dauer durch einen @iderstand sil, einen regelbaren Widerstand VR1 und einen
Kondensator C3 bestimmt ist.
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Der zweite monostabile Multivibrator TG, T7 spricht auf die Rückflanke
des ersten beschriebenen positiven Impul.
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ses an und erzeugt mit seiner Umsteuerung einen zweiten positiven
Impuls, dessen Dauer durch einen Widerstand R2, einen regelbaren Widerstand VR2
und einen Kondensator C@ besitzt is-t. Diese Impulse entsprechen den Impulsformen
d in Fig.3. Die Größe des regelbaren Widerstandes VR1 ist über den Ausgang der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung
26 beeinflußbar, wodurch die Dauer des ersten positiven Impulses mit der Ausgangsgröße
der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 26 und damit mit der festgestellten Geschwindigkeit
des Fahrzeuges variiert. Demgemäß ist der Zeitpunkt,
zu dem der
zweite positive Impuls beginnt bzw. zu dem die Anstiegsflanke des zweiten positiven
Impulses entsteht, in Bezug auf den entsprechenden korrespondierenden Regelimpuls
zeitlich verschoben, wobei diese Verschiebung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
bestimmt ist. Der zweite positive Impuls wird dann dem Gatterkreis' 28, der ein
Transistor sein kann, zuge-- führt. In einem, aus einem Transistor bestehenden Gatterkreis
28 kann dieser zweite Gatterimpuls der Basiselektrode des Transistors zugeführt
werden, um ihn leitend zu machen, Der Transistor besitzt eine Kollektorelektrode,
die mit dem Verstärker 22 verbunden ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, daß
dann, wenn der Transistor leitend ist, der Ausgang des Verstärkers 22 an den Haltekreis
30 durchgeschaltet ist.
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Während in der Fig.1 die Schaltungsteile 30, 32 und 34 in Jeweils
getrennten Blöcken dargestellt sind, zeigt die Fig.2 diese Teile in einem gemeinsamen
Block, der mit den Bezugszeichen 30, 32 und 94 versehen ist. Der Ausgang des Gatterkreises
28 ist an eine Gatterelektrode eines Feldeffekttransistors T@ geführt, wo eine Impedanzumkehr
stattfindet. Die Ausgangsgröße gelangt dann über eine Diode D2 an einen Impuls-
Halte-Kondensator C5, der aufgeladen wird, i:s wird bemerkt, daß die Diode D2 eine
im Hinblick auf die Ladung des Kondensators C5 ontgegengesetzte Polarität besitzt
und daß ein Feldeffekttransistor T9, der mit seiner Gatterelektrode an den Verbindungspunkt
der Diode D2 und des Kondensators C5 anges9hlossen ist, einen sehr hohen Widerstand
über die Gatter-Basiselektrode besitzt, 30 das die sich am Kondensator C5 aufbauende
Ladung gerade dort zurückgelassen,
d.h. beibehalten wird. Das bedeutet,
daß der Spitzenwert des dem Transistor T8 zugeführten Signals durch den geladenen
Kondensator C5 gehalten wird. iian erkennt daraus, daß die Diode DL, der Kondeiisator
C5 und der Feldeffekttransistor T9 den bereits erwähnten Impuls-Haltekreis bilden.
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Y.ie in Fig.2 @gezeig- wird, ist der Ausgang des ersten monostabilen
Multivibrators im Gattertaktgenerator 24 über eine Leitung L mit der Basiselektrode
eines normal nicht leitenden Transistors T10 über einen Kondensator C6 verbunden.
Die Kollektorelektrode dieses Transistors ist mit dem Verbindungspunkt des Kondensators
C5 und der Gatterelektrode des Feldeffekttransistors T9 vorhanden. Dadurch ergibt
sich, daß jedes Hal, wenn der Ausgangsimpuls vom ersten monostabilen Multivibrator
ode@ von der Kollektorelektrode des Transistors T5 an den Transistor T10 gelangt,
dieser zeitverzdgert eingeschaltet wird, wobei die Zeitverzögerung durch den Kondensator
C6 und einen dem Kondensator in Reihe geschalteten Widerstand R4 bestimmt ist. Der
Kondensator C5 wird dadurch über den jetzt leitenden Transistor T10 auf einen inert
von 0 Volt entladen. lan erkennt daraus, daß der Transistor T10, der Kondensator
C6 und der Widerstand R4 den Entladegenerator 32 bilden.
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Der Feldeffekttransistor T9 enthält eine Dasiselektrode, die mit dem
Integrierkreis 34 verbunden ist, der durch einen Widerstand R5 und einen Kondensator
C7 gebildet ist.
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Die Fig.2 zeigt die Schaltungskomporienten 10, 24, 30
32
und 34 im I(ahmen eines Ausführungsbeispieles, wobei darauf hingewiesen wird, daß
die Erfindung keineswegs auf die in Fig.2 dargestellte Ausführungsform beschrankt
ist.
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Im folgenden wird die Wirkungsweise der dargestellten Anordnung unter
Bezugnahme auf die Figuren 1 und 3 beschrieben. Wie bereits oben angegeben, erzeugt
der Triggergenerator 10 Triggerimpulse mit einer vorgegebenen Impulsfolgefrequenz,
wie sie in Fig.3 in der Zeile a dargestellt sind. Die Triggorimpulse werden dann
über die Impulsformerstufe 12 der Laserdiode 14 zugeführt, um dort einen Laserstrahl
zu emittieren. Diese Impulse sind in Fig., in Zeile b dargestellt. Die Laserstrahlen
sind in ihrer Pulsfolgefrequenz den Triggerimpulsen des Triggergenerators 10 identisch.
Sie werden gebündelt gegen ein Meßobjekt oder ein Hindernis, wie beispielsweise
ein Motorfahrzeug, das nicht dargestellt ist, durch das optische Sendesystem 16
gerichtet. Das optische Empfangssystem 18 empfängt den vom Meßobjekt oder Hindernis
reflektierten Laserstrahl und fokussiert. @ dieseii auf den optischen Detektorkreis
20. Der von dem optischen Detektorkreis 20 empfangene Lichtstrahl enthält sowohl
Signalanteile in der Form solcher Impulse, die aui den vom Meßobjekt refleictierten
Laserstrahlen resultieren und eine rolntiv hohe Amplitude besitzen als auch überlagerte
optische Störsignale, wie in Fig.3 in der Zeile c dargestellt ist. Demgemäß besitzt
auch das entsprechende elektrische Signal, das von dem Detektorkreis 20 zur Veritigung
gestellt wird, eine ähnliche Wellen- oder Impulsform. Es ist leicht einzusehen,
daß, je länger eine Entfernung zwischen dem mit einer
Anordnung
der hier vorgeschlagenen Art ausgerüsteten Fahrzeug und einem Meßobjekt oder Hindernis
ist und je geringer der Reflexionsfaktor des Meßobjektes oder des Hindernisses ist,
desto kleine@ das Signal-Störverhältnis des empfangenen signals sein wird. i;s wird
aus diesem Grunde schwierig, ein entferntes Meßobjekt oder Hindernis oder solche
Meßobjekte mit geringem Reflexionsfaktor zu erkennen, das heißt, die von diesen
Meßobjekten reflektierten Lichtsignale zu empfangen.
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Gemäß dem Prinzip der Erfindung ist der Gattertaktgenerator 24 und
der Gatterkreis 2@ vorhanden, um das Signal-Störverhältnis des empfangenen Signals
zu verbessern. Unter der Annahme, daß mit c die Lichtgeschwindigkeit und mit d der
Abstand zwischen einem mit der hier vorgeschlagenen Anordnung ausgerüsteten Fahrzeug
und einem Meßobjekt oder Hindernis bezeichnet wird, ergibt sich für das Zeitintervall
zwischen dem Aussenden eines Strahls von der Laserdiode 14 und der Reflexion von
dem Meßobjekt bis zum @iedererreichen des optischen i)ctelz-torkrcises 20 ein ert
von t = 2d/c.
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Wenn ein elektrischer Signalanteil des Strahles derart zeitverzögert
den Gatterkrois 2@ erreicht, der gerade mit dem entsprechenden Gatterimpuls des
Gattertaktgenerators 24 SUr eine augemessene Zeitdauer gesteuert wird, dann is-t
der Gatterkreis 28 iii der Lage, den auf dem empfangenen Strahl beruhenden Signalanteil
herauszugreifen, was eine erhebliche Verbesserung im ignal-Störverhältnis bedeutet.
Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet das, daß es erforderlich ist, die
Signalanteile,
die durch den empfangenen Laserstrahl erzeugt werden, dem Gatterkreis ar, gleichzeitig
mit den .ell-tsplqechenden Gattertaktimpulsen zuzuführen. Daraus resultiert die
Notwendigkeit, daß die Zeitpunkte bestimmt werden, zu denen der Gattortaktgenerator
24 die Impulse mit einer angemessenen Dauer, wie in Zeile d der Fig.3 dargestellt,
erzeugt.
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Auf der anderen Seite ist es e-rforderlich, ein Alarmsignal zu erzeugen,
wenn irgendeine Gefahr entstehen kann. Wenn sich ein Fahrzeug, das mit der Anordnung
gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, mit hoher Geschwindigkeit bewegt, muß eine
Gefahr frühzeitig genug, noch während eines ausreichend großen Zwischenabstandes
zwischen den Fahrzeugen erkannt weiden. Fiir kleine Geschwindigkeiten kann der Zwischenabstand
kleiner gewählt werden. Daraus ergibt sich, daß es nur erforderlich ist, einen vorläufigen,
von der Geschwindigkeit, mit der sich das Fahrzeug bewegt, abhängigen Gefahrenabstand
zu bestiuiraen und einen Alarm wld/oder eine Bremsaktion im Fahrzeug dann auszulösen,
wenn der Gefahrenabstand, der durch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges vorgegeben
ist, erreicht ist.
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Dazu ist die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 26 vorhanden, die die
Geschwindigkeit des Fahrzeuges ormittelt und beispielsweise in eine Spannung umsetzt.
Wie bereits in Verbindung mit Fig.2 beschrieben, stouert diese Spannung den Gattertaktgenerator
24 derart, daß dioser Impulse erzeugt, die in ihrer Pulsfolgefrequenz don vom Triggergenerator
10 erzeugten Triggerimpulsen entsprechon und die zu den, durch die Spannung bestimmten
Zeitpunkten,
wie in Fig. 5 in Zeile d gezeigt, abgegeben werden. Das hoißt, daß der Gattertaktgenerator
24 die Gattertakte d zu angemessenen Zeitpunkten mit einer angemessenen Zeitverzögerung
bezogen auf die Triggerimpulse a erzeugt, wobei sich diese Zeitverzögerung abhängig
von der ermittelten Geschwindigkeit ergibt und wobei eine Koinzidenz der Gattertaktimpulse
mit den Signalanteilen, die von den en-tsprechenden von einem Meßobjekt oder einem
Hindernis reflektierenden Laserstrahl herrühren, ein Alarmsignal ausgelöst wird.
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Die Gatterimpulse d werden dem Ga-tterkreis 2;-, zugeführt, der daneben
auch die empfangenen Signale c über den Verstdrker 22 erhält. Da der Gatterkreis
28 derart ausgebildet ist, daß die Signalanteile des empfangenen Signals, die mit
den Gattertakten koinzidieren, durchgelassen werden, wie oben in Verbindung mit
Fig.2 beschrieben wurde, können nur solche Signale anteile des empfangenen Laserstrahles,
die mit den entsprechenden Gattertaktimpulsen koilzzidiercil, von dem empfangenen
und Störanteile enthaltenden Signal getrennt werden. Das ist in Fig.3 in Zeile e
dargestellt. Wenn die Dauer der Gattertaktimpulse im wesentlichen gleich oder kleiner
der Dauer der von der Laserdiode 14 emittierten Laserstrahlen ist> dann sind
die den Gatterkreis 28 durchlaufenden Signale anteile im wesentlichen frei von Störungen,
was eine Zunahme des Signal-Störverhältnisses bedeutet. Man kann also sagen, daß
sich durch das Vorhandensein des Gatterkreises 28 das Signal-Störverhältnis bodeutend
verbessert und daß damit auch besonders schnfache Signale
erkannt
werden können. Im besonderen ist es möglich, jedes Meßobjekt oder Hindernis, beispielsweise
ein vorausfahrendes Motorfahrzeug oder ein anderes Hindernis selbst in großer Entfernung
zu erkennen, selbst dann, wenn es einen kleinen Reflexionsfaktor besitzt.
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Das Signal e (Zcile e in Fig.3), das den Gatterkreis 28 verläßt, wird
dem Impuls-Haltekreis 30 zugeführt, wo es in ein Signal umgewandelt wird, das in
seiner Höhe dem Spitzezwert des Signals e entspricht. Dieser Vorgang ist anhand
von Fig.2 bereits erläutert worden und führt zu der in Zeile in Fig.3 dargestellten
Inpulsform. Unter diesen Umständen ist es möglich, daß dio auf den empfanGenen Laserstrahlen
beruhenden Signalanteile verschwinden können, während der Ilaltekreis den Spitzenwert
des Signals, das auf dem vorhergehenden Laserstrahl beruht, beibehalt. Uia diesen
nachteiligen Einfluß zu vermeiden, ist der Entladegenerator 32 vorhanden, der unter
den Einfluß des Triggergenerators 10 sogenannte Entladeimpulse erzeugt, die in Fig.3
in Zeile g dargestellt sind. .ie bereits anhand von Fig.2 peschrieben, wird der
Entladegenerator 32 mit den Triggerimpulsen, die vom Triggergenerator abgegeben
werden, derart gesteuert, daß er Entladeimpulse g mit einer passenden Zeitverzögerung
bezogen au-C- die entsprechenden Triggerimpulse a erzeugt, wobei diese Zeitverzögerung
derart ist, daß die Entladeimpulse g noch vor den empfangenen Signalanteilen der
entsprechenden Laserstrahlen dem Impulshaltekreis 30 zugeführt werden. Es ist möglich,
die Entladeimpulse g gleichzeitig mit den entsprechenden Triggerimpulsen a zu erzeugen.
Die Entladeimpulse g des Entladegenerators 32.
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werden jeweils dem Impulshaltekreis 30 zugeführt, un dessen Ausgang
au@ Null zurückzuführen.
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Die Ausgangsgröße des Pulshaltekreises 50 wird dann dem Integrierhreis
34 zugeführt, vo die in Zeile h der Fig.3 dargestellte Impulsform gebildet wird.
Die Impulsform 11 wird weiterhin von Störanteilen befreit, die noch Bestandteil
des, den Gatterkreis 2@ durchlaufenden Signales sind, was zu einer zusätzlichen
Zunahme des Signal-Störverhältnisses wird. Das Signal-Störverhalt nis wird durch
die Einschaltung des Integrierkreises 3.4, der eine, verglichen mit der Pulsfolgefrequenz
der Laserstrahlen große Zeitkonstante besitzt, erhöht. Der Ausgang des In@egrierkreises
34 ist an die Alarmeinrichtung 3G geführt. Venn der aWL den empfangenen Laserstrahlen
beruhende Signalanteil während der Gatterperiode des Gatterkreises 28 vorhanden
ist und seine Amplitude den maximalen Spitzenwert der Störanteile überschreitet,
dann nimmt das am Ausgang des Integrierkreises 34 zur Verfügung stehende Signal
h zu, wodurch ein frontales Hindernis festgestellt werdeii kann und was zur Auslösung
eines Alarmsignales durch die Alarmeinrichtung 36 @ührt.
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Um zu bestimmen, ob die auf den empfangenen Laserstrahlen beruhenden
Signalanteile den maximalen Spitzenwert der Störanteile überschreiten, ist der Ausgang
des Integrierkreises @4 vorteilhaft mit einem Vergleichskreis bekannter Ausbildung
verbunden, in welchem des Signal mit einer Bezugsgröße verglichen wird, die den
Spitzenwerten der Störanteile entspricht. Das Alarmsignal kann entweder oinc hier
nicht dargestellte Hupe, zur Erzeugung eines akustischen signals oder eine nicht
dargestellte Lampe zur flrzeugung eines optischen Signals aktivieren,
um
dem Fahrer des Fahrzeuges eine Gefahr anzuzeigen.
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Die Alarmeinrichtung kann aber auch oil: Signal zur Verfügung stellen,
über das die Bremsen oder die Maschine bzw. der Motor des Fahrzeuges beeinflußbar
sind, obwohl diese Einzelheiten in Fig.1 nicht dargestellt sind.
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Die Anordnung nach Fig.1 arbeitet zwar weitgehend zufriedenstellend.
lXin gewisser Nachteil wird Sedoch darin gesehen, daß eir. Alarmsignal erstmalig
erst dann erzeugt wird, wenn ein geiährlicher Abstand erreicht wurde. Diesel Nachteil
kann durch eine in Fig.4 gezeigte Ausgestaltung der Erfindung wirksam vermieden
werden, wobei dieser Ausgestaltung die Absicht zugrunde liegt, den Fahrer des Fahrzeuges
eine Information über die Entfernung zwischen seinen Fahrzeug, das mit der Anordnung
nach der Erfindung ausgerüstet ist und einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem
frontalen Hindernis zur Verfugung zu stellen und ihm weiterhin den Stand seines
Fahrzeuges anzuzeigen. Der Abstand zwischen dem mit der beschriebenen Anordnung
ausgerüstetem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Hotorfahrzeug oder einem frontalen
Hindernis wird in mehrere Entfernungsabschnitte eingeteilt. Beispielsweise kann
der Abstand in die folgenden drei Entfernungsabstände eingeteilt werden. Ein Abschnitt
für kurze Entfernungen entspricht einem gefährlichen Abstand; ein Abschnitt für
mittlere Entfernungen entspricht einem Abstand, bei dem es erforderlich ist, die
Aufmerksamkeit des Fahrers zu erregen; oin Abschnitt für große Entfernungen entspricht
dem Sicherheitsabstand. Für joden Entfornungsabschnitt
ist ein
Detektorkreis und eine Alarmeinrichtung vorgesehen. Die Fig.4 zeigt eine Anordnung
zur Vermeidung von Kollisionen, die gemäß diesen Prinzipien der Erfindung aufgebaut
ist und der die Einteilung der .:.ntfernung in drei Abschnitte, wie beschrieben,
zugrunde liegt.
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Wie in Fig.4 geneigt, sind für den Abschnitt der langen Entfernung,
der mittleren Entfernung und der kurzen Entfernung drei Gattertaktgeneratoren vorhanden,
die in ihrem Aufbau dem Gattertaktgenerator der Fig.1 entsprechen und die mit den
entsprechenden Detektorkreisen und Alarmeinrichtungen verbunden sind, die ihrerseits
den in Fig.1 gezeigten Schaltungsteilen 28, 30, 34 und 36 entsprechen. Für alle
genannten einheiten ist ein gemeinsamer Entladegenerator 32 vorhanden. Die Einheiten
für einen langen, einen mittleren und einen kurzen Entfernungsabschnitt sind allgemein
durch die Bezugszeichen L, M und 5 charakterisiert. Die Sinhei-ten selbst sind jeweils
durch die gleichen, bereits in Fig.1 verwendeten Bezugszeichen symbolisiert, denen
ein entsprechendes Bezugszeichen angehängt ist. Beispielsweise ist der Gatterkreis
23L für den langen Entfernungsabschnitt vorgesehen. Die Gattertaktgeneratoren 24L,
24M und 24S sind ausgangsseitig mit den Gatterkreisen 28L, 28M und 28S und eingangsseitig
mit der besueinsamen Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 95 verbunden. Die übrigen Teile
der Anordnung entsprechen den in Fig.1 gezeigten Teilen und sind durch die gleichen
Bezugszeichen, die in Fig.1 verwendet wurden, bezeichnet, Im Betriebszustand werden
die Gattertaktgeneratoren 24L, 2411 und 245 mit den Triggerimpulsen (vergl. Impulsform
a
in Fig.5 vom Triggergenerator 10 her beaufschlagt und erzeugen
die Gattertaktimpulse mit einer vom Geschwindigkeitssignal, das von der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung
26 zur Verfügung stcht, abhängigen Dauer.
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Diese Impulse sind in Fig.5 in den Zeilen d3, d2 und dl darg stellt.
Die in Fig. 5 gezeigten Gattertaktimpulse d1-, d2 und d3 besitzen im Hinblick auf
ciie entsprechenden Triggerimpulse a eine bestimmte Zeitverzögerng, die in Fig.5
mit t1, t2 und 63 bezeichnet ist.
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Die Gatterimpulse d1, d2 und d3 sind jeweils für den kurzen, den mittleren
und den langen Entfernungsabschnitt vorhanden und ihre Zeitverzögerungen tl, t2
und t3 sind abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges einstellbar, die ihrerseits,
wie bereits beschrieben, durch die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung 26 festgestellt
wird. Wenn beispielsweise der Gattertaktimpuls d2 des Entfernungsabschnittes für
die mittlere Entfernung und die Signalanteile, die dem empfangenen Laserstrahl entsprechen,
deia Gatterkreis 2811 zu den gleichen Zeitpunkton zugeführt werden, wie i@ Fig.5
dargestellt, so durchläuft die Impulsform e der Fig.5 den Gatterkreis und aktiviert
die Feststellungs- und Alarmeinheit M, die daraufhin in der gleichen, bereits in
Verbindung mit den Figuren 1 und 3 beschriebenen Weise einen Alarm auslöst.
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In der gleichen Diese bewirkt das Vorhandensein empfangener Signalanteile
im Abschnitt für kurze Entfernungen die Aktivierung der Feststellungs- und Alarmeinrichtung
S, die ebenfalls in entsprechender Weise einen Alarm auslöst. Das gleiche gilt,
wenn empfangene Signalanteile
im Abschnitt für lange Entfernungen
vorhanden sind.
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Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Alarmanzeigen in Abhängigkeit
vom tatsächlichen Zwischenabstand zug Verfügung zu stellen. So ist es beispielsweise
möglich, für den Abschnitt der kurzcii Entfernungen eine i'ote Lampe, füi den Abschnitt
der mittleren und der langen Entfernungen eine gelbe und eine grüne Lampe zur Aufleuchten
zu bringen. Auch können zur Anzeige der Zwischenabstände akustische Signale Verwendung
finden, die entsprechend dem Zwischenabstand verschiedene Fre..
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quenzen fortlaufend erzeugen.Weiterhin ist es möglich, ein akustisches
Signal mit einer vorgegebenen festen Frequenz, die auf verschiedene eise unterbrochen
wird, zu verwenden. Zusdtzlich kann die vorhandene Bremsein-@ichtung des Fahrzeuges
im Abschnitt für kurze Entfernungen aktiviert werden und für den Abschnitt der mittleren
Entfermungen kann eine @berwachung der Maschine oder des Motors ausgelöst werden.
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Die Erfindung weist verschiedene Vorteile auf. So wird beispielsweise
der Zwischenabstand oder die Entfernung zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem
frontalen Hindernis zuverlässig festgestellt, ohne daß diese Feststellung durch
die Beurteilung des Fahrers beeinflußt wird, also frei ist von dei.a Augenmaß oder
der Erfahrung des Fahrers. Der Gatterkreis 28 arbeitet mit dem Gattertaktgenerator
24 in einer Weise zusammen, durch die Interferenzerscheinungen eliminiert werden,
die durch ein ntgegenkommendes und mit den Anordnungen gemäß der Brfilldung ausgerüsteten
Fahrzeuges verursacht werden könnten.
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Das erkannte Signal stellt ein den Fahrer warnendes Alarmsignal zur
Verfügung, das von dem tatsachlichen Zwischenabstand abhängig ist. weiterhin @önnen
die vorhandenen Brems- oder Steuereinrichtungen des Fahrzeuges oder der des IIotors
automatisch ausgelöst werden. Darüber hinaus ergibt sich durch die Gattcr- und Integrieroperationen,
daß lediglich die Signalanteile, die auf dem empfangenen Laserstrahl beruhen, wirksam
aus dem empfangenen optischen Signal herausgezogen werden, was dazu führt, daß auch
sehr weit entfernte Ilindernisse oder solche Gegenstände mit kleinem Reflexionsfaktor
erkannt werden.
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Die Erfindung wurde anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles
beschrieben. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf dieses spezielle Ausführungsbeispiel
beschränkt. So kann beispielsweise anstelle eines Laserlichtstrahles ein elektromagnetisches
Signal oder ein Ultraschallsignal Verwendung finden. Bei Verwendung von elektromagnetischen
Signalen ist dann die Laserdiode 14 und das optische Sendesystem 16 durch einen
entsprechenden elektromagnetischen Sender und eine dementspr@chende Jendeantenne
zu ersetzen, während das optische Empfangssystem und der optische Detektorkreis
durch eine entsprechende Empfangsantenne und entsprechende elektromagnetische Empfangs-
und Detektorkreise zu ersetzen ist. Bei dor Verwendung von Ultraschallsignalen ist
ein entsprechender Ultraschallgenerator und ein Schallstrahler anstelle der bauteile
14 und 16 zu verwenden, während die Bauteile 10 und 20 durch entsprechende Ultrasohallempfangseinrichtungen
ersetzt werden.