DE2327186A1

DE2327186A1 - Rueckstrahl-messgeraet

Info

Publication number: DE2327186A1
Application number: DE2327186A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Ing Wiesbeck
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1973-05-28
Filing date: 1973-05-28
Publication date: 1974-12-19
Also published as: AU6879274A; DE2327186C2

Description

"Rückstrahl-Meßgerät" Die Erfindung betrifft ein Rückstrahl-Neßgerät zum Bestimmen der Richtung und ggf, des Abstandes gegenüber angemessenen Objekten. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung in Form eines fahrzeugseitigen Radargerätes des Land-Schnellverkehrs zum autarken Gewinnen für den Fahrzeugführer zur Verminderung seiner Kollisionsgefährdung nützlicher Informationen aus sei- -nem Vorausraum benutzbar. Als Rückstrahl-MeBgerät kommt vorzugsweise ein Radargerät zum Einsatz, das mit elektromagnetischen Wellen arbeitet; jedoch sind auch im Sinne der Erfindung entsprechend ausgestaltete Laser- oder Sonargeräte '''benutzbar'.'~Adßerdem ist die vorteilhafte Einsatzfshigkeit der Erfindung in der Xollisionswarntechnik nicht auf den Land-Schnellstraßenverkehr beschränkt, sondern sie erstreckt sich gleichermaßen vorteilhaft auf den Wasserstraßenverkehr sowohl der Binnen- als auch 'der Eüsten- und Rochseeschiffahrt.
Zur Erhöhung der Verkehrssicherheit auf Schnellstraßen sind bereits verschiedene Methoden bekannt geworden, bei deren Anwendung sich die notwendige Auflösung sowohl der Entfernungsals auch der Differenzgeschwindigkeitsmessung zu angemessenen Objekten als Problem herausgestellt hat; noch schwieriger ist bei autarken Xollisionswarnsystemen in der Praxis die Unterscheidung von gefährlichen und ungefidrlichen angemesenen Objekten, z. B. die Unterscheidung von nicht den Verkehr behindernden Verkehrsschildern, Leitplanken und auf der Nebenspur befindlichen Fahrzeugen, einerseits von genau in der eigenen Fahrtrichtung befindlichen, ihren eigenen Abstand zu dem Meßgerät vermindernden Objekten andererseits.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückstrahl-MeS-gerät der einleitend genannten Art gegenüber dem Stand der Technik insbesondere dahingehend zu verbessern, daß es mit großer Sicherheit in einer vorbestimiaten Richtung, beispielsweise in der eigenen Fahrtrichtung, befindliche angemessene Objekte von außerhalb dieser Richtung, aber in großer mähe zu den angemessenen Objekten befindlichen anderen Objekten zu unterscheiden vermag.
Wie sich in der Praxis herausgestellt hat, sind bekannte Rtickstrahl-Meßgeräte, die die Amplituden der empfangenen rückgestrahlten Schwingungen auswerten, zur Lösung dieser Aufgabe ungeeignet, da der Streuquerschnitt beispielsweise zwischen Motorradfahrern und Kühlwagen etwa um den Faktor i04 verschieden sind. Auch ist es unzweckmäßig, Räckstrahl-Neßgeräte bekannter Technik zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe mit Keulenbreiten von 10 bis 150 heranzuziehen; diese Keulenbreiten sind beim Einsatz dieser bekannten Geräte im Land-Straßenverkehr zwar geeignet, Kurven auszuleuchten, jedoch werden verwirrenderweise hierbei auch Fahrzeuge oder andere ungefährliche angemessene Rückstrahl-Objekte neben der eigenen Fahrbahn erfaßt, die unnötigerweise eine Kollisionsgefährdung vortäuschen.
Bei einem Räckstralll-Neßgerät der einleitend genannten Art besteht die Erfindung darin, daß Mittel zum Erzeugen zweier getrenner und annähernd gleich großer azimutaler Sende/Empfangsdiagramme für das Rückstrahl-Meßgerät vorgesehen sind, die gemeinsam im wesentlichen nur den räumlichen Erwartungsbereich der anzumessenden Objekte überdecken und die sich gegenseitig in vorgegebener Weise überlappen, daß das Sende/Empfangsgerät des Rückstrahl-MeBgerätes so ausgebildet und an die Mittel zum Erzeugen der Sende/Empfangsdiagramme so angeschlossen sind, daß einerseits über beide Sendediagramme Sendeschwingungen mit um eine vorgegebene Differenzfrequenz, welche durch Filter von der zu erwartenden Dopplerfrequenz getrennt werden kann, unterschiedlichen Hochfrequenzen ausgestrahlt werden können und daß bei ihrer Ausstrahlung andererseits als Kriterium für das Auftreten vo Rückstralilungen aus dem gegenseitigen Uberlappungsb erei ch der Sende/Empfangsdiagramme empfangsseitig feststellbar ist, daß über die beiden Empfangsdiagrnmme solche Rückstrahlungen annähernd gleicher Amplitude empfangen werden, die auf die Sende schwingungen jeweils des anderen der zwei Sende/Empfangsdiagramme zurückzuführen sind.
Vorteilhafterweise werden zum Erzeugen der zwei Sende/Empfangsdiagramme zwei Sende/Empfangs-Richtantennen vorgesehen, und weiterhin empfangsseitig Mittel zur getrennten gegenseitigen Frequenzüberlagerung der über die eine (über die andere) der zwei Richtantennen abgestrahlten Schwingungen mit den auf diese Sendeschwingungen zurückfthrendes, mittels der anderen (bzw der einen) der zwei Richtantennen empfangenen rückgestrahlten Schwingungen; durch Amplitudenvergleich der durch die Frequenzüberlagerung gewonnenen Schwingungen läßt sich auf die Zielrichtung des angemessenen Objektes sehr genau schließen, und zwar ähnlich dem "plitudenvergleichs-Monopulsradarn (amplitude-comparison monopulse radar).
Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Rückstrahl-Meßgerätes als fahrzeugseitiges Kollisionswarngerät in einem Kraftfahrzeug des Landverkehrs hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die winkelmäßige Größe des tlberlappungsgebietes der Sende/Empfangsdiagramme zu etwa 1 bis 2 Winkelgraden und die Keul enbreiten der einzelnen Sende/Empf angsdi agramme winkelmäßig zu etwa 5 bis 7 Winkelgraden zu wählen. Der räumliche Erwartungsbereich des Rückstrahl-Meßgerätes für anzumessende Rickstrahl-Obåekte wird hierbei zweckmäßigerweise zu etwa 100 Metern gewählt.
Anhand der Abbildungen werden im folgenden vorteilhafte Ausfüuuungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt zur Erläuterung des Einsatzes der Erfindung im Land-StraBen-Eraftverkehr in Draufsicht einen Kraftwagen 1 und zwei annähernd gleich große azimutale Sende/Empfangsdiagramme D1 und D2, die gemeinsam im wesentlichen nur den räumlichen Erwartungsbereich der anzumessenden Objekte überdecken und: die sich gegenseitig im gekreuzt schraffierten dargestellten Gebiet in vorgegebener Weise überlappen.
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die beispielsweise als Eollisionswarngerät im Kraftfahrzeug 1 im Sinne der Erfindung vorteilhaft verwendbar ist. Mit 2- -und 3 sind in Figur 2 zwei getrennte Richtantennen zum Erzeugen der Sende/Empfangsdiagramme D1 bzw.
D2 (Fig. 1) bezeichnet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel mit zwei getrennten Sende/Empfangsgeräten zusammenarbeiten.
Die Sendeschwingungs-Generatoren dieser beiden Geräte sind mit 4 bzw. 5 bezeichnet und geben um eine vorgegebene Frequenz Af unterschiedliche Schwingungen fl bzw. f2 über Sende/ Empfangsweichen, beispielsweise Zirkulatoren 6 bzw. 7, auf die Antennen 2 bzw. 3. An die Zirkulatoren 6 und 7 sind Mischanordnungen 8 bzw. 9 angeschlossen, die einerseits niederfrequente Vberlagerungsschwingungen NF, die sich beispielsweise auf grund des Dopplereffektes ergeben, und andererseits weitere tYberlagerungsschwingungen ZF erzeugen, die sich einerseits bei Uberlagerung der Frequenz f1 aus dem Generator 4 mit der über die Antenne 2 und den Zirkulator 6 erhaltenen Empfangsfrequenz ergeben, die auf Sende schwingungen der Frequenz f2 zuruckzuführen ist, und andererseits aus der tberlagerung der Frequenz aus dem Generator 5 mit zu f1 gehörigen und über die Antenne 3 und den Zirkulator 7 geleiteten Empfangsschwingungen. Diese ffb erlagerungs schwingnngen treten nur dann auf, wenn sich das åeweilige Riickstrah1objekt im Sberlappungsgebiet D1,2 (Figur 1) befindet.
Die Frequenzen f1 und f2 werden durch an sich bekannte Maßnahmen, beispielsweise unter Verwendung von Regelschleifens auf einem konstanten gegenseitigen Frequenzabstand #f gehalten.
Die Größe des Uberlappungsgebietes D1,2 ist vorteilhafterweise winkelmäßig zu 1 bis 2 Winkelgraden gewählt, während die Keulenbreiten der Diagramme D1 und D2 zweckmäßig zu etwa 5 bis 7 Winkelgraden gewählt sind. Ein Rückstrahlobjekt wird normalerweise zuerst entweder über D1 oder über D2 erfaßt, wobei die Differenzgeschwindigkeit und der Abstand in an sich bekannter Weise gemessen werden können. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach dem FM-CW-Prinzip (frequenzmoduliertes Dauerstrichverfahren) gearbeitet; dann unterscheiden sich die augenblicklichen Empfangsfrequenzen von den augenblicklichen Sendefrequenzen sowohl aufgrund des Dopplereffektes als auch aufgrund der zwischenzeitlichen Frequenzänderung infolge der Frequenzmodulation. Zur Gewinnung dieser Differenzfrequenzen sind bei der Anordnung nach Figur 2 an sich bekannte Anordnungen 10 und 11 vorgesehen. Mit fD1 und fS1 bzw.
fD2 und fS2 sind hierbei die geschwindigkeitsabhangigen bzw. die entfernungsabhängi gen Fre quenzunters chie de b ezeichnet, die der weiteren Auswertung zugeführt werden.
Diese weitere Auswertung ist an sich bekannt und daher im folgenden nicht näher beschrieben. Beispielsweise kann sie eine automatische Bremsbeeinflussung des eigenen Fahrzeuges beinhalten. Mit 12 und 13 sind Mischstufen und mit 14 und 15 Verstärker bezeichnet.
Nähert sich das Rückstrahlobjekt dem kritischen Bereich D1,2, so erhält man annähernd amplitudengleiche Signale an den NF-Ausängen der Mischanordnungen 8 und 9, An diese Ausgänge ist über Filter und Verstärker ein Amplituden-Xomparator 16 angeschlossen.
Amplitudengleichheit der Komparatoreingangssignale tritt dann auf, wenn man sich direkt dem Rückstrahlobekt nähert. Aus diesem Kriterium in Verbindung mit der ermittelten Differenzgeschwindigkeit und dem Abstand läßt sich eine Aktionsentscheidung herleiten.
Als besonders vorteilhafte Arbeitswellenlängen beim Einsatz der Erfindung als Kollisionswarngerät des Landstraßen-Kraftfahrzeugverkehrs haben sich eine Wellenlänge zwischen 7,5 und 20 mm herausgestellt.

Claims

P a- t e-n t a n s p r ü c.h.e

und und ggf. des Abstandes 1. Rückstrahl-Meßgerät zum Bestimmen der Richtung/gegenüber angemessenen Objekten,-- -insbesondere fahrzeugseitiges Radargerät des Land-Schnellstraßenverkehrs zum autarken Ge-Kinnen für den Fahrzeugführer zur Verminde@ng seiner Kollisionsgefährdung nützlicher Informationen aus seinem Vorausraum, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Erzeugen zweier getrennter und annähernd gleich gr-oßer .azimutaler Sende/Empfangsdiagramme für das Riickstrahl-Meßgerät vorgesehen sind, die gemeinsam im wesentlichen nur den.räumlichen Erwartungsbereich der anzumessenden Objekte überdecken und die sich gegenseitig in vorgegebener Weise überlappen, daß das Sende/Empfangsgerät des Rückstrahl-Meßgerätes so ausgebildet und an die Mittel zum Erzeugen der Sende/Empfangsdiagramme so angeschlossen sind, daß einerseits über beide Sendediagramme Sendeschwingungen mit um eine vorgegebene Differenzfrequenz unterschiedlichen Hochfrequenzen ausgestrahlt werden können und daß bei ihrer Austrahlung andererseits als Kriterium für das Auftreten von Rückstrahlungen aus dem gegenseitigen Überlappungsbereich der SendetEmpfangsdiagramme empfångsseitig feststellbar ist, daß über die beiden Emfpangsdiagramme soiche Rückstrahlungen annähernd gleicher Amplitude emfpangen werden* die auf die Sendeschwingungen jeweils des anderen der zwei Sende/Empfangsdiagramme zurückzuführen sind.
2. Ruckstrahl-Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der zwei Sende/Empfangsdiagramme zwei Sende/Empfangs-Richtantennen vorgesehen sind, daß empfangsseitig Mittel zur getrennten gegenseitigen Frequenzüberlagerung der über die eine (andere) der wei Richtantennen abgestrahlten Schwingungen mit den auf diese Sendeschwingungen zuruckfübrsnden, mittels der anderen (einen) der zwei Richtantennen empfangenen rückgestrahlten Schwingungen vorgesehen sind, und daß an diese Mittel ein Amplitudenkomparator angeschlossen ist.
3. Pückstrahl-Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es nach dem CW/RM-Prinzip arbeitet.
4. Riickstrahl-Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei seinem Einsatz als fahrzeug seitiges Kollisionswarngerät in einem Kraftfahrzeug des Landverkehrs die winkeimäßige Größe des Überlappungsgebietes der Sende/Empfangsdiagramme zu etwa 1 bis 2 Winkelgraden und die Keulenbreiten der einzelnen Sende/Empfangsdiagramme winkelmäßig zu etwa 5 bis 7 Winkelgraden gewählt sind.
5. Rückstrahl-Meßgeräe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sein räumlicher Erwartungsbereich von Rückstrahlobjekten zu etwa 100 Metern gewählt ist.

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