DE2818770C2

DE2818770C2 - Kollisionswarnanlage für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2818770C2
Application number: DE2818770A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. 5300 Bonn Ruppel
Original assignee: Individual
Current assignee: Ruppel Werner Dr 6100 Darmstadt De
Priority date: 1978-04-28
Filing date: 1978-04-28
Publication date: 1985-04-04
Also published as: DE2818770A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Anlage zur Information eines Kraftfahrers überden Abstand und die Relativgeschwindigkeit der vor ihm befindlichen anderen Verkehrsobjekte gemäß dem Oberbegriff" des Anspruchs L

Nach dem derzeitigen Stand der Technik wird im einfachsten Fall nach einem der bekannten Radarverfahren der Abstand zu dem unmittelbar vorausfahrenden Objekt ermittelt. Unterschreitet dieser Abstand einen im Gerät eingestellten Sicherheitsabstand, wird der Fahrer durch eine Meldung von der Unterschreitung informiert, so daß er die drohende Koilision durch eine Verminderung seiner Fahrgeschwindigkeit vermeiden kann. Da zur Verminderung von. Fehlalarmen auch die Relativgeschwindigkeit der Objekte ermittelt werden muß, werden insbesondere beim Vorhandensein mehrerer Objekte so genaue Messungen benötigt, daß die Anlagen sehr aufwendig und daher.auch störanfällig werden.

Wird das Radargerät nach einem Pulsverfahren mit kurzer Impulsdauer betrieben, so können zwar mehrere verschieden weit entfernte Objekte mühelos erkannt werden, doch ist die Bestimmung der zugehörigen Relativgeschwindigkeiten nicht einfach.

Wird das Radargerät nach dem CW-Verfahren betrieben, so läßt sich zwar durch Messung der Dopplerfrequenzverlagerung die Relativgeschwindigkeit eines Objekts sehr genau bestimmen, doch erfordert die zugehörige Abstandsmessung eine zusätzliche Sendermodulation. Schwierig bleibt die Auswertung bei mehreren Objekten, so daß schon bei kleinen Frequenzschwankungen oder Störungen Fehlalarme auftreten können.

Eine gleichzeitige Messung von Abständen und Geschwindigkeiten erfolgt bei dem durch die DE-PS 26 10 856 bekannt gewordenen Korrelations-Radarverfahren. Danach wird eine periodische Folge von kurzen Einzelimpulsen gleicher Dauer aber verschiedenen, nach einer ternären Zahlenfolge codierten Abstands ausgesendet Das an den anderen Verkehrsobjekten reflektierte Hochfrequenzsignal wird empfangen und in einer kleinen Anzahl von parallelen, einzelnen Abstandsbereichen zugeordneten Korrelatoren mit verfahrensgemäß definierten Referenzimpulsfolgen kreuzkorreliert. ...

Das Korrelations-Radarverfahren erfordert bei einer Beschränkung auf einen Nah- und wenige Fernbereiche

nur einen verhältnismäßig geringen Aufwand. Wird es nach dem zweiten Anspruch der DE-PS 26 10 856 durch

Nachführen der Impulsdauer proportional der jeweiligen Zielentfernung zur Verfolgung eines Einzelziels einge-

setzt, sind sogar nur zwei Abstandsbereiche notwendig. Leider läßt sich dieses bekannte Nachfuhrprinzip nicht auf die Verfolgung mehrerer Ziele erweitern.

Schließlich ist es noch bekannt, bei Impulsradargeräten in Fahrzeugen die Impulsdauer im Verhältnis des tatsächlichen Abstandes zu einem vorausfahrenden Verkehrsobjekt nachzufahren (vgl. z. B. DE-PS 7 23 075).

Als Aufgabe der Erfindung ist für das Radargerät der Anlage ein wenig aufwendiges und werfig störanfälliges so Arbeitsverfahren anzugeben, wonach von mehreren vorhandenen Verkehrsobjekten nur solche, mit denen eine Kollision droht, so rechtzeitig gemeldet werden, daß die Kollision verhindert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das kaum störanfällige Korrelations-Radarverfahren benutzt. Die Impulsdauer wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 proportional der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit nachgeführt und ist damit stets dem jeweiligen Sicherheitsabstand angepaßt. Da sich dann in einem Abstandsbereich kaum mehr als ein Objekt befinden dürfte, kann die Signalverarbeitung für jedes einzelne Objekt getrennt durchgeführt werden.

Zur Verarbeitung werden in Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 unter Auswertung der Dopplerfre- .-,_„

quenzverlagerung des Empfangssignals gegen das Sendesignal alle von einem sich entfernenden Objekt korn- 1 menden Signale beim Durchgang durch ein Hochpaßfilter geräteseitig zurückgehalten, während die von langsa- '" -"'

«ο nieren Objekten stammenden Signale durchgelassen und zum Auslösen einer Meldung benutzt werden.

Die gegeneinander etwas verschobenen Kennlinien der Hochpaßfilter werden so eingestellt, daß die nicht fre- ""^ quenzverlagerten Signale der sich gleichschnell bewegenden Objekte im Nahbereich eine Alarmmeldung ver- '^J anlassen und in den Fernbereichen unbeachtet bleiben. '~Τ,ΐ

Die Vorteile der Erfindung liegen in der auch für mehrere Objekte unter Beschränkung auf nur wenige ■ ■=, Abstandsbereiche geeigneten besonderen Impulsdaucmachführung und in der für jeden Bereich gemäß der i_r<

relativen Objektgeschwindigkeit erfolgenden einfachen Diskriminierung der Echosignale, was im Gegensatz zu ·. ■_;

einer eigentlichen Frequenzmessung keine hohe Präzision erfordert. Die geringe Anzahl von Abstandsberei- 'Jj

chen und die größere Toleranz der Arbeitsfrequenzen erlauben einen einfachen und stabilen Geräteaufbau bei '*■'*

hoher Störfestigkeit und kleiner Fehlalarmrate.

Ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung benutzt das Korrelations-Radarverfahren mit einem Nah- und nur einem Fembereich. Verwendet wird für eine Periode von 80 Zeiteinheiten eine Sendeimpulsfolge mit 27 Sendeimpulselementen. Die zeilliehe Dauer ι jedes Elements wird proportional der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit i> nachgeführt. Mit der Ausbreitungsgeschwihdigkeit d der persönlichen Reaktionszeit /„ des Fahrers S und

et = v/„

entspricht die Impulsdauer ι stets dem Sicherheitsabstand v/₀.

Die an den Objekten reflektierten hochfrequenten Echosignale werden während der Sendepausen empfangen

und in zwei getrennten Korrelatoren mit den beiden nachstehend angegebenen Referenzimpulsfolgen kreuz-

korreliert.
Mit den Abkürzungen:

s = Sendeimpuls

. = Pausentakt

1 = Referenzimpuls

9 = Refcrenzimpuls in Gegenphase

sind die Impulsfolgen wie folgt darstellbar:

Sendeimpulsfolge ssss.. .s.. .s.sss s.. .ss.s.s.s. .s. .s

s s..ss.. .ss s.ss.s..

Referenzimpulsfolge zum Nahbereich 1... 1... 1... 19. .99.1.9.. 1.1.1.19.19.

19999...9..19.99 J...1.9..199.9..1.. 1.1.

Referenzimpulsfolge zum Fernbereich 111... 1 111.9. .991. .9.1.1.1.. .9.

.91.9999...9.1.9.99...11..911.99.9 1.

In den Korrektoren wird das Empfangssignal frequenztransponiert und so aufgetrennt, daß der Ausgang des ersten !Correlators nur Signalteile aus dem Nahbereich und der des zweiten !Correlators nur Teile aus dem Fernbereich enthält. Die Aiügangstpannungen werden je einem Hochpaßfilter zugeführt. Dort werden die Signalteile, die von einem sich entfernenden Objekt kommen und daher eine niedrigere Frequenz haben, von der Weiterverarbeitung ausgesperrt, wan. end die Signale, die durch die Reflexion an einem sich nähernden Objekt entstehen und daher eine höhere Frequenz haben, passieren und zur Meldung beitragen.

Die Hochpässe sind so ausgelegt, daß ihre Kennlinie flach verläuft und im Nahbereich bei einem negativen Wert für die Frequenzabweichung Af, was nach Doppler einem schnelleren Objekt entspricht, beginnt, um bei einem positiven Wert für A f ihren Endwert mit maximaler Meldeintensität zu erreichen. Im Fennbereich dagegen beginnt die Kennlinie schon bei einem positiven Wert und erreicht ihren Endwert erst bei einem größeren Af

Aus dem Nahbereich werden dann nur sehr schnelle Objekte von der Meldung ausgeschlossen, während aus dem Fernbereich nur sehr viel langsamere Objekte eine Alarmmeldung verursachen. Bei dichter Fahrweise bewegt sich dann das unmittelbar vorausfahrende Objekt im Sicherheitsabstand v/₀ auf der Grenze zwischen den beiden Abstandsbereichen.

Die Ausgangsspannungen der Filter steuern die Leuchtstärke der beiden Anzeigelampen verschiedener Leuchtfarbe und gleichzeitig auch die Amplitude von zwei Tongeneratoren, deren Ausgänge einem gemeinsamen Lautsprecher zugeführt werden. Im Beispiel schwingt der dem Nahbereich zugeordnete Tongenerator mit höherer Frequenz als der Fernbereichsgenerator.

Werden zur Ausstattung schneller Fahrzeuge drei Abstandsbereiche benötigt, kann ein weiterer Korrelator hinzugefügt und die Auswerteeinrichtung entsprechend erweitert werden. so

Claims

Patentansprüche:

. !..Elektronische Anlage zur Information eines Kraftfährersüber den Abstand und die Relativgeschwindigkeit der vor ihm befindlichen Verkehrsobjekte, ausgerüstet mit einer nach vorn strahlenden-Richtantenne,

mit einem Impulsradargerät, das nach einem eindeutigen Verfahren mit kurzen Impulsen^«ihphem Tastverhältnis arbeitel: und eine Dopplerauswertung aufweist, und mit einer lnformationseinrichturig, die den Fahrer über den Status aller vor ihm befindlichen Verkehrsobjekte in mehreren Abstandsbereichen informiert, d a d u rc h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Impulsdauer des Radargeräts proportional der Fahrgeschwindigkeit nachgeführt wird und damit stets dem jeweiligen Sicherheitsabstand angepaßt ist.

ίο 2. Elektronische Anlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß durch Auswertung der Doppler-

frequenzverlagerung des zurückgestrahlten Hochfrequenzsignals in jedem Abstandsbereich nur die Objekte gemeldet werden, die sich gleichschnell oder langsamer als das eigene Fahrzeug bewegen, und daß die AJarmmeldung um so intensiver ist, je größer der Geschwindigkeitsunterschied des gemeldeten Objekts gegen das eigene Fahrzeug ist.