DE3620783A1 - Apparatus and method for suppressing interference signals in ultrasound pulse-echo apparatuses - Google Patents

Apparatus and method for suppressing interference signals in ultrasound pulse-echo apparatuses

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DE3620783A1
DE3620783A1 DE19863620783 DE3620783A DE3620783A1 DE 3620783 A1 DE3620783 A1 DE 3620783A1 DE 19863620783 DE19863620783 DE 19863620783 DE 3620783 A DE3620783 A DE 3620783A DE 3620783 A1 DE3620783 A1 DE 3620783A1
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Germany
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evaluation
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interference signals
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Withdrawn
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DE19863620783
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Inventor
Hanns Rump
Udo Kloss
Wolfgang Voss
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E.T.R. ELEKTRONIK UND TECHNOLOGIE RUMP GMBH, 4600
Original Assignee
Hanns Rump
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/523Details of pulse systems
    • G01S7/526Receivers
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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

The invention describes an apparatus and a method for suppressing interference signals. In this case, the invention makes use of the knowledge that interference signals are always randomly distributed while target echoes, in contrast, always occur at the same position on the time axis. An evaluation method evaluates the received pulses on the basis of the frequency of occurrence on the time axis. The invention uses a microprocessor in the preferred embodiment.

Description

Es ist bekannt, daß Impuls-Echo-Apparate durch Auswerten der Zeit, die zwischen Aussenden und Empfangen eines Ultra­ schallsignals liegt, Rückschlüsse auf die Distanz zwischen Sensor und Objekt zulassen.It is known that pulse-echo devices by evaluation the time between sending and receiving an Ultra sound signal, conclusions about the distance between Allow sensor and object.

Es ist weiter bekannt, solche Ultraschallgeräte als Näherungs­ schalter einzusetzen. Insbesondere im Bereich der Industrie, der Sicherheitstechnik und der Überwachungstechnik werden jedoch Sensoren gefordert, die unbeschadet höchster Umweltbelastungen zuverlässig funktionieren.It is also known to use such ultrasound devices as an approximation insert switch. Especially in the field of industry, security technology and surveillance technology, however Sensors required that are without prejudice to the highest environmental pollution work reliably.

Insbesondere führten Oberwellen der Gerätearbeitsfrequenz sehr oft zu Störungen, insbesondere bei Geräuschen, deren Frequenzspektrum extrem Oberwellen enthält. (Schlüssel- und Werkzeugklirren, Pneumatik-Zischen etc.).In particular, harmonics led to the device operating frequency very often to disturbances, especially with noises, their Frequency spectrum contains extremely harmonics. (Key and Clinking tools, pneumatic hissing etc.).

In P 36 07 336.9 ist ein Verfahren beschrieben, um diese störenden Einflüsse zurückzudrängen. Dabei macht sich diese Erfindung die Tatsache zu Nutze, daß Störimpulse nur sehr selten so regelmäßig und so gehäuft auftreten, daß sie in jeder Meßsequenz auftreten. Insofern wurde durch eine geeignete Schaltungstechnik dafür gesorgt, daß der Sensor nur anspricht, wenn der Impuls in direkter Folge von n Messungen auftritt.P 36 07 336.9 describes a process for suppressing these disruptive influences. This invention takes advantage of the fact that interference pulses very rarely occur so regularly and so frequently that they occur in every measurement sequence. In this respect, a suitable circuit technology ensured that the sensor only responds when the pulse occurs in direct succession from n measurements.

Mit dieser Maßnahme konnte die Störsicherheit erheblich ge­ steigert werden. Trotzdem konnten gelegentlich Fälle beobachtet werden, bei denen es zu Störungen kam.With this measure, the interference immunity could be significantly increased be increased. Nevertheless, cases have occasionally been observed where there was interference.

Während bei o.a. Erfindung lediglich das Vorhandensein eines Impulses innerhalb des Meßtores (Fig. 2) und dessen regel­ mäßiges Vorhandensein überprüft wurde, geht die nachstehend be­ schriebene Erfindung erheblich weiter.While only the presence of a pulse within the measuring gate ( Fig. 2) and its regular presence was checked in the above invention, the invention described below goes much further.

Die Zeitachse ist erfindungsgemäß aufgeteilt in Abschnitte, die einer beliebigen Zeitspanne, d.h. einer beliebigen Strecke entsprechen. Nachgeschaltet an den Empfänger ist erfindungs­ gemäß eine vorzugsweise uP-gesteuerte Speichereinheit, die bei Auftreten eines empfangenen Impulses diesen zeitlich ein­ ordnet und entsprechend speichert.According to the invention, the time axis is divided into sections, that of any period, i.e. any route correspond. Downstream to the receiver is fiction according to a preferably uP-controlled storage unit, the when a received pulse occurs, time it on organizes and stores accordingly.

Störimpulse werden sich statistisch auf der Zeitachse ver­ teilen. In Fig. 1 (1, 5,) sind solche Abschnitte angedeutet. Nutzechos dagegen (Fig. 1; 3) werden stets in etwa an der gleichen Stelle der Zeitachse auftauchen und insofern eine Häufung ergeben. Durch Wandern auf der Zeitachse, dargestellt als Fig. 1; 2 u. 5, können die Bewegungsrichtung von Objekten erkannt werden.Interference impulses will be distributed statistically on the time axis. Such sections are indicated in Fig. 1 (1, 5,). By contrast, useful echoes ( Fig. 1; 3) will always appear at approximately the same point on the time axis and thus result in an accumulation. By walking on the timeline, represented as Fig. 1; 2 u. 5, the direction of movement of objects can be detected.

Um solcherart die Störsicherheit und die Fähigkeit, Bewegungs­ richtungen erhöhen zu können, sind eine Vielzahl von Auswerte­ algorithmen denkbar. Sie alle werden jedoch nach statistischen Verfahren derart arbeiten, daß die relative Häufung in einem Abschnitt erkannt wird. Insofern ist eine Nähe zur Erfindung P 36 07 336,9 wohl stets gegeben.Such as the immunity to interference and the ability to exercise Being able to increase directions is a multitude of evaluations algorithms conceivable. However, they are all classified according to statistics Work procedures such that the relative clustering in one Section is recognized. In this respect, there is a closeness to the invention P 36 07 336.9 probably always exist.

In der bevorzugten Lösung werden die vom Empfänger aufgenom­ menen Impulse zeitlich zugeordnet und als Ereignis in der entsprechenden Speichereinheit gezählt. Nach einer Sequenz, die n Messungen umfaßt, wird überprüft, ob in einer der Speicher­ zellen n Impulse gezählt werden konnten. Wenn das der Fall ist, wird das Vorhandensein eines Objektes anerkannt und es wird ein entsprechender Vorgang ausgelöst (Alarm z.B.) In weiteren Varianten kann der relative Zuwachs erkannt werden Das Programm kann das Verändern der Nutzimpulse auf der Zeitachse durch einfachen Vergleich als Positions­ änderung des Objektes erkennen. Insofern ist eine weitere sehr vorteilhafte Anwendung der Erfindung darin zu sehen, daß es möglich ist, bewegte von statischen Zielen zu unterscheiden. Insofern sind schaltungs­ technische Verknüpfungen erfindungsgemäß vorgeschlagen, die einen Schaltimpuls dann abgeben, wenn das Programm gleichzeitig ein Objekt erkennt und ermittelt, daß dieses Objekt in Bewegung ist. Da erkennbar ist, ob das Objekt auf den Sensor zukommt, oder sich entfernt, sind zwei Schaltimpulse möglich. Insofern kann der Sensor vorteilhaft für die Absicherung von Fahrzeugen und Objekten eingesetzt werden, ferner z.B. als automatischer Türöffner.In the preferred solution, the pulses received by the receiver are assigned in time and counted as an event in the corresponding storage unit. After a sequence comprising n measurements, it is checked whether n pulses could be counted in one of the memory cells. If this is the case, the presence of an object is recognized and a corresponding process is triggered (alarm, for example). The relative increase can be detected in further variants. The program can change the useful pulses on the time axis by simply comparing them as a change in position of the object detect. In this respect, another very advantageous application of the invention can be seen in the fact that it is possible to distinguish moving from static targets. In this respect, technical connections are proposed according to the invention, which emit a switching impulse when the program simultaneously detects an object and determines that this object is in motion. Since it can be seen whether the object is approaching the sensor or is moving away, two switching pulses are possible. In this respect, the sensor can be used advantageously for securing vehicles and objects, furthermore, for example, as an automatic door opener.

Selbstverständlich sind eine Vielzahl von Ausformungen möglich, deren Gemeinsamkeit ist, daß die eingehenden Impulse auf der Zeitachse zugeordnet werden und in ihrer Häufigkeit gezählt und statistisch ausgewertet werden.Of course, a variety of shapes possible, whose commonality is that the incoming Impulses are assigned on the timeline and in their Frequency counted and statistically evaluated.

Claims (6)

1. Apparat und Verfahren zum Zwecke der berührungslosen Objekterkennung mit Hilfe der Echoauswertung kurzer Ultraschallimpulse nach dem Laufzeitverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die eingehenden Impulse der Laufzeit so zugeordnet und gespeichert werden, daß die zeitliche Verteilung der eingehenden Impulse auf der Zeitachse er­ kennbar wird.1. Apparatus and method for the purpose of contactless object detection using the echo evaluation of short ultrasonic pulses according to the transit time method, characterized in that the incoming pulses are assigned to the transit time and stored so that the temporal distribution of the incoming pulses on the time axis is recognizable. 2. Apparat und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingehenden Impulse jeweils einem beliebig definier­ barem Sektor zugeordnet werden, dessen zeitliche Ausdehnung einer entsprechenden Strecke entspricht.2. Apparatus and method according to claim 1, characterized in that the incoming impulses define any one assignable sector, its temporal extension corresponds to a corresponding route. 3. Apparat und Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung in einer Auswertelogik oder einem Mikroprozessor derart erfolgt, daß einzeln auftretende Impulse unberücksichtigt bleiben, in einem Sektor gehäuft auftretende Impulse dagegen als Objekt erkannt werden, wobei die dafür notwendige Anzahl der Meßsequenzen frei wählbar ist.3. Apparatus and method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the evaluation in evaluation logic or a microprocessor, that individually occurring impulses are disregarded, In contrast, impulses that occur more frequently in one sector than Object can be recognized, with the necessary number of Measurement sequences can be freely selected. 4. Apparat und Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Impulse, die in einem direkt benachbartem Segment erkannt werden, bei der Auswertung mitberücksichtigt werden.4. Apparatus and method according to claim 3, characterized in that pulses are detected in a directly adjacent segment are taken into account in the evaluation. 5. Apparat und Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Impulshäufung auf der Zeitachse als Bewegung erkannt wird, wobei diese Information differenzierbar ist in "nähern" und "entfernen", wobei beliebige Verknüpfungen möglich sind.5. Apparatus and method according to claims 1-4, characterized in that the change in the pulse accumulation on the time axis as Movement is recognized, this information being differentiable is in "approach" and "remove", taking any shortcuts possible are. 6. Apparat und Verfahren nach mind. einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem oder mehreren Ziel diese, sofern sie statisch sind und unbeweglich sind, von der Auswerteschaltung toleriert werden, wobei es jedoch zu einem Schaltimpuls kommt, wenn eine Veränderung eintritt.6. Apparatus and method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that one or more If these are static and immobile, aim them from the evaluation circuit can be tolerated, but it is too a switching impulse comes when a change occurs.
DE19863620783 1986-06-20 1986-06-20 Apparatus and method for suppressing interference signals in ultrasound pulse-echo apparatuses Withdrawn DE3620783A1 (en)

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