DE3800024A1 - Verfahren und einrichtung zur adaptiven filterung von digitalsignalen in doppler-geschwindigkeitsmessgeraeten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Doppler-Geschwindigkeitsmeßgeräte und insbesondere auf Schiffen angeordnete Geschwindigkeitsmeßgerä­ te, welche die Fahrtgeschwindigkeit des Schiffes mit annehm­ barem Fehler bei großer Beschleunigung anzeigen und auch in der Lage sind, stetig verlaufende Geschwindigkeitsdaten zu liefern, wenn das Schiff eine gleichbleibende Geschwindigkeit hat.

Doppler-Geschwindigkeitsaufzeichnungsgeräte und -Geschwindig­ keitsmeßgeräte nehmen eine Verarbeitung einzelner Echosignale eines Sonarsignales vor, wobei die Echosignale eine beachtli­ che Streuung der errechneten Geschwindigkeit von Impuls zu Impuls ergeben. Es gibt eine Anzahl von Gründen, warum die errechnete oder gemessene Geschwindigkeit sich von Echosignal zu Echosignal stark ändert. Ein Grund ist die endliche Strahl­ breite bei den üblichen Sonar-Geschwindigkeitsmeßgeräten, wel­ che typisch zu einer Streuung der Dopplersignale im Bereich von ± 7,5% führt. Zusätzlich verursachen Bewegungen des Schiffes, auf dem das Doppler-Geschwindigkeitsmeßgerät ange­ ordnet ist, Bewegungen des Wandlers, d. h. Rollbewegungen in Querrichtung und Stampfbewegungen in Längsrichtung. Wenn die Sonar-Geschwindigkeitsmessung auf Echosignalen beruht, die von der Wassermasse reflektiert werden, beispielsweise, wenn sich das Schiff in tiefem Gewässer befindet, ergibt sich eine zu­ sätzliche Komponente der Streuung der Geschwindigkeitsmeßergeb­ nisse aufgrund der Bewegung des Wassers selbst. Schließlich sind auch noch Umgebungsstörungen zu nennen, welche jedoch praktisch den geringsten Beitrag zur Unsicherheit der Ge­ schwindigkeitsmeßergebnisse liefern, da der Betrieb im allge­ meinen bei hohem Signal-/Rauschverhältnis durchgeführt wird.

Um die Daten zu glätten, welche aufgrund jeder Sonaraussendung empfangen werden, werden die Daten von einer Anzahl aufeinan­ derfolgender, verwertbarer Doppler-Geschwindigkeitsmessungen zu einer Mittelwertbildung verwendet, bevor ein Ausgangssignal der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung erzeugt wird. Für eine Ak­ tualisierung der Geschwindigkeitsmessung annähernd alle fünf Sekunden und für Impulswiederholungsgeschwindigkeiten, welche niedrig genug liegen, um zu vermeiden, daß während des Impuls­ intervalls Mehrfachsignale von reflektierenden Oberflächen empfangen werden, ist die Anzahl von Echoimpulsen, welche zur Mittelwertbildung herangezogen werden, beispielsweise 9 oder 36. Das Mittelwertsignal kann auch so behandelt werden, daß feste Änderungsgeschwindigkeitsgrenzen von 0,1, 0,2, 0,3 oder 0,4 Knoten für die Aktualisierung alle fünf Sekunden vorgege­ ben werden. Die gemessene, am Ausgang des Doppler-Geschwin­ digkeitsmeßgerätes angezeigte Geschwindigkeit des Schiffes kann sich also nicht um mehr als den vorgegebenen Grenzwert der Geschwindigkeitsänderung von Ausgang zu Ausgang bei jeder Aktualisierung ändern. Praktisch alle Schiffe verwendeten bis­ her die Geschwindigkeitsänderung von 0,1 Knoten als oberen Grenzwert bei einer Aktualisierung der Anzeige alle fünf Se­ kunden und darüber. Bei großen Handelsschiffen, bei denen nur geringe Geschwindigkeitsänderungen auftreten, ist dieser niedrige Grenzwert der Änderung der Geschwindigkeitsmeßanzeige von 0,1 Knoten akzeptabel, um den praktisch vorkommenden Be­ schleunigungen folgen zu können und eine Geschwindigkeitsan­ zeige darzubieten, welche im wesentlichen kontinuierlich für konstante Geschwindigkeiten verläuft.

Für den Einbau von Doppler-Geschwindigkeitsmeßgeräten in sol­ chen Schiffen, bei denen den Beschleunigungen nicht mit einem Grenzwert der Anzeige der Geschwindigkeitsänderung von 0,1 Kno­ ten je Sekunde des Aktualisierungsintervalls bei einer Aktua­ lisierungsrate von fünf Sekunden gefolgt werden konnte, hat sich gezeigt, daß die Doppler-Geschwindigkeitsmeßgeräte nicht dazu in der Lage sind, einigermaßen genaue Geschwindigkeits, informationen bei großen Beschleunigungswerten zu liefern, selbst wenn die Geschwindigkeitsanzeigen unter stetigen oder gleichförmigen Fahrtbedingungen akzeptabel sind. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, hat man die Aktualisierungsge­ schwindigkeit des Systems erhöht, so daß im wesentlichen eine Aufdatierung oder Aktualisierung je Sekunde vorgenommen wurde und so die Anzahl der Dopplerechos vermindert wurde, welche zur Mittelwertbildung herangezogen wurden, nämlich um den Faktor 4, um 9 Echos je Arbeitszyklus zu erhalten. Hierdurch ergibt sich, daß die Rohdaten, welche von dem Doppler-Geschwin­ digkeitsmeßgerät verarbeitet werden, von Aktualisierung zu Ak­ tualisierung einen bedeutend größeren Unterschied ihrer Dopp­ lerfrequenz aufweisen. Man hat einen binären adaptiven Filter eingefügt, um Geschwindigkeitsänderungen bis zu 20 Knoten je Minute mit akzeptablem Nachlauf der Anzeige verfolgen zu kön­ nen. Der adaptive Binärfilter hatte die Möglichkeit, vier Ge­ schwindigkeitsänderungsgrenzwerte je Aktualisierung der Anzeige vorzusehen, nämlich 0,1, 0,2, 0,4 und 0,8 Knoten.

Der adaptive oder sich anpassende Binärfilter arbeitete in folgender Weise. Es sei angenommen, daß der vorausgegangene Geschwindigkeitsmeßwert V _{N - 1} Knoten betrage und daß ein Fen­ ster von G _{N - 1} Knoten je Aufdatierung oder Aktualisierung vor­ gegeben werden. Der erste Schritt ist dann die Subtraktion der vorausgegangenen Geschwindigkeitsanzeige V _{N - 1} von der gegen­ wärtigen Geschwindigkeitsanzeige V _N , so daß man als Ausgang einen Geschwindigkeitsdifferenzwert Δ _N in Knoten erhält. Wenn Δ _N das genannte Fenster oder den Grenzwert der Geschwindig­ keitsänderung G _{N - 1} überstieg, dann war der Ausgang V _{N - 1} + G _{N - 1} im Falle eines positiven Δ _N bzw. V _{N - 1} - G _{N - 1}, wenn Δ _N negativ war. In jedem Falle hat, nachdem Δ _N den vorgegebenen Grenz­ wert der Anzeigenänderung überschritt, das Filter den Grenz­ wert der Anzeige der Geschwindigkeitsänderung G _{N - 1} auf den nächsthöheren zulässigen Wert für die Verarbeitung des näch­ sten Echosignals erhöht. Wenn andererseits Δ _N kleiner als G _{N - 1} gewesen ist, so bildete der gegenwärtige Geschwindigkeits­ meßwert V _N den Ausgang und der Grenzwert der Anzeige der Ge­ schwindigkeitsänderung G _{N - 1} wurde auf den nächstkleineren Grenzwert geändert. Ist Differenzgeschwindigkeit Δ _N = 0, so bleibt der abgegebene Geschwindigkeitsmeßwert unverändert und der vorgegebene Grenzwert oder das Fenster der Geschwin­ digkeitsänderungsanzeige wird um einen Schritt verkleinert. Dieser Selektionsprozeß zur Lieferung aktualisierter Geschwin­ digkeitsmeßwerte unter Änderung der vorgegebenen Grenzwerte für die Geschwindigkeitsänderung setzt sich von Arbeitsspiel zu Arbeitsspiel fort.

Ein die vorstehenden Arbeitsvorschriften befolgendes Filter ist bestrebt, den jeweils vorgegebenen Grenzwert der Ge­ schwindigkeitsänderungsanzeige auf den niedrigsten Wert von 0,1 Knoten je Aktualisierungsintervall zu verringern, wenn mit konstanter Geschwindigkeit gefahren wird. Wenn eine Be­ schleunigung oder Verzögerung auftritt, so öffnet das Filter das vorgegebene Fenster oder den vorgegebenen Grenzwert der Geschwindigkeitsänderungsanzeige in dem Bestreben, die Ge­ schwindigkeitsänderung mit akzeptablem Nachlauf zu verfolgen. Die Streuung der Roh-Geschwindigkeitsmeßdaten, welche dem Fil­ ter selbst bei einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit zu­ geführt werden, die auf eine Beschleunigungsphase oder Ver­ zögerungsphase folgt, bewirkt jedoch, daß das vorgegebene Grenzwertfenster auf einen Wert geöffnet gehalten wird, der größer als erwünscht ist. Die Geschwindigkeitsdigitalanzeige erfährt daher zu große Veränderungen der angezeigten Werte bei jeder Aktualisierung. Der Benutzer von Geschwindigkeitsmeßge­ räten, welche mit Filtern der soeben beschriebenen Art ausge­ rüstet sind, empfindet die erzeugte Anzeige einigermaßen un­ erträglich, da die dargestellten Geschwindigkeitsschwankungen Zähler auf die erwartete konstante Geschwindigkeit des Schiffes einstellen, welches mit konstanter Maschinendrehzahl fährt. Es sei hier schon jetzt auf Fig. 1 der Zeichnungen hingewiesen, deren Diagramm 10 die Geschwindigkeitsänderungs-Ausgangsanzeige als Funktion der Zeit bei dem bekannten Filter für ein im La­ bor simuliertes Signal darstellt, das von einem frequenzmodu­ lierten Oszillator an die Doppler-Geschwindigkeitsmeßeinrich­ tung geliefert wurde, wodurch eine Geschwindigkeit von 10 Kno­ ten mit einer Änderung von ± 2 Knoten im Einsekundentakt si­ muliert wurde. Die Kurventeile 11 und 12 stellen den Geschwin­ digkeits-Ausgangsmeßwert dar, wenn eine Beschleunigung und Verzögerung von 10 Knoten auf 20 Knoten und zurück in jeweils einer Minute simuliert wurde, wobei eine Geschwindigkeitsände­ rung von ± 2 Knoten vorgesehen war. Die Diagrammteile 13 und 14 wurden unter Simulation von Beschleunigungsphasen und Ver­ zögerungsphasen von 10 Knoten auf 20 Knoten und zurück in je­ weils einer Minute aufgenommen, wobei keine Geschwindigkeits­ änderungen überlagert waren. Es sei bemerkt, daß selbst bei normaler Reisefahrt, bei der die Geschwindigkeit konstant auf 10 Knoten bleiben soll, die Ausgangsanzeige eine unerwünschte Fluktuation von etwa ± 0,5 Knoten bei einer mittleren Ge­ schwindigkeit von 10 Knoten hat.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Ver­ fahren bzw. Einrichtung entsprechend dem Oberbegriff von Pa­ tentanspruch 1 bzw. von Patentanspruch 2 so auszugestalten, daß bei gleichbleibender oder gleichförmiger Geschwindigkeit Fluktuationen der Anzeige besser vermieden werden können, als dies bei entsprechenden bekannten Geräten möglich war, gleich­ zeitig aber starke Geschwindigkeitsänderungen mit einem akzep­ tablen Nachlauf der Anzeige verfolgt werden können. Diese Auf­ gabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 bzw. von Patentanspruch 2 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den den Ansprüchen 1 und 2 nachgeordneten Patentansprüchen gekenn­ zeichnet.

Wenn sich also das Schiff auf Reisefahrt mit konstanter Ge­ schwindigkeit befindet, wird die Änderung der angezeigten Ge­ schwindigkeit auf einen Maximalwert von 0,1 Knoten je Arbeits­ spiel begrenzt, wie es früher durch Handsteuerung des Geschwin­ digkeitsänderungs-Grenzwertfensters möglich war, während gleichzeitig die Möglichkeit, größere Beschleunigungen oder Verzögerungen zu verfolgen, mindestens gleichwertig wie bei bekannten Filtern gegeben ist. Es wird ein verbessertes digi­ tales adaptives Filter geschaffen, welches aus den Geschwin­ digkeitsmeßwerten bestimmt, ob sich das Schiff in sich be­ schleunigender Fahrt oder auf gleichbleibender Reisegeschwin­ digkeit befindet, um automatisch den Geschwindigkeitsände­ rungsgrenzwert für die Anzeige im Sinne einer Verkleinerung des Grenzwertfensters einzustellen und damit Änderungen der Geschwindigkeitsanzeige einzuschränken, wenn das Schiff mit konstanter Geschwindigkeit fährt, während demgegenüber das Grenzwertfenster geöffnet wird, wenn die Roh-Geschwindigkeits­ daten anzeigen, daß sich die Fahrt des Schiffes beschleunigt oder verzögert, wodurch der Nachlauf der am Ausgang des Meß­ gerätes angezeigten Geschwindigkeit gegenüber der tatsächli­ chen Geschwindigkeit in Beschleunigungsphasen verkleinert wird. Um dies zu erreichen, bestimmt das hier angegebene Di­ gitalfilter das Vorzeichen des Fehlers zwischen den Roh-Ge­ schwindigkeitsdaten und den Daten, welche von dem Gerät im vorausgegangenen Arbeitsspiel dargeboten wurden, um zu be­ stimmen, ob und gegebenenfalls um wieviel das Geschwindigkeits­ änderungs-Grenzwertfenster zu öffnen oder zu schließen ist.

Wenn eine Vorzeichenänderung festgestellt wird, schließt das Filter das Geschwindigkeitsänderungs-Grenzwertfenster, so daß die maximal angezeigte Geschwindigkeitsänderung je Arbeitsspiel nur 0,1 Knoten je Aktualisierung der Anzeige beträgt, während dann, wenn keine Änderung des Vorzeichens festgestellt wird, das Filter eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Geschwin­ digkeitsänderungs-Grenzwertfensters in programmierter Weise vornimmt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellt dar

Fig. 1 ein Diagramm der Geschwindigkeits-Ausgangs­ anzeige bei konstanter Fahrt und bei Be­ schleunigung bzw. Verzögerung gemäß der An­ zeige eines Doppler-Geschwindigkeitsmeß­ gerätes mit einem Filter bekannter Art,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung der Verbindung eines adaptiven Filters der vor­ liegend angegebenen Art mit den übrigen Bauteilen eines Doppler-Geschwindigkeits­ meßsystems üblicher Bauart,

Fig. 3 ein Blockschaltbild des digitalen adaptiven Filters der hier angegebenen Konstruktion,

Fig. 4 ein Zeitdiagramm, welches die Ausgangs­ signale eines Programmgebers zeigt, der in dem hier angegebenen digitalen adaptiven Filter Verwendung findet und

Fig. 5 ein Diagramm der Geschwindigkeitsanzeige einer Geschwindigkeitsmeßeinrichtung, wel­ che mit dem hier angegebenen digitalen adaptiven Filter ausgerüstet ist, unter denselben Eingangsbedingungen wie bei der Aufnahme des Diagramms nach Fig. 1.

Ein Doppler-Geschwindigkeitsmeßgerät mit einem digitalen adap­ tiven Filter der vorliegend angegebenen Konstruktion kann Be­ schleunigungen bis zu 20 Knoten je Minute verfolgen und lie­ fert gleichzeitig eine Digitalanzeige, welche keine unzuträg­ lichen Änderungen der angezeigten Geschwindigkeit zuläßt, wenn das Schiff mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt. Das digitale Filter ist so ausgebildet, daß es Änderungen der Geschwindigkeit, die an der Digitalanzeige angezeigt wird, auf 0,1 Knoten begrenzt, wenn der Unterschied zwischen dem vorherigen Wert der auf der Digitalanzeige wiedergegebenen Geschwindigkeit und dem eintreffenden, noch nicht verarbeite­ ten Datensignal einen Wert hat, der sein Vorzeichen ändert, d. h. das Fehlersignal ändert sich von einem positiven zu ei­ nem negativen Wert oder umgekehrt. Im Gebrauch läuft, wenn das Schiff sich beschleunigt, die vom Geschwindigkeitsmeßge­ rät gelieferte Geschwindigkeitsanzeige der tatsächlichen Schiffsgeschwindigkeit nach. In diesem Falle ändern die auf­ einanderfolgenden Fehlersignale oder Differenzsignale nicht ihr Vorzeichen und das im Filter eingestellte Grenzwertfen­ ster der Geschwindigkeitsänderungsanzeige wird automatisch geöffnet, damit die Digitalanzeige der Geschwindigkeitsmeß­ werte der tatsächlichen Geschwindigkeit des Schiffes in einer verhältnismäßig kleinen Anzahl von Aktualisierungsschritten des Geschwindigkeitsmeßsystems nachkommen kann. Während der Beschleunigung oder Verzögerung ändern die Fehlersignale oder Differenzsignale nicht das Vorzeichen und die zulässige Ände­ rung der Geschwindigkeitsanzeige, die durch das Digitalfilter vorgegeben wird, wird um den Betrag erhöht, um welchen das Grenzwertfenster der Geschwindigkeitsänderungsanzeige ver­ größert wird. Bei Betrieb während konstanter Schiffsgeschwin­ digkeit wird der angezeigten Geschwindigkeit der Digitalan­ zeige nur gestattet, sich je Arbeitszyklus um einen kleinen Geschwindigkeitsänderungsschritt in einer Richtung entgegen­ gesetzt zu demjenigen des vorausgehenden Arbeitszyklus zu ändern und die angezeigte Geschwindigkeit verläuft wesentlich gleichförmiger.

Das Digitalfilter, das in dem Doppler-Geschwindigkeitsmeß­ gerät Verwendung findet, arbeitet in der nachfolgend angege­ benen Weise, wobei angenommen sei, daß die letzte Geschwin­ digkeitsablesung oder der letzte angezeigte Meßwert V _{N - 1}, das Grenzwertfenster der Geschwindigkeitsänderung G _{N - 1} ist und das Vorzeichen der Geschwindigkeitsänderung, welche zu dem Geschwindigkeitsmeßwert V _{N - 1} führte, bekannt ist. Die Ge­ schwindigkeitsänderung oder die Geschwindigkeitsdifferenz ist Δ _{N - 1}. Die folgenden Signalverarbeitungsschritte werden von dem Digitalfilter vorgenommen:

• Schritt 1:
  Subtraktion des zuvor angezeigten Geschwindig­ keitsmeßwertes V _{N - 1} von dem neuen Geschwindig­ keitswert V _N , der sich aufgrund der Roh-Ge­ schwindigkeitsmeßdaten des Doppler-Geschwindig­ keitsmeßgerätes ergibt, um den Differenzwert Δ _N zu erhalten;
• Schritt 2:
  Feststellung, ob Δ _N dasselbe oder entgegen­ gesetzte Vorzeichen gegenüber dem Geschwindig­ keitsdifferenzwert Δ _{N - 1} aus dem vorhergehenden Arbeitsspiel hat;
• Schritt 2A:
  Hat Δ _N das gleiche Vorzeichen wie Δ _{N - 1}, wird entsprechend den Schritten 3A, 3B oder 3C ver­ fahren;
• Schritt 2B:
  Ist das Vorzeichen entgegengesetzt, so ist bei Schritt 5 fortzufahren;
• Schritt 3A:
  Wenn Δ _N größer ist als der Fenstergrenzwert G _{N - 1}, der in dem Digitalfilter gespeichert ist, so liefert das Digitalfilter einen Aus­ gangs-Geschwindigkeitsmeßwert V _N = V _{N - 1} + G _{N - 1} und der Grenzwert oder das Grenzwertfenster wird auf G _N um den nächsthöheren zulässigen Änderungsschritt vergrößert.
• Schritt 3B:
  Ist Δ _N kleiner als G _{N - 1}, so wird der Geschwin­ digkeitswert V _N an der digitalen Geschwindig­ keitsanzeige der Einrichtung wiedergegeben und der Grenzwert oder das Grenzwertfenster G _{N - 1} wird um den nächstniedrigeren zulässigen Änderungsschritt verkleinert, so daß sich der neue Grenzwert G _N ergibt.
• Schritt 3C:
  Ist Δ _N = 0, so ist der anzuzeigende Geschwin­ digkeitswert für die Digitalanzeige V _N = V _{N - 1} und das Grenzwertfenster G _{N - 1} wird auf den niedrigsten zulässigen Geschwindigkeitsände­ rungsgrenzwert G _N verkleinert;
• Schritt 4:
  Es wird fortgefahren, um durch Wiederholung von Schritt 1 den nächsten Ausgangsmeßwert der Geschwindigkeit V _{N + 1} zu erhalten;
• Schritt 5:
  Da das Vorzeichen des Differenzwertes oder Fehlers Δ _{N - 1} sich gegenüber demjenigen von Δ _{N - 1} geändert hat:
• Schritt 5A:
  Ergibt sich eine Differenz oder ein Fehler Δ _N in Richtung auf eine niedrigere Geschwin­ digkeit, dann ergibt sich die Einstellung V _N = V _{N - 1} - 0,1 Knoten;
• Schritt 5B:
  Wenn die Differenz oder der Fehler zu einer größeren Geschwindigkeit hin besteht, dann ergibt sich die Einstellung V _N = V _{N - 1} + 0,1 Knoten. Für beide Schritte 5A und 5B wird das Grenzwertfenster G _N auf ± 0,1 Knoten eingestellt und das Vorzeichen des letzten Differenzwertes oder Fehlers beibehalten;
• Schritt 6:
  Es wird zur Gewinnung des nächsten Geschwin­ digkeitsmeßwertes V _{N + 1} fortgeschritten, in­ dem zu Schritt 1 zurückgekehrt wird und das Verfahren wiederholt wird.

Das hier angegebene adaptive Digitalfilter wurde zur Verwen­ dung in Verbindung mit einer im Handel erhältlichen Doppler­ geschwindigkeitsmeßeinrichtung "Raytheon DSL-250N" entwickelt, doch ist das hier angegebene Prinzip nicht auf die Verwendung eines adaptiven digitalen Filters der vorliegenden Konstruk­ tion in Verbindung mit dem besonderen Doppler-Geschwindig­ keitsmeßgerät beschränkt. Ein ähnliches Doppler-Geschwindig­ keitsmeßgerät mit Auswertung der Dopplerfrequenz und nach vor­ wärts und nach rückwärts gerichteten Sende- und Empfangswand­ lern ist in der US-Patentschrift 38 93 076 beschrieben. Die gedruckte Schaltung des Geschwindigkeitssignalverarbeitungs­ systems der bekannten Doppler-Geschwindigkeitsmeßeinrichtung ist in dem Blockschaltbild von Fig. 2 mit 10 bezeichnet. Vom Frontwandler und vom Rückenwandler empfangene, dopplerhaltige Verfolgungssignale 11 bzw. 12, welche die Roh-Geschwindigkeits­ meßdaten in den jeweiligen Richtungen darstellen, werden in der Doppler-Geschwindigkeitsmeßeinrichtung verarbeitet, um an die gedruckte Schaltungsplatte 10 Dopplersignale zu liefern, welche die Roh-Geschwindigkeitsinformation über die Geschwin­ digkeit des Schiffes sind, auf welchem die Meßeinrichtung an­ geordnet ist, wobei sich die Schiffsgeschwindigkeit auf die Bewegung relativ zu den Wassermassen oder zum Gewässerboden bezieht. Die Roh-Information wird gegenüber den richtigen Doppler-Geschwindigkeitsdaten durch Fehler gestört, welche durch Stampf- und Rollbewegungen des Schiffes verursacht wer­ den. Die Roh-Information wird im Doppler-Signalverarbeitungs­ system einmal je Arbeitszyklus in ein Roh-Datenregister 13 eingeschrieben. In dem Doppler-Signalverarbeitungssystem ist ein weiteres Register 14 enthalten, in das die Digitaldaten eingeschrieben werden, welche für den Verwender des Systems in der Digitalanzeige sichtbar gemacht werden und eine gefil­ terte Version der Roh-Information sind, die sich im Register 13 befindet. Die Roh-Information und die zur Anzeige gelan­ gende Information in den Registern 13 bzw. 14 werden von der gedruckten Schaltungsträgerplatte 10 des Signalverarbeitungs­ systems zu der gedruckten Schaltungsträgerplatte 15 des adap­ tiven Digitalfilters übertragen. Die gedruckte Schaltungsträ­ gerplatte 15 des adaptiven Digitalfilters enthält Register B und A, zu welchen die Rohdaten und die zur Anzeige gelangen­ den Daten von den Registern der gedruckten Schaltungsträger­ platte 10 aufgrund eines Arbeitsspiel-Startimpulses übertragen werden, welcher mit einer Wiederholungsperiode auftritt, die ein Vielfaches (das Neunfache oder Sechsunddreißigfache in der Doppler-Geschwindigkeitsmeßeinrichtung "Raytheon DSL-20N") der Periode ist, mit welcher Signale von dem Dopplersystem ausge­ sendet und empfangen werden, wobei die Signale eine Mittel­ wertbildung erfahren, bevor sie in das die Roh-Information aufnehmende Register 13 eingeschrieben werden. Der Startimpuls bewirkt, daß die in den Registern 13 und 14 eingespeicherten Daten auf die Register B bzw. A übertragen werden, sobald der Zyklusstartimpuls auftritt. Das adaptive digitale Filter 15 wirkt auf diese Daten in einer nachfolgend zu beschreibenden Weise ein, um einen 2 N-Generator 7 auf einen N-Wert von ent­ weder 0 oder 1 oder 2 oder 3 einzustellen. Der eingestellte 2 N-Wert des Generators 7 dient zur Erzeugung eines Grenzwert­ fensters an einem Grenzwertgenerator 17, welcher den Inhalt des die Anzeigeinformation speichernden Registers 14 aktuali­ siert und in dem Generator 7 (rechts-/links-Schieberegister) für die Verwendung im nächsten Arbeitsspiel des Systems ge­ speichert bleibt. Das Grenzwertfenster ist entweder 1 oder 2 oder 4 oder 8 Mikrosekunden. Der Grenzwertgenerator 17 ist bei der vorerwähnten bekannten Doppler-Geschwindigkeitsmeßeinrich­ tung auf einer für den Taktgeber vorgesehenen gedruckten Schaltungsträgerplatte 18 angeordnet. Das Grenzwertfenster des Grenzwertgenerators 17 wird in Verbindung mit dem Takt 19 in der Weise verwendet, daß die im Register 14 befindlichen, ange­ zeigten Daten um 1 oder 2 oder 4 oder 8 Taktimpulse vermehrt oder vermindert werden, unmittelbar bevor der nächste Arbeits­ zyklus-Startimpuls auftritt, wobei die Taktfrequenz des Taktes 19 1 MHz beträgt.

Es sei nun auf Fig. 3 Bezug genommen. Das adaptive Digital­ filter 15 arbeitet in der nachfolgend zu beschreibenden Weise. Die Anzeigeinformation im Register 14 und die Rohdaten im Re­ gister 13 werden einmal je Arbeitszyklus der Einrichtung in Abhängigkeit vom Auftreten des Arbeitszyklus-Startimpulses 190 des Generators 30 zu den getrennten Registern A bzw. B des adaptiven digitalen Filters 15 übertragen, wobei die Start­ impulse 190 in Abhängigkeit jeweils von einer vorbestimmten Zahl von Sendeimpulsen des Sonarsystems auftreten (beispiels­ weise 9). Die Daten in den Registern A und B werden in einem Vergleicher 31 miteinander verglichen, um festzustellen, ob der Inhalt des Registers A größer ist als der Inhalt des Registers B, ob er gleichgroß ist wie der Inhalt des Registers B oder ob er kleiner ist als der Inhalt des Registers B. Die Information über das erstgenannte und letztgenannte Vergleichsergebnis wird in einem Speicher 50 festgehalten und die Werte dieser Ver­ gleichsergebnisse werden mit den in einem Speicher 60 festge­ haltenen entsprechenden Vergleichsergebnissen verglichen, welche mit A′ < B′ und A′ < B′ zu bezeichnen sind, worin A′ und B′ die in den Register A bzw. B gespeicherten Informationen bezeichnen, welche am Ende des vorausgegangenen Filterarbeitsspieles ge­ speichert worden sind. Wenn die Ausgangssignale des Vergleichers 31 bei zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsspielen nicht dieselben sind, wird das Grenzwertfenster des Filters 2 ^N , das von dem voreingestellten Zähler 16 auf der Leitung 160 bereitgestellt wird, von dem letzten N-Wert auf den Wert N = 0 reduziert.

Wenn der Vergleicher 31 keine Änderung beim Vergleich der Werte aus den Registern A und B für das vorhergehende Arbeitsspiel und das gegenwärtige Arbeitsspiel gemeldet hat, so wird das Register A durch denjenigen 2 ^N -Wert inkrementiert oder dekrementiert, der für das letzte Filterarbeitsspiel gespeichert worden ist. Eine Erhöhung der im Register A gespeicherten Datenwerte erfolgt, wenn die im Register A gespeicherte Geschwindigkeitsinformation kleiner ist als die im Register B gespeicherte Information und umgekehrt. Während der 2 ^N -Zählerstand des Zählers 16 in das Register A eingetaktet wird, wird der Ausgang des Registers A mit dem Dateninhalt des Registers B verglichen und wenn während dieser Einleseoperation die Daten in den beiden Registern nicht gleich werden, so wird der im Register 7 gespeicherte N-Wert auf N + 1 erhöht, worin N nicht größer als 3 werden kann. Wenn jedoch die Daten im Register A während der Eintaktoperation dem Dateninhalt im Register B gleich werden, so wird das Ein­ takten bei dem Zustand A = B beendet und der 2 ^N -Wert des Re­ gisters 7 wird auf 2 ^{N - 1} erniedrigt, worin N - 1 nicht kleiner als Null werden kann.

In beiden oben genannten Fällen bietet das Filter 15 den end­ gültigen N-Wert, der in dem Register 7 gespeichert ist, dem Grenzwertgenerator 17 der den Taktgeber enthaltenden gedruckten Schaltungsträgerplatte 18 an, speichert die resultierenden A < B und A < B-Werte des Speichers 50 zur Verwendung als A′ < ′ und A′ < B′-Werte im Speicher 60 beim nächsten Filter-Arbeitszyklus und beendet dann den Filter-Arbeitszyklus des Programmgebers 9 bis zur Aktivierung durch den nächsten Arbeitsspiel-Startimpuls.

Fig. 3 zeigt ein mehr ins einzelne gehendes Blockschaltbild des digitalen adaptiven Filters 15 gemäß Fig. 2. Die Wirkungsweise des Filters 15 ist folgende. Zunächst werden in Abhängigkeit von einem Arbeitsspiel-Startimpuls 190 des Impulsgenerators 30 die in einem Register der Doppler-Geschwindigkeitsmeßeinrichtung gespeicherte Rohdaten (ein Geschwindigkeitsmeßwert entsprechend der Geschwindigkeit des Schiffes, auf dem das System angeordnet ist, in Gestalt einer Digitalzahl) und die in einem weiteren Register des Systems gespeicherten, anzuzeigenden Daten (näm­ lich die gefilterten Rohdaten) dem voreingestellten Zähler "B" bzw. dem voreingestellten aufwärts-/abwärts-Zähler "A" zugeführt. Das Filter 15 wirkt auf die in den Zählern "A" und "B" befind­ lichen Daten in der nachfolgend zu beschreibenden Weise ein, um den 2 ^N -Wert erzeugenden Generator oder das Schieberegister 7 auf einen N-Wert von entweder 0 oder 1 oder 2 oder 3 einzu­ stellen. Der 2 ^N -Wert, der in dem Generator oder Register 7 ein­ gestellt ist, wird über den Inverter 162 und die Leitung 161 ge­ führt und gibt ein Grenzwertfenster im voreingestellten Zähler 16 vor, so daß dieses Grenzwertfenster auf der Ausgangsleitung 160 des Zählers 16 je nach dem 2 ^N -Wert entweder 1 oder 2 oder 4 oder 8 Mikrosekunden beträgt. Die zeitliche Breite entsprechend dem Wert 2 ^N gelangt von dem Zähler 16 zu einem UND-Gatter 8, dessen anderer Eingang ein Taktsignal von dem Taktsignalgene­ rator 100 ist, dessen Taktfrequenz 1 MHz beträgt. Der Ausgang des UND-Gatters 8 wird als Takteingang dem aufwärts-/abwärts- Zähler "A" zugeführt, und bewirkt eine Erhöhung oder Erniedri­ gung von dessen Zählerstand abhängig von dem Zustand am Aus­ gang des Inverters 82 und damit eine Erhöhung oder Erniedrigung der zur Darstellung gelangenden Geschwindigkeitsinformation in der digitalen Ausgangs-Sichtanzeige 2 des Dopplersystems durch 1 oder 2 oder 4 oder 8 Taktimpulse, was bei den hier ver­ wendeten Baueinheiten der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung jeweils Geschwindigkeitsänderungen von 0,1 oder 0,2 oder 0,4 oder 0,8 Knoten entspricht. Der Impulsgenerator 30 zur Erzeugung der Arbeitsspiel-Startimpulse wird in Abhängigkeit von einer vor­ bestimmten Anzahl von Sonarimpulsen des Systems gesteuert und gibt auf der Leitung 32 eine Folge von Arbeitsspiel-Startimpul­ sen 190 ab. Beispielsweise wird ein Arbeitsspiel-Startimpuls je 9 aufeinanderfolgende Sonarimpulse abgegeben und die dem voreingestellten Zähler "B" der Einrichtung zugeführten Roh­ daten stellen einen Mittelwert aus 9 Dopplerechos dar, so daß bestimmte vorgegebene Zuverlässigkeitskriterien des Doppler- Signalverarbeitungssystems 33 gegeben sind. Der Arbeitsspiel- Startimpuls 190 auf der Ausgangsleitung 32 des Impulsgenerators 30 bewirkt eine Eingabe des Dateninhaltes des Registers 13 in den voreingestellten Zähler "B" und eine Eingabe der zur Anzeige gelangenden Daten des Registers 14 in den voreingestellten aufwärts-/abwärts-Zähler "A" und schließlich eine Auslösung der Programmgebereinheit 9.

Fig. 4 zeigt die zeitliche Folge der von der Programmgeberein­ heit 9 erzeugten Steuersignale. Nachdem durch den Arbeitsspiel- Startimpuls 190 auf der Leitung 32 die voreingestellten Zähler "A" und "B" betätigt sind, um die anzuzeigenden Daten bzw. die Rohdaten zu übernehmen, liefert der Programmgeber 9 an seinem Ausgang 1 einen Impuls zur Betätigung des Speichers 50, welcher die Ausgangswerte A < B und A < B des Vergleichers 31 eingespeichert. Zu dieser Zeit werden die Ausgänge des Speichers 50 in dem Ex­ klusix-ODER-Element 51 mit den jeweils entsprechenden Aus­ gängen des Speichers 60 einer Exklusiv-ODER-Verknüpfung unterzogen, wobei in dem Speicher 60 die Signalzustände vom Ausgang des Vergleichers 31 für das vorausgehende Arbeitsspiel gespeichert sind. Wenn der Ausgang des Vergleichers 31 von A < B zu A < B wechselt oder umgekehrt, so liefert das Exklusiv- ODER-Element 51 an seinem Ausgang einen Signalpegel, der zu­ sammen mit einem Impuls von einer Mikrosekunde am Ausgang 3 des Programmgebers 9 dem UND-Gatter 52 mitgeteilt wird und das Schieberegister 7, sowie über das ODER-Gatter 80 den Programm­ geber 9 frei macht. Das Freimachen des Schieberegisters 7 be­ wirkt, daß die maximal zulässige Datenänderung auf einen Wert von 0,1 Knoten je Aktualisierung oder Aufdatierung begrenzt wird. Die Löschung im Programmgeber 9 führt die Einrichtung auf die Zeit T ₀ innerhalb des Zeitdiagramms von Fig. 4 zurück, wo der Programmgeber 9 auf die Aktivierung durch den nächsten Arbeitsspiel-Startimpuls der Leitung 32 wartet.

Das Exklusiv-ODER-Element 51 enthält zwei gebräuchliche Exklusiv-ODER-Schaltungen (nicht dargestellt). Eine von diesen beiden Schaltungen erhält als Eingangssignale die A < B- Werte für zwei aufeinanderfolgende Arbeitsspiele. Die andere Exklusiv-ODER-Schaltung erhält als Eingangssignale die beiden A < B-Werte für dieselben aufeinanderfolgenden Arbeits­ spiele. Die Ausgänge jeder der genannten Exklusiv-ODER- Schaltungen innerhalb des Elementes 51 werden in einem ODER- Gatter (nicht dargestellt) verknüpft, bevor sie das UND-Gatter 52 erreichen.

Wenn das Exklusiv-ODER-Element 51 sein Ausgangssignal nicht geändert hat, wenn nämlich entweder A < B für zwei aufeinander­ folgende Arbeitsspiele zutraf oder A < B für zwei aufeinander­ folgende Arbeitsspiele zutraf, so liefert der Programmgeber 9 an seinem Ausgang 3 einen Impuls, um den voreingestellten Zähler 16 auszulösen. Der Zähler 16 wird durch den Impuls vom Ausgang 3 des Programmgebers 9 auf die Zahl eingestellt, welche aufgrund des letzten Arbeitsspiels des Filters auf der Leitung 161 vom Schieberegister 7 dargeboten wird. Aufgrund der Vorein­ stellung liefert der Zähler 16 auf der Leitung 160 ein Ausgangs­ signal, welches den Programmgeber 9 daran hindert, die Zustände an seinen Impulsausgängen zu ändern, bis der Zähler 16 auf seinem voreingestellten Zählerstand zurückgezählt hat. Die vom Zähler 16 auf der Leitung 160 dargebotene Grenzwertfensterbreite wird auch dem UND-Gatter 8 mitgeteilt, so daß das UND-Gatter 8 entweder 1 oder 2 oder 4 oder 8 Taktimpulse in den voreinge­ stellen aufwärts-/abwärts-Zähler "A" eintreten läßt. Die Vor­ einstellung des Zählers 16 geschieht durch eine dreistellige Zahl, welche auf der Leitung 161 zugeführt wird und vom Ausgang des Schieberegisters 7 nach Inversion im Inverter 162 den Zähler 16 erreicht, um die richtige Polarität des Signalzustandes für den Zähler 16 herzustellen. Der Zähler "A" zählt dann in Ab­ hängigkeit von den über das UND-Gatter geleiteten Taktimpulsen auf der Leitung 81 entweder nach aufwärts oder nach abwärts je nach dem Zustand an dem A < B-Ausgang des Vergleichers 31, der dem aufwärts-/abwärts-Anschluß des Zählers "A" über den Inverter 82 zugeführt wird. Wenn also der Vergleicher 31 an dem A < B-Ausgangsanschluß ein Signal abgibt, welches anzeigt, daß der Zählerstand im Zähler "A" kleiner ist als der Zählerstand im Zähler "B", bewirkt die Polarität des an dem aufwärts-/ab­ wärts-Anschluß des Zählers "A" dargebotenen Signales, daß der Zähler "A" um eine Größe heraufgeschaltet wird, welche nicht größer als die Zahl der Taktimpulse ist, die an seinem Eingang über die Leitung 81 anstehen, und umgekehrt. Wenn keine Ände­ rung der Polarität des Ausgangs des Vergleichers 31 während der Periode der Taktimpulse auftritt, die über die Leitung 81 zuge­ führt werden, bewirkt der Ladeeingang R/L zum Schieberegister 7 von dem Exklusiv-ODER-Element 51, daß das Schieberegister 7 so eingestellt wird, daß die binäre Zahl am Ausgang des Schiebe­ registers bei dem Anschluß 70 eine zusätzliche "1" zu der Zeit erhält, in der das Schieberegister 7 von dem Impuls getaktet wird, der am Ausgang 4 des Programmgebers 9 erscheint. Der Pro­ grammgeber 9 wird zur Weiterschaltung veranlaßt, um einen Impuls am Ausgang 4 abzugeben, wenn das sperrende Signal auf der Leitung 160 zu einer Zeit verschwindet, zu der der vorein­ gestellte Zähler 16 seine Zählung vervollständigt hat. Im ein­ zelnen bewirkt der Ausgangsimpuls am Ausgang 4 der Programm­ gebereinheit 9, daß das Register 7 beaufschlagt wird, so daß eine "1" zu der Digitalzahl hinzugefügt wird, die auf der Aus­ gangsleitung 70 des Registers 7 erscheint. Diese zusätzliche "1" bewirkt, daß das Grenzwertfenster, das durch den voreinge­ stellten Zähler 16 vorgegeben wird, von dem vorherigen Wert 2 ^N auf 2 ^{N + 1} vergrößert wird. Wenn die im Schieberegister 7 enthaltene Digital­ zahl ursprünglich sämtlich Einsen auf den drei Ausgangsleitungen des Anschlusses 70 enthielt, hat die Hinzufügung einer weiteren "1" zu dem Inhalt des Schieberegisters 7 die Wirkung der Ver­ schiebung einer "1" aus einem Ende des Registers und Eingabe einer "1" an dem anderen Ende des Registers. Es ergibt sich so­ mit keine Änderung des Inhaltes des Schieberegisters 7 und das Grenzwertfenster bleibt unverändert auf seinem Maximalwert von 0,8 Knoten je Aktualisierung entsprechend dem Zustand, bei dem das Schieberegister 7 drei Einsen auf den drei Ausgangsleitungen darbeitet.

Wenn aber eine Änderung des Zustandes der A < B oder A = B-Werte an den Ausgängen während der Taktperiode des voreingestellten Zählers 16 aufgetreten ist, so wird der Ladeeingang R/L des Schieberegisters 7 von dem ODER-Gatter 53 auf einen Zustand ge­ bracht, welcher bewirkt, daß der Schieberegisterausgang des Registers 7 eine Null zu dem geringstwertigen Ausgangsbit auf der Leitung 70 hinzugefügt erhält, was zu einer Zeit geschieht, zu der das Schieberegister 7 von dem Impuls am Ausgang 4 der Programmgebereinheit 9 getaktet wird. Ein Eingang zu der ODER- Schaltung 53 wird von dem A = B-Ausgang des Vergleichers 31 her­ beigeführt. Der andere Eingang zu der ODER-Schaltung 53 ist der gespeicherte Signalwert A < B im Speicher 50 und der A < B-Aus­ gangssignalzustand am Vergleicher 31 während des oben erwähnten Tastungsintervalls, wobei diese Signalwerte der Exklusiv-ODER- Schaltung 54 zugeführt werden. Die Folge von Vorgängen, welche zuvor beschrieben wurden, läuft dann ab, doch wird das von dem voreingestellten Zähler 16 vorgegebene Grenzwertfenster um 2 ^{N - 1} gegenüber dem letzten Grenzwertfenster vermindert, außer daß das Schieberegister 7 bereits sämtlich Nullen auf den drei Ausgangsleitungen seines Ausgangs 70 darbot.

In diesem Falle beharrt die Aktualisierung des Systems auf dem Minimalwert von 0,1 Knoten, was bedeutet, daß nur ein Taktimpuls zu dem aufwärts-/abwärts-Zähler "A" beim nächsten Arbeitsspiel des Filters zugeführt wird. Beim Durchgang des Impulses auf dem Ausgang 4 des Programmgebers 9 bietet dieser einen 1-Mikrose­ kunden-Impuls auf dem Ausgang 5 dar, welcher die Übertragung der A < B und A < B-Werte vom Speicher 50 zum Speicher 60 herbei­ führt. Zu Ende des Impulses am Ausgang 5 stellt der Impuls vom Ausgang 6 der Programmgebereinheit 9 diesen über die ODER- Schaltung 60 zurück, bis der nächste Arbeitsspiel-Impuls 190 auftritt. Der neuerlich von dem Schieberegister 7 abgeleitete 2 ^N -Wert wird dann zu dem Grenzwertfenster-Generator 17 geführt, um das die anzuzeigende Information enthaltende Register 14 zu aktualisieren, bevor der nächste Arbeitsspiel-Auslöserimpuls auf­ tritt.

Fig. 5 zeigt die Ergebnisse, die durch die Verwendung des digi­ talen adaptiven Filters der vorliegend angegebenen Konstruktion erzielt werden, wobei die Bedingungen dieselben sind, wie sie gemäß Fig. 1 unter Verwendung einer herkömmlichen Filterein­ richtung vorliegen. Der Kurvenverlauf 50 gemäß Fig. 5 ist eine analoge Darstellung der digitalen, lesbaren Anzeige der Doppler-Geschwindigkeitsmeßvorrichtung 2 nach Fig. 3 unter unterschiedlichen Bedingungen simulierter Sonarechosignale. Der Kurvenbereich 51 der Kurve 50 zeigt die ausgegebenen, dar­ zustellenden Datensignale für eine konstante Geschwindigkeit von 10 Koten mit einer Veränderung von ± zwei Knoten bei sekünd­ licher Aktualisierung. Ein Vergleich des Kurventeiles 51 mit dem Kurventeil 10 nach Fig. 1 zeigt, daß bei konstanter Geschwindig­ keit die Verwendung des digitalen adaptiven Filters der hier an­ gegebenen Konstruktion eine wesentliche Verringerung von mindes­ tens 3 : 1 bezüglich der Ausgangsgeschwindigkeitsfluktuationen im Register 14 erzielt wird. Die Kurventeile 52, 53, 54 und 55 für Beschleunigung und Verzögerung zwischen einer Geschwindigkeit von 10 Knoten und 20 Knoten in einer Minute mit Schwankungen von ± zwei Knoten und jeweils keiner Veränderung lassen erkennen, daß die Filterkonstruktion der vorliegend angegebenen Art mindestens gleich gut eine Verfolgung der Istgeschwindigkeit ermöglicht, wie dies bei bekannten Filterkonstruktionen unter Bedingungen sich verändernder Geschwindigkeit der Fall ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur adaptiven Filterung von Digitalsignalen in Doppler-Geschwindigkeitsmeßgeräten, bei welchem in einer Reihe von Arbeitsspielen Dopplerechosignale, ggf. unter Mittelwertbildung zu Roh-Geschwindigkeitsmeßdaten verarbei­ tet und gespeichert werden, insbesondere digital gefiltert werden und die gefilterten Ausgangs-Geschwindigkeitsmeßda­ ten insbesondere digital in einer Anzeige wiedergegeben werden, wobei die Ausgangs-Geschwindigkeitsmeßdaten aus einem vorausgegangenen Arbeitsspiel V _{N - 1} seien, die Geschwindig­ keitsänderung, die zu V _{N - 1} führte, Δ _{N - 1} sei und das Vor­ zeichen dieser Geschwindigkeitsänderung bekannt sei, gekenn­ zeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• Schritt 1:
  Subtraktion des zuvor angezeigten Geschwindig­ keitsmeßwertes V _{N - 1} von dem neuen Geschwindig­ keitswert V _N , der sich aufgrund der Roh-Ge­ schwindigkeitsmeßdaten des Doppler-Geschwindig­ keitsmeßgerätes ergibt, um den Differenzwert Δ _N zu erhalten;
• Schritt 2:
  Feststellung, ob Δ _N dasselbe oder entgegen­ gesetzte Vorzeichen gegenüber dem Geschwindig­ keitsdifferenzwert Δ _{N - 1} aus dem vorhergehenden Arbeitsspiel hat;
• Schritt 2A:
  Hat Δ _N das gleiche Vorzeichen wie Δ _{N - 1}, wird entsprechend den Schritten 3A, 3B oder 3C ver­ fahren;
• Schritt 2B:
  Ist das Vorzeichen entgegengesetzt, so ist bei Schritt 5 fortzufahren;
• Schritt 3A:
  Wenn Δ _N größer ist als der Fenstergrenzwert G _{N - 1}, der in dem Digitalfilter gespeichert ist, so liefert das Digitalfilter einen Aus­ gangs-Geschwindigkeitsmeßwert V _N = V _{N - 1} + G _{N - 1} und der Grenzwert oder das Grenzwertfenster wird auf G _N um einen nächsthöheren zulässigen Änderungsschritt vergrößert;
• Schritt 3B:
  Ist Δ _N kleiner als G _{N - 1}, so wird der Geschwin­ digkeitswert V _N an der Geschwindig­ keitsanzeige der Einrichtung wiedergegeben und der Grenzwert oder das Grenzwertfenster G _{N - 1} wird zum nächstniedrigeren zulässigen Änderungsschritt verkleinert, so daß sich der neue Grenzwert G _N ergibt,
• Schritt 3C:
  Ist Δ _N = 0, so ist der anzuzeigende Geschwin­ digkeitswert für die Digitalanzeige V _N = V _{N - 1} und das Grenzwertfenster G _{N - 1} wird auf den niedrigsten zulässigen Geschwindigkeitsände­ rungsgrenzwert G _N verkleinert;
• Schritt 4:
  Es wird fortgefahren, um durch Wiederholung von Schritt 1 den nächsten Ausgangsmeßwert der Geschwindigkeit V _{N + 1} zu erhalten;
• Schritt 5:
  Da das Vorzeichen des Differenzwertes oder Fehlers Δ _N sich gegenüber demjenigen von Δ _{N - 1} geändert hat:
• Schritt 5A:
  Ergibt sich eine Differenz oder ein Fehler Δ _N in Richtung auf eine niedrigere Geschwin­ digkeit, dann ergibt sich die Einstellung V _N = V _{N - 1} - V ₀ (V ₀ ist niedrigster Änd.-Grenzwert)
• Schritt 5B:
  Wenn die Differenz oder der Fehler zu einer größeren Geschwindigkeit hin besteht, dann ergibt sich die Einstellung V _N = V _{N - 1} + V ₀ Knoten. Für beide Schritte 5A und 5B wird das Grenzwertfenster G _N auf V ₀ eingestellt und das Vorzeichen des letzten Differenzwertes oder Fehlers beibehalten;
• Schritt 6:
  Es wird zur Gewinnung des nächsten Geschwin­ digkeitsmeßwertes V _{N + 1} fortgeschritten, in­ dem zu Schritt 1 zurückgekehrt wird und das Verfahren wiederholt wird.

2. Einrichtung zur adaptiven Filterung von Digitalsignalen in Doppler-Geschwindigkeitsmeßgeräten, mit Speichermitteln, insbesondere in Gestalt eines Registers, zur Speicherung von bezüglich ihres Dopplerinformationsgehaltes ausgewerteten Roh-Geschwindigkeitsmeßdaten entsprechend einem gegenwärtigen Arbeitsspiel aus einer Reihe von Arbeitsspielen, mit weiteren Speichermitteln, insbesondere in Gestalt eines weiteren Re­ gisters, zur Speicherung von zur Anzeige gelangenden, durch Filterung in einer Filtereinrichtung aus den Roh-Geschwindig­ keitsmeßdaten eines vorausgegangenen Arbeitsspieles der Ein­ richtung gewonnenen Ausgangs-Geschwindigkeitsmeßdaten und mit Vergleichseinrichtungen zum Vergleich der Speichermittelin­ halte und zur Einstellung der Filtereinrichtung abhängig vom Vergleichsergebnis, vornehmlich zur Durchführung des Ver­ fahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Vergleichseinrichtungen der Vergleich der Speichermittel­ inhalte nach Größe und Vorzeichen durchführbar ist, daß in der Filtereinrichtung Grenzwerte einer jeweils maximalen Än­ derung der zur Anzeige gelangenden Ausgangs-Geschwindigkeits­ meßdaten wählbar vorgegeben sind und daß der kleinste dieser Grenzwerte dann eingestellt wird, wenn ein gegenwärtiges Ver­ gleichsergebnis der Vergleichseinrichtungen gegenüber einem bei einem vorhergehenden Arbeitsspiel gewonnenen Vergleichs­ ergebnis einen Vorzeichenwechsel ausweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtungen eine Änderung des Speicherinhaltes der die Ausgangs-Geschwindigkeitsmeßdaten aufnehmenden Spei­ chermittel im Sinne einer Verkleinerung des Betrages des Ver­ gleichsergebnisses vornehmen und daß keine Änderung dieses Speicherinhaltes vorgenommen wird, wenn das Vergleichsergebnis betragsmäßig Null ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wählbaren, vorgegebenen Grenzwerte für größer werdende Beträge des Vergleichsergebnisses insbesondere exponentiell größer werden oder größer werdend abgestuft sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß abhängig von zyklischen Startimpulsen ei­ nes Startimpulsgenerators die Roh-Geschwindigkeitsmeßdaten an einen voreingestellten "B"-Zähler und die Ausgangs-Ge­ schwindigkeitsmeßdaten des vorangegangenen Arbeitsspiels an einen vorgestellten "A"-Aufwärts/Abwärtszähler übertragbar sind, wobei die Vergleichseinrichtungen mit den genannten Zählern verbunden sind und an ihren Ausgängen die Vergleichs­ ergebnisse A < B, A = B und A < B für jeden Vergleich liefern, daß ferner ein mit dem Startimpulsgenerator verbundener Pro­ grammimpulsgeber je Startimpuls eine Folge von sechs Steuer­ impulsen liefert, daß eine Taktimpulsquelle vorgesehen ist, daß vom vierten Impuls des Programmimpulsgebers ein 2 ^N -Bi­ närzahlengenerator angesteuert wird, worin N eine von die­ sem Impuls abhängige Zahl ist, daß ein dritter voreingestellter Zähler von der Binärzahl 2 ^N des Binärzahlgenerators voreinge­ stellt wird und unter Steuerung durch die Taktimpulsquelle zu­ rückzählt, daß ein Ausgang des dritten voreingestellten Zählers und die Taktimpulse der Taktimpulsquelle zu einem ersten UND-Gatter geführt sind, dessen Ausgang an den "A"- Zähler angeschlossen ist, so daß dieser mit Taktsignalen be­ aufschlagt wird, die ihn zur Zählung in einer Richtung veran­ lassen, welche von dem Zustand eines seinem Auf/Ab-Eingang zugeführten A< B-Ausgangssignales der Vergleichseinrichtungen abhängig ist, daß ein erster und ein zweiter Speicher die Zustände an den A < B- und A < B-Ausgängen der Vergleichseinrich­ tungen jeweils für zwei aufeinanderfolgende Arbeitsspiele speichern, wobei der erste Speicher vom ersten Steuersignal des Programmimpulsgebers ausgelöst wird, nachdem dieser von einem Startimpuls ausgelöst worden ist, daß ein erstes ODER- Gatter und ein diesem vorgeschaltetes erstes Exklusiv-ODER­ element vorgesehen sind, welchletzteres mit den A < B- und A < B-Ausgängen der beiden Speicher verbunden ist und den einen Eingang zu dem ersten ODER-Gatter liefert, dessen zweiter Eingang von einem zweiten Exklusiv-ODER-Element geliefert wird, das an den A< B-Ausgang der Vergleichseinrichtungen und an den A < B-Ausgang vom letzten Arbeitsspiel des ersten Spei­ chers gelegt ist, wobei der Ausgang des ersten ODER-Gatters den Rechts/Links-Verschiebungssteuereingang des Binärzahlen­ generators speist, daß ein zweites UND-Gatter mit dem Aus­ gang des ersten Exklusiv-ODER-Elementes und dem A = B-Ausgang der Vergleichseinrichtungen verbunden ist und ausgangssei­ tig ein Löschsignal an den Löscheingang des Binärzahlengenera­ tors abgibt, daß ein Ausgang des dritten voreingestellten Zählers mit dem Sperreingang des Programmimpulsgebers verbun­ den ist und diesen an der Abgabe eines Impulses an seinem vierten Ausgang zur Taktgabe für den Binärzahlengenerator hin­ dert, bis der dritte voreingestellte Zähler von seinem Zähler­ stand zurückgezählt hat, daß der Programmimpulsgeber nach Be­ endigung seines Impulses an dem vierten Ausgang an seinem fünften Ausgang für den zweiten Speicher abgibt, um die A < B- und A < B-Ausgänge des ersten Speichers auf den zweiten Speicher zu übertragen, und daß schließlich ein zweites ODER- Gatter vorgesehen ist, dessen einer Eingang von einem zu Ende des vierten Impulses des Programmgebers an dessen sechsten Ausgang auftretenden Impuls beaufschlagt wird und dessen zweiter Eingang vom Ausgang des zweiten UND-Gatters gespeist wird und dessen Ausgang den Löscheingang des Programmimpuls­ gebers ansteuert, so daß dieser vom nächsten Startimpuls neuerlich auslösbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Exklusiv-ODER-Element ein dessen Ausgang bildendes drittes ODER-Gatter und dessen Eingänge wiederum beaufschla­ gende Exklusiv-ODER-Schaltungen enthält, deren eine mit den A < B-Ausgängen und deren andere mit den A < B-Ausgängen der bei­ den Speicher verbunden ist.