NO884904L

NO884904L - TRANSMISSION BORDER LOCATION OF A MOVABLE GOOD.

Info

Publication number: NO884904L
Application number: NO88884904A
Authority: NO
Inventors: Alain Laborderie
Original assignee: Alain Laborderie
Priority date: 1987-11-04
Filing date: 1988-11-03
Publication date: 1989-05-05
Also published as: PT88922A; FR2622703B1; DK613588D0; DK613588A; EP0315546A1; FI885108A; JPH01201102A; NO884904D0; FR2622703A1; FI885108A0

Description

ANORDNING FOR GRENSEOVERSKRIDELSE-LOKALISERING AV EN BEVEGELIG GJENSTAND. DEVICE FOR BORDER CROSSING-LOCATION OF A MOBILE OBJECT.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for lokalisering av en bevegelig gjenstands overskridelse av et grensepunkt. The present invention relates to a device for locating a moving object exceeding a limit point.

Der finnes allerede en flerhet av systemer som tillater detektering av en inntrengers overskridelse av en sone, hvor adkomsten er kontrollert. Selv om visse av disse systemer gir tilfredsstillende deteksjon av inntrengeren, tillater de ikke en lokalisering, enn si spesielt bestemmelse av det punkt hvor grensen ble overskredet relatert til den sone hvis adkomst er kontrollert. There are already a number of systems that allow the detection of an intruder exceeding a zone, where access is controlled. Although certain of these systems provide satisfactory detection of the intruder, they do not allow a localization, let alone determination of the point where the boundary was exceeded in relation to the zone whose access is controlled.

Den foreliggende oppfinnelse har som hensikt å gi anvis-ning på en anordning som tillater en slik lokalisering. The purpose of the present invention is to provide instructions for a device that allows such localization.

I den forbindelse har oppfinnelsen som hovedformål å fremskaffe en anordning for grenseoverskridelse-lokalisering av en bevegelig gjenstand,karakterisert vedat anordningen omfatter en piezoelektrisk kabel som er innrettet til å være plassert langs denne grense, organer til å detektere en puls ved hver av kabelens ender, organer til å måle forskjell i tid som det tar for en puls å ankomme kabelens ene ende, og ankomsten av puls- In that connection, the main purpose of the invention is to provide a device for border crossing location of a moving object, characterized in that the device comprises a piezoelectric cable which is arranged to be located along this border, means for detecting a pulse at each of the ends of the cable, organs to measure the difference in time it takes for a pulse to arrive at one end of the cable, and the arrival of the pulse

en til den annen ende av kabelen, samt organer til å beregne dette overskridelsespunkt avhengig av tidene. one to the other end of the cable, as well as means to calculate this crossing point depending on the times.

En piezoelektrisk kabel kan, på en generell måte, om-fatte et konsentrisk bæreorgan, en første elektrode, et dekke av piezoelektrisk materiale, en annen elektrode, samt en beskyttende isolasjon som sikrer kabelens stabi-litet. A piezoelectric cable can, in a general way, comprise a concentric carrier, a first electrode, a cover of piezoelectric material, a second electrode, as well as a protective insulation that ensures the stability of the cable.

En slik kabel kan ha en lengde på flere titalls meter,Such a cable can have a length of several tens of meters,

og en diameter på noen millimeter.and a diameter of a few millimeters.

Dersom denne kabel påføres en sammentrykning på et gitt sted, vil den oppføre seg som en spenningsgenerator på stedet for sammentrykningen. De statiske ladninger som utvikler seg på dette sted, vil forskyve seg langs kabelen i de to retninger med en hastighet som er proporsjonal med kabelens tidskonstant, lik produktet av kabelens kapa-sitet og den elektriske motstand fordelt over kabelens utstrekning. If this cable is compressed at a given location, it will behave as a voltage generator at the location of the compression. The static charges that develop at this location will move along the cable in the two directions at a speed that is proportional to the cable's time constant, equal to the product of the cable's capacity and the electrical resistance distributed over the length of the cable.

I det tilfelle hvor et sjokk meddeles kabelen, vil de elektriske ladninger som blir fremskaffet, være tilstrek-kelige til å generere en spenning på noen millivolt for et sjokk av størrelsesorden noen gram, inntil flere volt i forbindelse med sjokk av større intensitet. In the case where a shock is delivered to the cable, the electrical charges that are produced will be sufficient to generate a voltage of a few millivolts for a shock of the order of a few grams, up to several volts in connection with shocks of greater intensity.

Det innebærer at dersom et kjøretøy passerer en slik kabel, vil denne kunne signalisere kjøretøyets nærvær ved de elektriske pulser som opptrer ved de to ender. This means that if a vehicle passes such a cable, it will be able to signal the vehicle's presence by the electrical pulses that occur at the two ends.

Pulsens vandringstid vil være en konstant langs kabelens utstrekning, idet de to pulser vil ankomme de to ender ved forskjellige tidspunkter som er en funksjon av for-skjellen i avstand mellom slagpunktet og de to ender. The travel time of the pulse will be a constant along the length of the cable, as the two pulses will arrive at the two ends at different times which is a function of the difference in distance between the point of impact and the two ends.

Dersom man dessuten kjenner kabelens lengde, og ogsåIf you also know the length of the cable, and also

den ende ved hvilken den første puls ankommer, er det så-ledes mulig å beregne stedet for sjokkpåvirkningen. the end at which the first pulse arrives, it is thus possible to calculate the location of the shock impact.

Det er f.eks. mulig å påtrykke spenningen mellom de to ledere ved de to ender av kabelen på de to innganger til et oscilloskop, og lese direkte av på skjermen avviket mellom de to pulser. It is e.g. possible to apply the voltage between the two conductors at the two ends of the cable to the two inputs of an oscilloscope, and read directly on the screen the deviation between the two pulses.

Man kan i virkeligheten vise hvordan A og B utgjør de to ender av kabelen, og hvordan C utgjør påvirkningsstedet, nemlig: CA = (L - vT)/2 dersom den første puls ankommer ved A, og One can actually show how A and B form the two ends of the cable, and how C forms the point of impact, namely: CA = (L - vT)/2 if the first pulse arrives at A, and

CA = (L + vT) dersom den annen puls ankommer ved B idet CA = (L + vT) if the second pulse arrives at B at the time

L utgjør lengden av kabelen,L is the length of the cable,

v utgjør pulsens utbredelseshastighet langs kabelen, og, v is the propagation velocity of the pulse along the cable, and,

T er forskjell i tidspunkter mellom ankomsten av de to pulser ved henholdsvis punktene A og B. T is the difference in time between the arrival of the two pulses at points A and B respectively.

Man vil vanligvis foretrekke å huske den ende av kabelen som den første puls ankommer ved, enten ved å anvende de to formler like overfor det som måtte være anvendelig, enten ved hjelp av tallberegninger ved bruk av en kal-kulator, eller ved hjelp av telegrafisk overføring. One will usually prefer to remember the end of the cable at which the first pulse arrives, either by applying the two formulas as applicable, either by numerical calculations using a calculator, or by telegraphic transfer.

I sistnevnte tilfelle kunne man f.eks. benytte en oscillator med en frekvens som er representativ for tidskonstanten for den piezoelektriske kabel, en regneenhet som er tilkoblet denne oscillator, en monostabil enhet som er forbundet med hver av kabelendene og omfattende en tidskonstant som representerer gangtiden for en puls fra den ene ende av kabelen til den annen, og ved hjelp av organer for å beregne oscillatorens pulser, det hele avhengig av hvorvidt de to monostabile enheter har verdien 1, eller hvorvidt den ene eller minst den ene monostabile enhet har verdien 1, hvoretter den første puls blir detektert ved den ene eller den annen ende av kabelen. In the latter case, one could e.g. using an oscillator with a frequency representative of the time constant of the piezoelectric cable, a computing unit connected to this oscillator, a monostable unit connected to each of the cable ends and comprising a time constant representing the travel time of a pulse from one end of the cable to the other, and by means of means for calculating the oscillator's pulses, all depending on whether the two monostable units have the value 1, or whether one or at least one monostable unit has the value 1, after which the first pulse is detected by the one or the other end of the cable.

På denne måte kan man vise innholdet i regneenheten som representerer direkte avstanden fra påvirkningspunktet til en forhåndsbestemt ende av kabelen, under reserva-sjon av passende valg av oscillatorens frekvens og tidskonstanten hos de monostabile enheter. In this way, one can display the contents of the calculation unit which directly represents the distance from the impact point to a predetermined end of the cable, subject to appropriate selection of the oscillator's frequency and the time constant of the monostable units.

Man vil i det følgende som et ikke-begrensende eksempel beskrive en realisasjonsmåte som er spesiell for oppfinnelsen, under henvisning til de vedføyde skjematiske tegningsfigurer. Figur 1 er et skjematisk riss som viser prinsippet ved anordningen ifølge oppfinnelsen. Figur 2 er et elektronikk-kretsskjerna for anordningen iføl-ge figur 1. Figurene 3 og 4 representerer de signaler som fremkommer ved kretsen ifølge figur 2 når der påføres et slag på den piezoelektriske kabel, henholdsvis ved et sted i nærheten av A eller i nærheten av B. In the following, as a non-limiting example, a method of realization that is particular to the invention will be described, with reference to the attached schematic drawings. Figure 1 is a schematic diagram showing the principle of the device according to the invention. Figure 2 is an electronic circuit core for the device according to Figure 1. Figures 3 and 4 represent the signals that appear at the circuit according to Figure 2 when a blow is applied to the piezoelectric cable, respectively at a location near A or near B.

Ved den utførelsesform som er vist på figur 1, omfatter denne en piezoelektrisk kabel 1 som er skjematisk frem-stilt ved to kabler 2 og 3 som er adskilt ved hjelp av et piezoelektrisk materiale 4. Lederne 2 og 3 er forbundet med hver sin ende via en elektronisk enhet 5, f.eks. av den type som er vist på figur 2. In the embodiment shown in Figure 1, this comprises a piezoelectric cable 1 which is schematically produced by two cables 2 and 3 which are separated by means of a piezoelectric material 4. The conductors 2 and 3 are connected at each end via an electronic device 5, e.g. of the type shown in figure 2.

Kabelen 1 kan være åpen, slik den er vist på figur 1, eller være lagt sammen under tildannelse av en buktning med sine to ender ved nivået for enheten 5. The cable 1 can be open, as shown in figure 1, or folded together to form a bend with its two ends at the level of the unit 5.

Endene for den ene av lederne er representert på figur 2. Hver av disse ender er innrettet til å føres inn i en OG-port, henholdsvis 6a og 6b, hvis utganger blir benyttet til å initiere vippene R/S, 7a og 7b. Utgangen fra vippen 7a blir etter invertering tilkoblet inngangen til porten 6b, og på lignende måte blir utgangen fra vippen 7b tilkoblet, etter invertering, til inngangen til porten 6a. The ends of one of the conductors are represented in Figure 2. Each of these ends is arranged to be fed into an AND gate, 6a and 6b respectively, the outputs of which are used to initiate flip-flops R/S, 7a and 7b. After inversion, the output from the flip-flop 7a is connected to the input to the gate 6b, and in a similar way, the output from the flip-flop 7b is connected, after inversion, to the input to the gate 6a.

Signalene A og B blir på lignende måte tilkoblet inngangen til henholdsvis den monostabile enhet 8a og 8b. Dersom L betegner lengden av kabelen, og v utgjør ut-bredelseshastigheten av en puls langs denne kabel, kan man som tidskonstant for den monostabile enhet angi verdien 7"= L/v. The signals A and B are similarly connected to the input of the monostable unit 8a and 8b respectively. If L denotes the length of the cable, and v is the propagation speed of a pulse along this cable, the time constant for the monostable unit can be set to the value 7"= L/v.

Utgangene fra de monostabile elementer 8a og 8b blir på den ene side tilført inngangen til en OG-port 9, og på den annen side til inngangen til ELLER-port 10. The outputs from the monostable elements 8a and 8b are fed on the one hand to the input of an AND gate 9, and on the other hand to the input of OR gate 10.

Utgangen fra porten 9 på lignende måte som utgangen fra vippen 7a blir tilført inngangen til en OG-port 11, mens utgangen fra porten 10 på lignende måte som utgangen fra vippen 7b blir tilkoblet inngangen til en OG-port 12. The output from the gate 9 in a similar way to the output from the flip-flop 7a is fed to the input of an AND gate 11, while the output from the gate 10 in a similar way to the output from the flip-flop 7b is connected to the input to an AND gate 12.

Utgangen fra portene 11 og 12 er tilkoblet inngangen til en ELLER-port 13, hvorfra utgangen er tilkoblet inngangen til ELLER-port 14, mens den annen inngang mottar utgangen fra en oscillator 15 med frekvens f = v/2. The output from gates 11 and 12 is connected to the input to an OR gate 13, from which the output is connected to the input to OR gate 14, while the other input receives the output from an oscillator 15 with frequency f = v/2.

Sluttelig blir utgangen fra porten 14 benyttet til å initiere en teller 16. Finally, the output from gate 14 is used to initialize a counter 16.

Dersom man nå antar at et sjokk blir påført kabelen 1 ved punktet som ligger nærmere A enn B, vil pulsene opptre suksessivt ved A og ved B, hvilket er representert på figur 3, og da med en tidsdifferanse T. If one now assumes that a shock is applied to cable 1 at the point which is closer to A than B, the pulses will occur successively at A and at B, which is represented in figure 3, and then with a time difference T.

Den puls som ankommer ved A, fremskaffer en vippefunksjon hos vippen 7a som forhindrer på sin side enhver ytre vippefunksjon av vippen 7b ved hjelp av porten 6b. The pulse arriving at A produces a flip-flop function of the flip-flop 7a which in turn prevents any external flip-flop function of the flip-flop 7b by means of the gate 6b.

Som et resultat vil utgangen fra porten 13 innta den samme verdi som utgangen fra porten 11, dvs. MA.MB eller MA og MB utgjør utgangene fra henholdsvis de monostabile elementer 8a og 8b. As a result, the output from gate 13 will take the same value as the output from gate 11, i.e. MA.MB or MA and MB constitute the outputs from the monostable elements 8a and 8b respectively.

Figur 3 anskueliggjør signalene MA, MB og MA.MB. Man konstanterer at telleren 16 vil telle N]_ pulser som fremkommer fra oscillatoren med: Figure 3 shows the signals MA, MB and MA.MB. It is established that the counter 16 will count N]_ pulses arising from the oscillator with:

Nx= f (T-T)Nx= f (T-T)

på den annen sideon the other hand

Man kan nå slutte seg til: You can now join:

= CjA = CjA

På samme måte som ved tilfellet hvor et sjokk finner sted ved punktet C2som ligger nærmere B enn A, vil de pulser som ankommer linjene A og B, være av den art som er representert på figur 4, og er adskilt ved tidsinterval-let: In the same way as in the case where a shock takes place at point C2, which is closer to B than A, the pulses arriving at lines A and B will be of the type represented in figure 4, and are separated by the time interval:

I dette tilfelle vil bare vippen 7b stille seg i tilstand 1 på lignende måte som utgangen fra porten 13 vile ha samme verdi som utgangen fra porten 12, dvs MA + MB. In this case, only the flip-flop 7b will be in state 1 in a similar way as the output from gate 13 will have the same value as the output from gate 12, i.e. MA + MB.

Telleren 16 vil følgelig telle N2pulser som fremskaffes av oscillatoren 15, nemlig The counter 16 will consequently count N2 pulses which are produced by the oscillator 15, namely

N2= f Ct + T)N2= f Ct + T)

det vil si:that is to say:

N2= C2A N2 = C2A

Man kan følgelig konstatere at når et sjokk blir påtrykt kabelen 1, vil telleren 16 alltid telle et antall pulser som er lik avstanden mellom sjokkpunktet og punktet A. It can therefore be established that when a shock is applied to the cable 1, the counter 16 will always count a number of pulses equal to the distance between the shock point and point A.

Diverse varianter og modifikasjoner vil umiddelbart for-ståes utover den foreliggende beskrivelse, og disse modifikasjoner er ikke ment å fravike den foreliggende opp-finnelses omfang. Various variants and modifications will immediately be understood beyond the present description, and these modifications are not intended to deviate from the scope of the present invention.

Claims

1. Device for border crossing point localization of a moving object, characterized in that the device comprises a piezoelectric cable (1), which is arranged to be located along said border, means (8a, 8b) for detecting a pulse at each end of the cable, means (9, 10) for measuring the time between the arrival of pulses at one end of the cable, the arrival of pulses at the other end of the cable, and means (15, 16) for deriving this exceedance point on the basis of the time difference.

2. Device as stated in claim 1, characterized in that the device comprises means (7a, 7b) for remembering the end of the cable at which the first pulse arrives.

3. Device as stated in claim 2, characterized in that the device comprises an oscillator (15) with a frequency that represents the time constant for the piezoelectric cable, a counter (16) which is connected to the oscillator (15), a monostable unit (8a, 8b) which is connected to each end of the cable, and comprises a time constant which is representative of the propagation time for a pulse from one end of the cable to the other, as well as means (7a, 7b, 9-13) for counting the oscillator pulses, with the two monostable units assuming the value 1, or below which count at least one of the two monostable units has the value 1, according to which the first pulse is detected at one or the other end of the cable.