WO1998004931A1

WO1998004931A1 - Verfahren und vorrichtung zur sichtweitenmessung

Info

Publication number: WO1998004931A1
Application number: PCT/DE1997/001553
Authority: WO
Inventors: Klaus Winter; Heins-Erdam Bolhagen; Berthold Wocher
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 1998-02-05
Also published as: TW371326B; DE19629713A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sichtweitenmessung, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit folgenden Schritten: Aussenden eines räumlich begrenzten, eine erste optische Achse aufweisenden Lichtsignals; Empfangen des Rückstreulichts des ausgesendeten Lichtsignals im räumlich begrenzten, eine zweite optische, zur ersten optischen Achse geneigt verlaufende und diese schneidende Achse aufweisenden Bereich.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Sichtweitenmessunσ

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sichtweitenmessung gemäß der unabhängigen Patentansprüche.

Es ist bekannt, daß Autofahrer im Nebel -meist unbewußt- zu schnell fahren, so daß die vorhandene Sichtweite den Anhalteweg unterschreitet. Hierdurch werden häufig sehr schwere Auffahrunfälle verursacht. Fahrzeugtaugliche Einrichtungen, die eine Sichtweiten esεung durchführen, sind bisher nicht bekannt. Es gibt lediglich ortsfeste Geräte, die in der Verkehrstechnik oder auf Flughäfen eingesetzt werden, die eine aufwendige Konstruktion besitzen und im Hinblick auf ihre Funktionsweise für den mobilen Bereich ungeeignet erscheinen. Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Sichtweitenmes- sung ist sehr einfach durchfuhrbar und eignet sich insbesondere für den mobilen Einsatz, wobei die Erfindung jedoch nicht hierauf beschrankt ist, sondern auch stationär Anwendung finden kann. Dadurch, daß das Aussenden eines raumlich begrenzten, eine erste optische Achse aufweisenden Lichtsignals erfolgt und dessen Ruckstreulicht empfangen wird, wobei der Empfang in einem raumlich begrenzten, eine zweite optische, zur ersten optischen Achse geneigt verlaufende und diese schneidende Achse aufweisenden Bereich durchgeführt wird, lassen sich von der Umgebung ausgehende Störungen, die das Meßergebnis beeinflussen können, eliminieren. Auf diese Art und Weise wird das Meßergebniε lediglich durch das Schnittvolumen beeinflußt, das ein begrenztes Detektionsvolumen bildet. Unter Schnittvolumen ist der Raum zu verstehen, der vom Kreuzungsbereich des ausgesandten Lichtsignals und dem "Empfangsεtrahl" gebildet wird. Unter "Empfangsεtrahl" ist der vom Empfangssensor sensierte Bereich zu verεtehen. Das Vorstehende soll nochmals mit anderen Worten ausgedruckt werden: Es erfolgt das Aussenden eines raumlich begrenzten Lichtsignalε, wobei unter "raumlich begrenzt" eine radiale Begrenzung relativ zur (ersten) optischen Achse des ausgesandten Lichtstrahls verstanden wird. Wenn im Zuge dieser Anmeldung das Wort Licht beziehungsweise Lichtsignal usw. verwendet wird, so bedeutet dies nicht, daß das Licht im sichtbaren Bereich liegen muß. Vielmehr ist es möglich, auch nicht für das menschliche Auge sichtbare Wellenlangen zu benutzen. Dieser ausgeεandte Licht- εtrahl wird sensiert, indem mittels eines Empfangs- εtrahls geneigt zur ersten optischen Achse in den ausgesandten Lichtstrahl "hineinsensiert" wird. Dieses Sensieren erfolgt ebenfalls auf begrenztem Raum, nämlich entsprechend einem Strahl, der die Empfangscharakteristik des Empfangers darstellt. Dort wo sich der Lichtstrahl mit dem Empfangsstrahl kreuzt, ist das bereits erwähnte Schnittvolumen ausgebildet, das heißt, innerhalb dieses Volumens wird das Ruckstreulicht vom Empfanger aufgenommen und steht als Maß für die Sichtverhaltnisse zur Verfugung. Die Sichtverhaltnisse sind im wesentlichen vom Wetter abhangig, wobei jedoch auch techni- εche Gegebenheiten, zum Beispiel Baustaub oder auch naturbedingte Erscheinungen, zum Beispiel aufgewirbelter Sand, die Sichtverhaltnisεe beeinflussen können. Im Bereich der wetterbedingten Sichtbeein- flussungsgroßen ist an erster Stelle der Nebel, jedoch auch Regen, Schnee usw. zu nennen. Wesentlich ist bei der Erfindung somit, daß die beiden optischen Achsen, nämlich die des Empfangers und die des Senders geneigt zueinander verlaufen, das heißt, sie bilden zwischen sich einen Schielwinkel aus, so daß das Schnittvolumen an einer Stelle angeordnet werden kann, die unbeeinflußt ist von äußeren Störungen. Betrachtet man beispielsweise den Einsatz im Kraftfahrzeug, so wird das Schnittvolumen durch entsprechende Ausrichtung der beiden optischen Achsen derart gelegt, daß es sich vor dem Fahrzeug befindet. Vorzugsweise soll der Abstand zu Sender/Empfanger nicht weniger als 30 Zentimeter und maximal 6 Meter betragen. Der seitliche Abstand zur Detektionszone sollte Objekte, die sich auf der Nachbarfahrspur oder am Straßenrand befinden, nicht erfassen, das heißt, die Detektionszone sollte nicht breiter als das Fahrzeug sein. In vertikaler Richtung darf die Motorhaube des Fahrzeugs und die Straßenoberflache nicht erfaßt werden. Auch Brücken oder dergleichen dürfen nicht im Bereich der Detektionszone liegen, da die vorstehend genannten Umstände stets zu einer Beeinflussung des Meßergebnisses fuhren wurden, so daß zum Beispiel fälschlicherweise Nebel detektiert wird, obwohl kein Nebel vorhanden ist. Dadurch, daß die beiden optischen Achsen von Sender und Empfanger geneigt zueinander verlaufen, können Sender und Empfanger relativ nah beieinander angeordnet werden, was den Vorteil einer einfachen Bauform bietet. Ferner ist das Gesamtgerat als Einheit ausbildbar, das heißt, es muß nicht raumlich getrennte Sender und Empfanger haben.

Wahrend beim vorstehend erwähnten Verfahren beziehungsweise der zugehörigen Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann, eine raumliche, das heißt also geometrische Begrenzung hinsichtlich des Lichtsignals und des empfangenden Signals (Abtastbereich) durchgeführt wird, ist zusatzlich oder alternativ ein weiteres Verfahren zur Sichtweitenbegrenzung möglich, bei dem ein Lichtsignal zeitlich begrenzt ausgesendet wird. Dieses Lichtsignal wird als Ruckεtreulicht empfangen, wobei daε Empfangen innerhalb eines begrenzten und damit die Laufzeit deε Lichtε berücksichtigenden und insoweit das Detektionsvolumen begrenzenden Zeitfensters erfolgt. Wird zum Beispiel Licht mit kurzen Lichtimpulsen (beispielsweise Impulsdauer 10 ns) emittiert und εich daraus ergebende Empfangsεignale (Rückstreulicht) in einem Zeitfenster von beispielsweise 20 ns bis 40 ns ausgewertet, so kann aufgrund der zeitlichen Gegebenheiten nur eine begrenzte radiale Ausbreitung des Lichtes wegen der Laufzeit erfolgt sein, das heißt, es trägt nur Streulicht eineε Entfernungsintervalls von beispielsweise 3 Meter bis 6 Meter zum empfangenden Meßsignal bei. Auf diese Art und Weise sind ebenfalls die vorstehend erwähnten Störungen, die beispielsweise durch Vorausfahrzeuge, Schilder, Leitpfosten, Brücken, Tunneldecken und Straßenoberflachen usw. ausgehen können, eliminiert. Sofern man den Detektionsbereich nicht unter 30 Zentimeter beginnen laßt, werden auch Storein- flußgroßen des eigenen Fahrzeugs, beispielsweise aufgrund der Windschutzscheibe, des Scheibenwischers usw. nicht wirksam.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß innerhalb der Zeit, in der kein Lichtsignal ausgesendet wird, Umgebungslicht zur Bestimmung der Lichtkontrastver- haltnisse empfangen wird, wobei mit dem ermittelten Ergebnis die Sichtweitenmessung beeinflußt werden kann, das heißt, es erfolgt eine Korrektur, so daß Storeinflußgrößen aufgrund ungunstiger Lichtkontrastverhältnisse eliminiert sind.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der ausge- εandte Lichtεtrahl ein εich mit vergrößerndem Ab- εtand von dem Lichtsender kegelförmig aufweitender Strahl ist und daß der Empfangsstrahl ein sich mit vergrößerndem Abstand vom Lichte pfanger kegelförmig aufweitender Strahl ist, der den Detektionsbereich definiert. Wenn im Zuge dieser Anmeldung daε Wort "kegelförmig" benutzt wird, so sagt dies nichts über die Grundflache des Kegels aus, die kreisförmig, quadratisch usw. sein oder auch unregelmäßige Gestalt besitzen kann. Bevorzugt wird jedoch eine Kegelform mit kreisförmiger Grundfläche. Alternativ ist auch die Verwendung von Parallelstrahlen möglich.

Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn Lichtsender und Lichtempfanger hinter der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, so daß sie äußeren Einflüssen weiteεtgehend entzogen εind. Wenn sie im Wiεcherfeld der Windschutzscheibe angeordnet sind, wirken sich Verschmutzungen der Scheibe nicht auf das Meßergebnis aus, wenn der Fahrer des Fahrzeugs aufgrund der Scheibenverschmutzung die Wischer betätigt. Hiervon ist unter Berücksichtigung normaler Fahrpraxis auszugehen.

Bei einem mobilen Einsatz der Erfindung im Kraftfahrzeug ist bevorzugt vorgesehen, daß das Ergebnis der objektiven Sichtweitenbestimmung zusammen mit der Fahrgeschwindigkeit verwendet wird, um aus beiden Größen ein Signal abzuleiten, daε den Fahrer warnt, wenn er -aufgrund schlechter Sichtverhältnisse- zu schnell fährt.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Zeichnung:

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Figur 1 zeigt einen Abεchnitt eines Kraftfahrzeugs, aus dessen Frontscheibe ein Lichtstrahl zur Sichtweitenmesεung austritt,

Figur 2 das Fahrzeug der Figur 1 von oben gegesehen,

Figur 3 eine schematische Schnittansicht durch eine Vorrichtung zur Sichtweitenmessung,

Figur 4 eine Vorderansicht auf die Vorrichtung der Figur 3 ,

Figur 5 eine Vorrichtung zur Sichtweitenmessung nach einem anderen Ausführungsbeispiel,

Figur 6 eine Vorderansicht auf die Vorrichtung der Figur 5,

Figur 7 eine schematische Darstellung des austretenden Lichtsignals sowie der Meßzone der Vorrichtung gemäß Figur 3,

Figur 8 ein Blockdiagramm zum Verfahren der Sichtweitenmessung,

Figur 9 eine schematisch dargestellte elektronische Schaltung zur Durchführung des Verfahrens der Sichtweitenmessung mit räumlich begrenztem Lichtsignal und räumlich begrenzter Meßzone und Figur 10 eine schematisch dargestellte elektronische Schaltung (teilweise als Blockdiagramm) zur Durchführung des Verfah- fahrens der Sichtweitenmessung mit zeitlich begrenztem Lichtsignal und zeitlich begrenztem Empfang des Streulichts.

Die Figur 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, aus dessen Windschutzεcheibe 2 ein Lichtεignal 3 austritt. Aus der Figur 2 ist ersichtlich, daß das alε gebündelter Strahl 4 auεtretende Licht im Hinblick auf die Fahrtrichtung (Pfeil 5, Geradeausfahrt) schräg nach rechts geneigt ist, also zur Geradeausf hrt des Kraftfahrzeugs 1 leicht unter einem Winkel im Uhrzeigersinn verschwenkt austritt. Mit dem Bezugszei- chen 6 ist ein Empfangsstrahl gekennzeichnet, wobei unter "Empfangsstrahl" die Raumzone verstanden wird, die den Empfangsbereich 7 eines Empfängers darstellt, der εich innerhalb des Kraftfahrzeugs 1 befindet. In der Draufsicht der Figur 2 ist erkennbar, daß sich der Strahl 4 des Lichtsignals 3 in einem Schnittvolumen 8 mit dem Empfangsεtrahl 6 trifft. Das heißt, hier liegen ϋberεchneidungen der beiden Strahlen vor, wobei das so gebildete Schnittvolumen 8 die Meßzone darstellt, in der vom Lichtsignal stammendes Rückstreulicht erfaßt wird. Dieses Rückstreulicht entsteht im Falle von Nebel durch feine Wassertröpfchen, die εich in der Luft befinden. Es entsteht quasi der gleiche Effekt, der den Fahrer in seiner Sicht behindert und teilweise sogar blendet, wenn er nachts mit eingeschalteten Scheinwerfern im Nebel fährt. Allerdings handelt es sich im Gegensatz zu den erwähnten Scheinwerfern im Falle des ausgesandten Lichtsignalε 3 vorzugεweise um Infrarotlicht (IR-Licht) im für das menschliche Auge nicht εichtbaren Bereich. Das Schnittvolumen 8 kommt deshalb zustande, weil der Empfangsstrahl 6 im Hinblick auf die Geradeausfahrt (Pfeil 5) des Fahrzeugε entgegen dem Uhrzeigerεinn geneigt verläuft. Gegenüber der Horizontalen verlaufen die Strahlen 4 und 6 leicht εchräg nach oben (Figur 1) .

Die Figur 3 zeigt eine Vorrichtung, die der Bestimmung der Sichtweite dient und die das vorstehend beschriebene Lichtsignal 3 erzeugt sowie im Bereich des Empfangsstrahls 6 die Ermittlung des Ruckstreulichts vornimmt. Die nur sche atisch dargestellte Vorrichtung 9 weist ein trapezförmiges Gehäuse 10 auf, das eine Ruckwand 11 und zwei jeweils unter einem Winkel dazu geneigt verlaufende Seitenwande 12 aufweist. An der Vorderwand 13 des Gehäuses sind zwei Linsen 14, 15 angeordnet. Das Gehäuse 10 wird mittig mittels einer Trennwand 16 geteilt, auf der ein Lichtsender 17 auf der einen Seite und ein Lichtempfänger 18 auf der anderen Seite angeordnet ist. Das vom Lichtsender 17 ausgehende Licht trifft auf die verspiegelte Innenεeite 19 der zugehörigen Seitenwand 12 und gelangt dann durch die Linse 15 nach außen. Das ausgesandte Licht wird aufgrund der herrschenden Wetterverhältnisse, beispielsweise aufgrund von Nebel teilweise reflektiert. Dieseε Rückεtreulicht 20 passiert die Linse 15, wird von der verspiegelten Innenseite 21 der zugehörigen Seitenwand reflektiert und gelangt zum Lichtempfan- ger 18. In den Figuren 5 und 6 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel einer Vorrichtung 9 gezeigt, die sich gegenüber dem Ausfuhrungsbeispiel der Figuren 3 und 4 lediglich im Hinblick auf die Ausbildung der Sei- tenwande 12 und bez glich der Anordnung von Lichtsender 17 und Lichtempfanger 18 unterscheidet. Ferner weist das Ausfuhrungsbeispiel der Figuren 5 und

6 keine Linsen 14, 15 auf. Beidseitig der Trennwand 16 sind -beim Ausfuhrungsbeispiel der Figuren 5 und 6- wiederum Lichtsender 17 und Lichtempfanger 18 installiert, wobei diese beiden Bauteile einen stumpfen Winkel ß zueinander bilden, so daß ihre optischen Achsen 22 und 23 auf die Seitenwande 12 zeigen, welche Parabolspiegel-Ausschnitte an ihren Innenseiten 19, 21 bilden. Auf diese Art und Weise wird das von dem Lichtsender 17 ausgesandte Licht entsprechend gebündelt und nach der Reflektion an der parabolspiegelartigen Seitenwand 12 nach außen durch die mit Durchtrittsoffnung versehene Frontwand 13 geleitet. Entsprechendes gilt für das Ruckstreulicht, das durch eine Öffnung in das Innere des Gehäuses 10 eintritt, dort vom Parabolspiegel- Ausschnitt an der Innenseite 21 der Seitenwand 12 gebündelt wird und auf den Lichtempfanger 18 trifft. Anstelle der Durchbruche in der Vorderwand 13 ist es auch möglich, dort durchsichtige Bereiche, zum Beispiel Glaεscheiben oder dergleichen, zu installieren.

Die Anordnung der Vorrichtung der Figuren 3 und 4 ist derart getroffen, daß sich die Verhaltnisεe gemäß Figur 7 einstellen. Entsprechendeε gilt für das Ausfuhrungsbeispiel der Figuren 5 und 6. Der Figur

7 ist zu entnehmen, daß das austretende Lichtsignal 3 einen gebündelten Strahl 4 bildet, der eine erste optische Achse 24 aufweist. Es handelt sich dabei um einen sich kegelförmig aufweitenden Strahl 4, der εich mit zunehmendem Abεtand von der Linεe 15 aufweitet (Winkel α) . Ferner iεt erkennbar, daß der Strahl 4 gegenüber einer auf der Vorderwand 13 ste- henden Normalen (dies entspricht dem Pfeil 5 in Figur 2) geneigt verlauft, wobei der Neigungswinkel in Figur 7 mit δ/2 angegeben ist. Entsprechende Verhaltnisse liegen beim Empfangsstrahl 6 vor. Dieser besitzt eine zweite optische Achse 25, die gegenüber der Normalen auf der Vorderwand 13 ebenfalls um den Winkel 6/2 geneigt verlauft, so daß beide optischen Achsen 24, 25 den Winkel δ einschließen, also einen Schielwinkel besitzen. Der Empfangsstrahl 6 weitet sich -ausgehend von der Linse 14- ebenfalls mit zunehmender Entfernung auf, das heißt, es handelt sich auch hier um einen kegelförmigen Strahl mit dem Winkel . Aufgrund der aufeinanderzu geneigten Strahlen 4 und 6 ergibt sich das Schnittvolumen 8, das in der Figur 7 schraffiert dargestellt ist. Im Bereich des Schnittvolumens 8 wird der von dem Lichtsensor 17 erzeugte Strahl 4 von der die Empfangscharakteri- stik des Lichtempfängers 18 charakterisierenden Empfangsstrahl 6 abgetastet. Es ergeben sich zwischen den beiden Strahlen die Schnittpunkte x_Q, x^, x₂ und x₃ , wobei die größte seitliche Ausdehnung deε Schnittvolumenε 8 mit D gekennzeichnet ist. Der Figur 7 ist ferner zu entnehmen, daß der Lichtsender in einem Basisabstand B zum Lichtempfanger liegt, sofern man die Linsen 15 und 14 im Zuge dieser Betrachtung als ausεendende beziehungsweise empfangende Organe ansieht. Alε Lichtsenεor 17 wird vorzugεweise eine Lumineszenzdiode eingesetzt, deren IR-Licht mit einer Frequenz von 10 bis 100 kHz rechteckför ig in der Helligkeit moduliert ist. Als Lichtempfanger 18 kommt vorzugsweise eine PIN-Fotodiode zum Einsatz. Der Lichtempfänger 18 ist an einen Vorverstärker angeschlossen, an dessen Ausgang eine Signalspannung in Abhängigkeit von der Amplitude des rückgeεtreuten Lichtε einstellt, die anschließend synchron mit dem Sendesignal demoduliert und mit einem Tiefpaß (Grenzfrequenz < 1 Hz) gefiltert wird. Dieser Empfänger wertet daher sehr selektiv und nur solches Streulicht aus, das vom Lichtsensor 17 stammt, wobei ferner Sorge dafür zu tragen ist, daß εich das Schnittvolumen 8 nur in einem durch äußere Parameter nicht verfälschten Bereich befindet, wie es εich beiεpielεweiεe aus der Darstellung der Figuren 1 und 2 ergibt. Es ist ein relativ kurzer Bereich vor der Windschutzscheibe erfaßt, so daß vorwegfahrende Fahrzeuge unberücksichtigt bleiben. Ferner liegen Motorhaube, Straßenbelag oder seitlich des Fahrzeugs befindliche Bereiche ebenfalls nicht im Schnittvolumen 8, so daß tatsachlich nur Reflektio- nen ausgewertet werden, die von die Sicht beein- fluεεenden Parametern stammen.

Zusätzlich oder alternativ zu dieser vorstehend beschriebenen geometrischen Begrenzung bei der Ermittlung der Sichtweite kann auch mittels einer Zeitbegrenzung sichergestellt werden, daß keine Störgrößen bei der Messung erfaßt werden. Dies erfolgt dadurch, daß der Lichtsensor 17 kurze Lichtimpulse (Impulsdauer 10 ns) emittiert und dadurch ausgelöεte Empfangsεignale nur in einem begrenzten Zeitfenεter (20 ns bis 40 ns) ausgewertet werden. Wegen der Laufzeit des Lichts tragt dann nur Streulicht zum Ergebnis bei, das in einem Empfangsintervall bestimmter Große, beispielsweise 3 Meter bis 6 Meter liegt, wobei auch eine radiale Begrenzung aufgrund der Lichtlaufzeit besteht. Als Lichtsender 17 kommt in diesem Falle eine CW- oder eine Impulε- laserdiode in Frage. Bei dieser Losung, bei der vorzugsweiεe Lichtεtrahl und Meßstrahl in radialer Richtung kontrolliert werden, also ebenfalls eine geometrische Begrenzung verwendet wird, ist es möglich, in Abweichung von den bisher beschriebenen konstruktiven Ausgestaltungen für den Sender und den Empfanger das gleiche Objektiv zu benutzen. Der Basisabstand B zwischen Sender und Empfanger (siehe Figur 7) kann entfallen, so daß die gesamte Vorrichtung 9 kleinere geringere Abmessungen aufweist.

Bei der Durchfuhrung des Meßverfahrens aufgrund einer geometrischen Begrenzung der Strahlen gemäß der Ausfuhrungεbeiεpiele der Figuren 3 biε 6 haben εich -gemäß Figur 7- folgende Parameter als gunstig erwiesen:

Basiεabεtand zwischen Sender und Empfanger: B = 0,12

Divergenzwinkel α = 4,2°

Schielwinkel δ = 5,6°

Brennweite der Linεen f = 66 mm

Durchmesser der Linsen d = 33 mm x₀ = 0 , 7 m

x₂ = 5 , 1 m

χ_λ = 1 , 23 m

D = 0 , 09 m

Die Figur 8 erläutert die Funktionsweiεe des Verfahrens mit geometrischer Begrenzung anhand eines Blockschaltbildes. Der Lichtsenεor 17 ist an eine Sendeendstufe 26 angeschloεεen, die mit einem Oszillator 27 in Verbindung εteht. Der Oszillator betätigt über eine gestrichelt dargestellte Wirkverbindung 28 einen (elektronischen) Schalter 29, der mit einem Empfangsverstarker 30 in Verbindung steht, welcher an den Lichtempfanger 18 angeschlossen ist. Der Schalter 29 fuhrt zu einem Sichtweitensignal-Integrator 31, dessen Ausgang zu einer Auεwerteeinheit 32 fuhrt. Die Wirkverbindung 28 betätigt einen weiteren elektronischen Schalter 33, der zu einem Monitor-Empfangsverstarker 34 fuhrt und der mit einem Streulicht-Integrator 35 verbunden ist. Ferner ist ein Umgebungshelligkeits-Inte- grator 36 vorgesehen, der über die Schalter 29, 33 -in Abhängigkeit von der Schaltεtellung- an den Empfangsverstarker 30 und den Monitorempfangsver- εtarker 34 angeεchlossen wird. Die Ausgange von Streulicht-Integrator 35 und Umgebungshelligkeit- Integrator 36 fuhren ebenfalls zur Auswerteeinheit 32. Auch die Sendeendstufe 26 ist an die Auεwerteeinheit 32 angeschlossen. Im Betrieb sendet die Sendeendstufe 26 das Lichtsignal 3 aus, von dem Re- flektionεlicht von dem Lichtempfanger 18 aufgenommen und über Empfangεverstarker 30 sowie Sichtwei- tensignal-Integrator 31 der Auswerteeinheit 32 zugeführt wird. Um die Umgebungshelligkeit zu erfaε- sen, die eine Auswirkung auf das Ergebnis der Sichtweitenmessung hat, wird jeweils in der Austastlucke deε Lichtεenderε 17 mittels der Schalter 29 und 33 auf den Umgebungεhelligkeits-Integra- tor 36 umgeschaltet, der die Umgebungshelligkeit mittels des Lichtempfangers 18 erfaßt. Der Monitor- Empfangsverstarker 34 steht mit einem weiteren Lichtempfanger 37 in Verbindung, der das Streulicht der Sendelinse (Linse 15) erfaßt. Hierdurch ist es möglich, Leistungsεchwankungen der Sendediode (zum Beispiel temperaturbedingt) auszuschalten und auch eine Verschmutzung der Optik (zum Beispiel Verschmutzung der Windschutzscheibe) zu erfassen. Derartige Störungen wurden zu einer falschen Ermittlung der Sichtweite fuhren. Insofern erfolgt mittels des Monitor-Empfangsverstarkerε 34 und seinem Lichtempfanger 37 eine Vergleichsmessung, die bei der Auswertung berücksichtigt wird, so daß mögliche Fehler bei der Sichtweitenermittlung kompensiert werden.

Die Figur 9 zeigt einen näheren Schaltungsaufbau zum Ausfuhrungsbeispiel der Figuren 3 und 4 beziehungsweise 5 und 6. Mittels eines Rechteckoεzilla- tors 38 mit einer Frequenz von circa 11 kHz wird ein Transistor T-_j_ angesteuert, der den Lichtsender 17 betreibt. Der Lichtempfanger 18 ist über einen als Tiefpaß geschalteten Vorverstärker 39 an einen synchron von dem Rechteckoszillator 38 betriebenen Umschalter 40 angeschlosεen, dem ein Verεtarker 41 folgt, dessen Ausgang die Ausgangsspannung U_a zur Verfugung stellt, die verschiedene Anzeigeelemente 42, je nach ermittelter Sichtweite, anzeigt. Auf diese Art und Weise ist es beispielsweiεe möglich, zu bestimmen, daß die Sichtweite > 200 Meter, > 100 Meter, > 50 Meter beziehungsweise < 50 Meter ist.

Das Prinzipεchaltbild der Figur 10 zeigt eine Anordnung, bei der daε Verfahren der Sichtweitenbestimmung mittels Zeitbegrenzung erfolgt, das heißt, es werden kurze Lichtimpulse ausgeεtrahlt und nur innerhalb eines begrenzten Zeitfensters ausgewertet. Ein Laserdioden-Treiber 43 steuert den Lichtsensor 17 an, der kurze Lichti pulεe auεεtrahlt. Die Anεteuerung erfolgt mittels eines Oszillators 44 mit 1 MHz, 20 ns . Über eine Verzogerungsschal- tung 45 wird ein Umschalter 46 betrieben, der mit einem Vorverstärker 27 zusammenwirkt, in desεen Eingang der Lichtempfänger 18 liegt. Der Umschalter 46 führt über einen Verstarker 48 zu Anzeigeelementen 42.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Sichtweitenmesεung, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit folgenden Schritten:

Auεsenden eines räumlich begrenzten, eine erste op- tiεche Achεe aufweisenden Lichtsignalε,

Empfangen des Ruckεtreulichtε deε ausgesendeten Lichtsignals im räumlich begrenzten, eine zweite optische, zur ersten optischen Achse geneigt verlaufende und diese schneidende Achse aufweisenden Bereich.

2. Verfahren zur Sichtweitenmesεung, inεbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit folgenden Schritten:

Ausεenden eines zeitlich begrenzten Lichtsignals, Empfangen des Ruckstreulichts des ausgesendeten Lichtsignalε in einem begrenzten und damit die Laufzeit des Lichts berücksichtigenden sowie das Detektionsvolumen begrenzenden Zeitfenster.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Zeit, in der kein Lichtsignal ausgesendet wird, Umgebungslicht zur Bestimmung der Licht- kontraεtverhaltnisεe empfangen wird, wobei mit dem ermittelten Ergebniε das Ergebnis der Sichtweiten- messung beeinflußt wird.

4. Vorrichtung zur Sichtweitenmeεsung, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, vorzugsweise zur Durchführung eines der vorhergehenden Verfahren, mit einem Licht in gebündeltem Strahl abgebenden Lichtsender, wobei der Strahl eine erste optische Achse aufweist, und mit einem Ruckstreulicht des Lichtsenderε auffangenden Lichtempfanger, der eine bündelnde Empfangscharakteristik mit einer zweiten optischen Achse aufweist, wobei die erste und die zweite optische Achse geneigt zueinander verlaufen und sich schneiden.

5. Verfahren/Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Schnittpunkts der optischen Achsen und damit das den Detektionsraum bestimmende Schnittvolumen vom ausgesandten Lichtstrahl und Empfangsstrahl derart gewählt ist, daß nur beziehungsweise im wesentlichen die die Sicht bestimmenden Parameter, jedoch keine Fremdobjekte erfaßt werden.

6. Verfahren/Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgesendete Lichtstrahl ein sich mit vergrößerndem Abstand von dem Lichtεender kegelförmig aufweitender Strahl ist und daß der Empfangsstrahl ein sich mit vergrößerndem Abstand vom Lichtempfanger kegelförmig aufweitender Strahl ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender in einem Basisabstand entfernt zum Lichtempfanger angeordnet ist.

δ. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Lichtsender und Lichtempfanger hinter der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise im Wischerfeld der Windschutzscheibe, angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der getastete Lichtempfänger wahrend der Auεtaεtzeit des Licht- εenderε die Umgebungεhelligkeit zur Lichtkontrastbestimmung ermittelt und daß das Ergebnis der Lichtkontrastbeεtimraung zur Korrektur der ermittelten Sichtweite herangezogen wird.

10. Verfahren/Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Anεprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtweitenbestimmung und die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zur Erzeugung eines Signals verwendet werden, um den Fahrer bei hinsichtlich der Sichtweite zu hoher Fahrgeεchwindigkeit zu warnen.