DE19949803A1 - Abstandsmessvorrichtung - Google Patents
AbstandsmessvorrichtungInfo
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- G01S7/491—Details of non-pulse systems
- G01S7/493—Extracting wanted echo signals
Abstract
Ein Pseudozufallsrauschcode wird synchronisiert zu einem Referenztaktsignal erzeugt. Eine erste vorwärtsgerichtete elektromagnetische Welle wird als Reaktion auf den Pseudozufallsrauschcode gesendet. Eine erste Echowelle wird empfangen, welche durch Reflexion der ersten vorwärtsgerichteten elektromagnetischen Welle an einem Objekt bewirkt wird. Die empfangene erste Echowelle wird zu einem binären Signal gewandelt. Ein Wert einer Korrelation zwischen dem binären Signal und dem Pseudozufallsrauschcode wird wiederholt mit einer vorbestimmten Periode berechnet, die eine synchronisierte Beziehung zu dem Referenztaktsignal aufweist. Ein Zeitintervall, das die erste vorwärtsgerichtete elektromagnetische Welle und die erste Echowelle benötigen, um zu dem Objekt hin und von dem Objekt weg zu gehen, wird als Reaktion auf einen Zeitpunkt gemessen, zu welchem der berechnete Korrelationswert eine Spitze aufweist. Dann wird eine zweite vorwärtsgerichtete elektromagnetische Welle als Reaktion auf ein Sendepulssignal gesendet. Eine zweite Echowelle, die sich auf die zweite vorwärtsgerichtete elektromagnetische Welle bezieht, wird empfangen. Die empfangene zweite Echowelle wird in einem Empfangspulssignal gewandelt. Eine Verzögerungsschaltung verzögert das Sendepulssignal um eine Verzögerungszeit, die dem gemessenen Zeitintervall entspricht, um ein verzögertes Sendepulssignal zu erzeugen. Eine Phasendifferenz zwischen dem Empfangspulssignal und dem verzögerten Sendepulssignal wird mit ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abstandsmeßvor
richtung, die eine in Übereinstimmung mit einem Pseudozu
fallsrauschcode modulierte elektromagnetische Welle verwen
det.
Eine in ein Kraftfahrzeug eingebaute Spreizspektrums-
Abstandsmeßvorrichtung im Stand der Technik mißt den Ab
stand zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem vorderhalb
vorhandenen Zielobjekt, wie zum Beispiel einem vorderhalb
vorhandenen Fahrzeug, unter Verwendung einer in Überein
stimmung mit einem Pseudozufallsrauschcode modulierten
elektromagnetischen Welle. Genauer gesagt wird ein Strahl
einer elektromagnetischen Welle, deren Amplitude in Über
einstimmung mit einem Pseudozufallsrauschcode einer vorbe
stimmten Bitlänge moduliert ist, in eine Vorwärtsrichtung
bezüglich der Karosserie des eigenen Fahrzeugs abgegeben.
Ein Zeitpunkt des Sendens des Pseudozufallsrauschcodes mit
der elektromagnetischen Welle wird gespeichert. Die Vor
richtung im Stand der Technik empfängt einen Echostrahl,
der durch Reflexion des vorwärtsgerichteten elektromagneti
schen Wellenstrahls an einem vorderhalb vorhandenen Zielob
jekt bewirkt wird. Der empfangene Echostrahl wird zu einem
binären elektrischen Echosignal gewandelt. Es wird eine Be
rechnung hinsichtlich des Werts der Korrelation zwischen
dem binären elektrischen Echostrahl und dem Pseudozufalls
rauschcode durchgeführt, der für die Modulation der gesen
deten elektromagnetischen Welle verwendet wird. Ein Zeit
punkt, zu dem der berechnete Korrelationswert eine Spitze
aufweist, wird als ein Zeitpunkt des Empfangens des Pseudo
zufallsrauschcodes erfaßt, der in dem Echostrahl enthalten
ist. Die Vorrichtung im Stand der Technik berechnet den Ab
stand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorderhalb vor
handenen Zielobjekt aus dem Zeitintervall zwischen dem
Zeitpunkt des Sendens des Pseudozufallsrauschcodes und dem
Zeitpunkt seines Empfangens und ebenso aus der Geschwindig
keit der elektromagnetischen Welle.
Bei der Vorrichtung im Stand der Technik weist der
Pseudozufallsrauschcode eine Sequenz von Bits auf, deren
Anzahl vorbestimmt ist. Die Korrelationswertberechnung wird
mit einer Periode iteriert, die einem Bit des Pseudozu
fallsrauschcodes entspricht. Demgemäß wird das Zeitinter
vall zwischen dem Zeitpunkt des Sendens des Pseudozufalls
rauschcodes und dem Zeitpunkt seines Empfangens mit einer
Auflösung bestimmt, die einem 1-Bit-Zeitintervall bzw. ei
nem 1-Stück-Zeitintervall entspricht. Eine Auflösung des
gemessenen Abstands zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem
vorderhalb vorhandenen Zielobjekt hängt von der Auflösung
der Bestimmung des Zeitintervalls ab. In dem Fall, in dem
eine Taktfrequenz, deren Kehrwert einem 1-Bit-Zeitintervall
entspricht, gleich 20 MHz ist, ist die Auflösung des gemes
senen Abstands zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vor
derhalb vorhandenen Zielobjekt gleich 7,5 m.
Die Japanische veröffentlichte ungeprüfte Patentanmel
dung 5-312950 offenbart eine Abstandsmeßvorrichtung, welche
einen Maximallängencode-Generator beinhaltet. Eine Laser
diode erzeugt Laserlicht, das in Übereinstimmung mit einem
von dem Maximallängencode-Generator erzeugten Maximallän
gencode moduliert ist. Ein Strahl des Laserlichts wird zu
einem Objekt hin abgegeben. Die Vorrichtung der Japanischen
Patentanmeldung 5-312950 beinhaltet einen Phasenschieber,
welcher den Maximallängencode um verschiedene Werte inner
halb eines Zeitintervalls verschiebt, das einem Bit des Ma
ximallängencodes entspricht. Der Phasenschieber gibt eine
Mehrzahl von verschobenen Maximallängencodes aus. Die Vor
richtung der Japanischen Patentanmeldung 5-312950 beinhal
tet eine Photodiode, welche einen Echostrahl empfängt, der
durch die Reflexion des vorwärtsgerichteten Laserstrahls an
dem Objekt bewirkt wird. Die Photodiode wandelt den empfan
genen Echostrahl zu einem entsprechenden elektrischen Echo
signal. Die Werte der Korrelationen zwischen dem elektri
schen Echosignal und den verschobenen Maximallängencodes
werden berechnet. Der Abstand zu dem Objekt wird auf der
Grundlage der berechneten Korrelationswerte berechnet.
Die Japanische veröffentlichte ungeprüfte Patentanmel
dung 10-2963 offenbart eine Abstandsmeßvorrichtung, welche
eine in Übereinstimmung mit einem Pseudozufallsrauschcode
modulierte elektromagnetische Welle verwendet. Die Vorrich
tung der Japanischen Patentanmeldung 10-2963 beinhaltet ei
nen Korrelator, welcher ein Zeitintervall mißt, das kürzer
als ein 1-Stück-Zeitintervall bzw. ein 1-Bit-Zeitintervall
bezüglich des Pseudozufallsrauschcodes ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Abstandsmeßvorrichtung zu schaffen, die eine hohe Auflösung
aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch
1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird eine Abstandsmeßvorrichtung geschaffen, die eine Pseu
dozufallsrauschcode-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen ei
nes Pseudozufallsrauschcodes synchronisiert zu einem Refe
renztaktsignal, wobei der Pseudozufallsrauschcode eine vor
bestimmte Bitlänge aufweist; eine Sendeeinrichtung zum Sen
den einer ersten vorwärtsgerichteten elektromagnetischen
Welle, die in Übereinstimmung dem Pseudozufallsrauschcode
moduliert ist, der von der Pseudozufallsrauschcode-Erzeu
gungseinrichtung erzeugt wird; eine Empfangseinrichtung zum
Empfangen einer ersten Echowelle, die durch Reflexion der
ersten vorwärtsgerichteten elektromagnetischen Welle an ei
nem Objekt bewirkt wird, und zum Wandeln der empfangenen
ersten Echowelle zu einem binären Signal; eine Korrela
tions-Berechnungseinrichtung zum wiederholten Berechnen ei
nes Werts einer Korrelation zwischen dem binären Signal,
das von der Empfangseinrichtung erzeugt wird, und dem Pseu
dozufallsrauschcode, der für eine Modulation der ersten
vorwärtsgerichteten elektromagnetischen Welle von der Sen
deeinrichtung verwendet wird, mit einer vorbestimmten Pe
riode, die eine synchronisierte Beziehung zu dem Referenz
taktsignal aufweist; eine erste Zeitmeßeinrichtung zum Er
fassen eines Zeitpunkts, zu dem der Korrelationswert, der
von der Korrelations-Berechnungseinrichtung berechnet wird,
eine Spitze aufweist, und zum Messen eines Zeitintervalls,
das die erste vorwärtsgerichtete elektromagnetische Welle
und die erste Echowelle benötigen, um zu dem Objekt hin und
von diesem weg zu gehen, als Reaktion auf den erfaßten
Zeitpunkt; eine Sendepuls-Erzeugungseinrichtung zum Ausge
ben eines Sendepulssignals zu der Sendeeinrichtung, nachdem
das Zeitintervall von der ersten Zeitmeßeinrichtung gemes
sen worden ist, und zum Bewirken, daß die Sendeeinrichtung
eine zweite vorwärtsgerichtete elektromagnetische Welle
sendet, die in Übereinstimmung mit dem Sendepulssignal mo
duliert ist, wobei die Empfangsvorrichtung derart arbeitet,
daß sie eine zweite Echowelle empfängt, die durch Reflexion
der zweiten vorwärtsgerichteten elektromagnetischen Welle
an dem Objekt bewirkt wird, und die empfangene zweite
Echowelle zu einem Empfangspulssignal wandelt; eine Sende
puls-Verzögerungseinrichtung zum Verzögern des Sendepuls
signals, das von der Sendepuls-Erzeugungseinrichtung er
zeugt wird, um eine Verzögerungszeit, die dem Zeitintervall
entspricht, das von der ersten Zeitmeßeinrichtung gemessen
wird, und dadurch zum Wandeln des Seridepulssignals zu einem
verzögerten Sendepulssignal; eine zweite Zeitmeßeinrichtung
zum Messen einer Phasendifferenz zwischen dem Empfangspuls
signal, das von der Empfangseinrichtung erzeugt wird, und
dem verzögerten Sendepulssignal, das von der Sendepuls
signal-Verzögerungseinrichtung erzeugt wird, mit einer Auf
lösung, die höher als eine Auflösung ist, die der vorbe
stimmten Periode der Korrelationswertberechnung durch die
Korrelations-Berechnungseinrichtung entspricht; und eine
Abstands-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Ab
stands zu dem Objekt auf der Grundlage des Zeitintervalls,
das von der ersten Zeitmeßeinrichtung gemessen wird, und
der Phasendifferenz, die von der zweiten Zeitmeßeinrichtung
gemessen wird, aufweist.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung beruht
auf ihrem ersten Aspekt und schafft eine Abstandsmeßvor
richtung, bei der die Sendepuls-Erzeugungseinrichtung der
art arbeitet, daß sie mehrfach wiederholt das Sendepuls
signal ausgibt, und die zweite Zeitmeßeinrichtung derart
arbeitet, daß sie die Phasendifferenz in Verbindung mit je
dem der Sendepulssignale mißt, und bei der die Abstands-Be
rechnungseinrichtung eine Einrichtung zum Berechnen eines
Mittelwerts der Phasendifferenzen, die von der zweiten
Zeitmeßeinrichtung gemessen werden, und eine Einrichtung
zum Berechnen des Abstands zu dem Objekt auf der Grundlage
des Zeitintervalls, das von der ersten Zeitmeßeinrichtung
gemessen wird, und des berechneten Mittelwerts der Phasen
differenzen aufweist.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung beruht
auf ihrem ersten Aspekt und schafft eine Abstandsmeßvor
richtung, bei der die Zeitverzögerung, die von der Sende
puls-Verzögerungseinrichtung vorgesehen wird, gleich dem
Zeitintervall, das von der ersten Zeitmeßeinrichtung gemes
sen wird, minus einem Zeitintervall ist, das der vorbe
stimmten Periode der Korrelationswertberechnung durch die
Korrelations-Berechnungseinrichtung entspricht.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung beruht
auf ihrem ersten Aspekt und schafft eine Abstandsmeßvor
richtung, bei der die zweite Zeitmeßeinrichtung eine Verzö
gerungselementgruppe zum Übertragen des verzögerten Sende
pulssignals, das von der Sendepuls-Verzögerungseinrichtung
erzeugt wird, von ihrem Eingangsende zu ihrem Ausgangsende,
wobei die Verzögerungselementgruppe eine Reihenschaltung
einer vorbestimmten Anzahl von Verzögerungselementen auf
weist, die alle eine Signalverzögerung vorsehen, die kürzer
als die vorbestimmte Periode der Korrelationswertberechnung
durch die Korrelations-Berechnungseinrichtung ist; eine
Einrichtung zum Erfassen einer Anzahl von Verzögerungsele
menten in der Verzögerungselementgruppe, durch welche das
Sendepulssignal bereits gegangen ist, zu einem Zeitpunkt,
der durch das Empfangspulssignal bestimmt wird, das von der
Empfangseinrichtung erzeugt wird; und eine Einrichtung zum
Messen der Phasendifferenz zwischen dem Empfangspulssignal
und dem verzögerten Sendepulssignal als Reaktion auf die
erfaßte Anzahl der Verzögerungselemente aufweist.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung beruht
auf ihrem ersten Aspekt und schafft eine Abstandsmeßvor
richtung, bei der die Korrelations-Berechungseinrichtung
eine Einrichtung zum Multiplizieren einer Frequenz des Re
ferenztaktsignals, um ein frequenzmultipliziertes Taktsig
nal zu erzeugen, und eine Einrichtung zum wiederholten Be
rechnen des Werts der Korrelation zwischen dem binären Sig
nal und dem Pseudozufallrauschcode synchronisiert zu dem
frequenzmultiplizierten Taktsignal aufweist.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Darstellung einer Abstandsmeßvorrichtung gemäß
einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 eine Zeitbereichsdarstellung von Signalen in der
Vorrichtung in Fig. 1;
Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Abstandsmeßabschnitts eines
Programms für einen Mikrocomputer in Fig. 1;
Fig. 4 eine Darstellung einer Abstandsmeßvorrichtung gemäß
einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 5 eine Zeitbereichsdarstellung von berechneten Korre
lationswerten in der Vorrichtung in Fig. 1;
Fig. 6 eine Zeitbereichsdarstellung von berechneten Korre
lationswerten in der Vorrichtung in Fig. 4;
Fig. 7 eine Darstellung einer Abstandsmeßvorrichtung gemäß
einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 8 eine Zeitbereichsdarstellung von Signalen in der
Vorrichtung in Fig. 7;
Fig. 9 ein Flußdiagramm eines Abstandsmeßabschnitts eines
Programms für einen Mikrocomputer in Fig. 7.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines ersten Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Abstandsmeßvorrichtung gemäß dem er
sten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die
Vorrichtung in Fig. 1 verwendet ein Spreiz- bzw. Streuspek
trumsverfahren. Zum Beispiel ist die Vorrichtung in Fig. 1
in ein Kraftfahrzeug eingebaut und arbeitet derart, daß sie
einen Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem vor
derhalb vorhandenen Zielobjekt, wie zum Beispiel einem vor
derhalb vorhandenen Fahrzeug, mißt.
Die Vorrichtung in Fig. 1 beinhaltet einen Referenz
taktoszillator bzw. einen Referenztaktsignalgenerator 10,
einen Pulserzeugungsabschnitt 12 und einen Lichtabgabeab
schnitt 14. Der Referenztaktoszillator 10 erzeugt ein Refe
renztaktsignal, das eine vorbestimmte Frequenz, zum Bei
spiel 20 MHz, aufweist. Der Pulserzeugungsabschnitt 12
nimmt das Referenztaktsignal von dem Referenztaktoszillator
10 auf. Der Pulserzeugungsabschnitt 12 erzeugt einen Pseu
dorausch- bzw. PN-Code oder ein Pulssignal synchronisiert
zu dem Referenztaktsignal. Der PN-Code weist eine vorbe
stimmte Bitlänge auf, die zum Beispiel ungefähr mehreren
zehn Bits entspricht. Der PN-Code ist zum Beispiel ein Ma
ximallängencode. Der Lichtabgabeabschnitt 14 empfängt den
Maximallängencode oder das Pulssignal von dem Pulserzeu
gungsabschnitt 12. Der Lichtabgabeabschnitt 14 erzeugt ei
nen Strahl einer elektromagnetischen Welle, die als Reak
tion auf den Maximallängencode oder das Pulssignal einer
Amplitudenmodulation unterzogen wird. Der Lichtabgabeab
schnitt 14 sendet den Strahl der elektromagnetischen Wellen
in eine Vorwärtsrichtung bezüglich der Karosserie des eige
nen Fahrzeugs. Die Amplitudenmodulation ist zum Beispiel
eine Intensitätsmodulation. Der Strahl der elektromagneti
schen Welle ist zum Beispiel ein Laserlichtstrahl.
Der Lichtabgabeabschnitt 14 beinhaltet eine Laserdiode
LD, einen Treibertransistor Tr und eine Treiberschaltung
14a. Die Laserdiode LD arbeitet derart, daß sie einen La
serstrahl in die Vorwärtsrichtung bezüglich der Karosserie
des eigenen Fahrzeugs abgibt. Der Transistor Tr befindet
sich in einer Energieversorgungsleitung zu der Laserdiode
LD. Der Transistor Tr wirkt derart, daß er die Laserdiode
LD aktiviert und deaktiviert, das heißt das Abgeben des
vorwärtsgerichteten Laserstrahls freigibt und sperrt. Der
Transistor Tr ist zum Beispiel ein n-Kanal-MOSFET. Die
Treiberschaltung 14a empfängt das Ausgangssignal (den Maxi
mallängencode oder das Pulssignal) des Pulserzeugungsab
schnitts 12. Die Treiberschaltung 14a ist mit der Steuer
elektrode (dem Gate) des Transistors Tr verbunden. Die
Treiberschaltung 14a schaltet den Transistor Tr ein, wenn
sich das Ausgangssignal des Pulserzeugungsabschnitts 12 in
seinem Zustand eines hohen Pegels befindet. Die Treiber
schaltung 14a schaltet den Transistor Tr aus, wenn sich das
Ausgangssignal des Pulserzeugungsabschnitts 12 in seinem
Zustand eines niedrigen Pegels befindet.
In dem Fall, in dem der Pulserzeugungsabschnitt 12 den
Maximallängencode ausgibt, schaltet die Treiberschaltung
14a den Transistor Tr als Reaktion auf die logischen Zu
stände ("1" und "0") von Bits des Maximallängencodes ein
und aus. In diesem Fall gibt die Laserdiode LD einen vor
wärtsgerichteten Laserstrahl ab, der als Reaktion auf den
Maximallängencode einer Intensitätsmodulation unterzogen
ist.
In dem Fall, in dem der Pulserzeugungsabschnitt 12 ein
Signal eines hohen Pegels als das Pulssignal ausgibt,
schaltet die Treiberschaltung 14a den Transistor Tr als Re
aktion auf das Signal eines hohen Pegels ein. In diesem
Fall gibt die Laserdiode LD einen vorwärtsgerichteten La
serstrahl mit einer konstanten Intensität für die Dauer des
Signals eines hohen Pegels ab.
In dem Fall, in dem der Lichtabgabeabschnitt 14 den Ma
ximallängencode von dem Pulserzeugungsabschnitt 12 emp
fängt, ist die Amplitude des vorwärtsgerichteten Laser
strahls, der von dem Lichtabgabeabschnitt 14 abgegeben
wird, maximiert, wenn der logische Zustand des Maximallän
gencodes "1" ist, und ist minimiert, wenn der logische Zu
stand des Maximallängencodes "0" ist. Daher wird der vor
wärtsgerichtete Laserstrahl als Reaktion auf den Maxi
mallängencode einer Amplitudenmodulation unterzogen.
Der Pulserzeugungsabschnitt 12 erzeugt selektiv den Ma
ximallängencode oder das Pulssignal als Reaktion auf ein
Steuersignal, das von einem Mikrocomputer 30 zugeführt
wird, welcher später erläutert wird.
Die Vorrichtung in Fig. 1 beinhaltet einen Lichtemp
fangsabschnitt 16, einen Verstärker 18 und einen Komparator
20. Der vorwärtsgerichtete Laserstrahl, der von dem
Lichtabgabeabschnitt 14 ausgegeben wird, wird von einem
vorderhalb vorhandenen Zielobjekt, wie zum Beispiel einem
vorderhalb vorhandenen Fahrzeug, reflektiert. Die Reflexion
des vorwärtsgerichteten Laserstrahls an dem vorderhalb vor
handenen Zielobjekt bewirkt einen Echostrahl, welcher zu
der Vorrichtung zurückkehrt. Der Lichtempfangsabschnitt 16
empfängt einen Echostrahl und wandelt den empfangenden
Echostrahl zu einem Empfangssignal. Der Lichtempfangsab
schnitt 16 führt das Empfangssignal dem Verstärker 18 zu.
Der Verstärker 18 verstärkt das Empfangssignal. Der Ver
stärker 18 gibt das sich aus dem Verstärken ergebende Sig
nal zu dem Komparator 20 aus. Der Komparator 20 empfängt
eine vorbestimmte Referenzspannung Vref. Der Komparator 20
vergleicht das Ausgangssignal des Verstärkers 18 mit der
Referenzspannung Vref, um dadurch das Ausgangssignal des
Verstärkers 18 zu einem binären Signal zu wandeln. Genauer
gesagt gibt der Komparator 20 einen hohen Pegel aus, wenn
die Spannung des Ausgangssignals des Verstärkers 18 die Re
ferenzspannung Vref überschreitet. Der Komparator 20 gibt
einen niedrigen Pegel aus, wenn die Spannung des Ausgangs
signals des Verstärkers 18 gleich oder kleiner als die Re
ferenzspannung Vref ist. Der Komparator 20 gibt das binäre
Signal zu einem angepaßten Filter 22 aus.
Der Lichtempfangsabschnitt 16 beinhaltet einen Wider
stand R und eine Photodiode PD. Die Photodiode PD ist über
den Widerstand R in einem Sperrspannungszustand mit einer
Energieversorgungsleitung verbunden. Wenn ein Echostrahl
auf die Photodiode PD einfällt, fließt ein durch Licht be
wirkter Strom durch diese. Der Widerstand R wandelt den
durch Licht bewirkten Strom in ein Spannungssignal, welches
als ein Empfangssignal zu dem Vorverstärker 18 ausgegeben
wird.
Der Lichtempfangsabschnitt 16, der Verstärker 18 und
der Komparator 20 bilden eine Empfangseinrichtung.
Das angepaßte Filter 22 empfängt das Referenztaktsignal
von dem Referenztaktoszillator 10. Das angepaßte Filter 22
arbeitet als Reaktion auf das Referenztaktsignal. Das ange
paßte Filter 22 empfängt den Maximallängencode von dem
Pulserzeugungsabschnitt 12. Das angepaßte Filter 22 spei
chert den Maximallängencode als einen Sendecode. Wie es zu
vor erläutert worden ist, wird dem angepaßten Filter 22 das
binäre Signal von dem Komparator 20 zugeführt. Das ange
paßte Filter 22 nimmt das binäre Signal synchronisiert zu
dem Referenztaktsignal auf. Das angepaßte Filter 22 spei
chert periodisch das binäre Signal als einen Empfangscode
für eine Zeitperiode, die der Bitlänge des Sendecodes ent
spricht. Das angepaßte Filter 22 berechnet eine Korrelation
zwischen dem gespeicherten Sendecode und dem gespeicherten
Empfangscode, welcher periodisch als Reaktion auf das Refe
renztaktsignal aktualisiert wird. Das angepaßte Filter 22
wirkt als eine Korrelations-Berechnungseinrichtung.
Das angepaßte Filter 22 verwendet eine bekannte Weise
eines Berechnens einer Korrelation. Bei der Berechnung der
Korrelation durch das angepaßte Filter 22 wird ein Korrela
tionswert für alle entsprechenden Bits des gespeicherten
Sendecodes und des gespeicherten Empfangscodes berechnet.
Der Korrelationswert wird für entsprechende Bits, bei denen
der logische Zustand des gespeicherten Sendecodes und der
logische Zustand des gespeicherten Empfangscodes zueinander
gleich sind, auf "1" festgelegt. Der Korrelationswert wird
für entsprechende Bits, bei denen der logische Zustand des
gespeicherten Sendecodes und der logische Zustand des ge
speicherten Empfangcodes voneinander verschieden sind, auf
"-1" festgelegt. Die Korrelationswerte für die jeweiligen
Bits werden zu einem integrierten Korrelationswert sum
miert, welcher dem gesamten gespeicherten Empfangscode ent
spricht. Ein integrierter Korrelationswert ist zu jeder
Zeit verfügbar, zu der der gespeicherte Empfangscode aktua
lisiert wird.
Das angepaßte Filter 22 unterrichtet eine Spitzen-Er
fassungsvorrichtung 24 über jeden integrierten Korrela
tionswert. Das angepaßte Filter 22 enthält eine Vorrichtung
zum Zählen von Pulsen des Referenztaktsignals, um eine In
formation über eine Berechnungszeit zu erzeugen, zu welcher
jeder integrierte Korrelationswert verfügbar ist. Die Be
rechnungszeit ist gleich dem Verstreichen einer Zeit von
dem Starten einer Berechnung eines integrierten Korrela
tionswerts zwischen dem gespeicherten Sendecode und dem er
sten gespeicherten Empfangscode. Das angepaßte Filter 22
unterrichtet die Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24 über jede
Berechnungszeit. Die Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24 er
faßt einen Zeitpunkt (einen Zeitpunkt eines Auftretens ei
ner Spitze), zu dem der integrierte Korrelationswert maxi
miert ist, der von dem angepaßten Filter 22 berechnet wird.
Anders ausgedrückt erfaßt die Spitzen-Erfassungsvorrichtung
24 das Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt des Starts der
Korrelationswertberechnung durch das angepaßte Filter 22
und einem Zeitpunkt, zu dem der integrierte Korrelations
wert maximiert ist. Die Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24
unterrichtet den Mikrocomputer 30 über das Erfassungsergeb
nis, das heißt den Zeitpunkt eines Auftretens einer Spitze
bezüglich des Berechnungsstartzeitpunkts (das Zeitintervall
zwischen dem Berechnungsstartzeitpunkt und dem Zeitpunkt
eines Auftretens einer Spitze). Das Signal, das den erfaß
ten relativen Zeitpunkt eines Auftretens einer Spitze dar
stellt, wird als erste Zeitdaten D1 bezeichnet. Die Spit
zen-Erfassungsvorrichtung 24 wirkt als eine erste Zeit
meßeinrichtung.
Der Mikrocomputer 30 beinhaltet eine Kombination einer
Schnittstelle, einer CPU, eines ROM und eines RAM. Der Mi
krocomputer 30 arbeitet in Übereinstimmung mit einem in dem
ROM gespeicherten Programm. Der Mikrocomputer 30 berechnet
den Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorder
halb vorhandenen Zielobjekt bzw. dem vorderhalb vorhandenen
Fahrzeug unter Verwendung der ersten Zeitdaten D1, die von
der Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24 zugeführt werden.
Die Vorrichtung in Fig. 1 weist ein Merkmal auf, das
einen Fehler in dem auf D1 beruhend berechneten Abstand
zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorderhalb vorhande
nen Zielobjekt verringert. Dieses Merkmal wird hier im wei
teren Verlauf erläutert. Der Pulserzeugungsabschnitt 12
wird von dem Mikrocomputer 30 gesteuert, um ein Signal zu
erzeugen, das aus lediglich einem einzelnen Puls eines ho
hen Pegels besteht, der eine Dauer aufweist, die gleich ei
ner Periode des Referenztaktsignals ist. Das Einzelpuls
signal wird von dem Pulserzeugungsabschnitt 12 als ein
Sende-Einzelpulssignal dem Lichtabgabeabschnitt 14 zuge
führt. Der Lichtabgabeabschnitt 14 gibt einen vorwärtsge
richteten Laserstrahl als Reaktion auf das Einzelpulssignal
ab. Der vorwärtsgerichtete Laserstrahl wird an dem vorder
halb vorhandenen Zielobjekt reflektiert und daher wird ein
Echostrahl bewirkt, welcher zu dem Lichtempfangsabschnitt
16 zurückkehrt. Der Lichtempfangsabschnitt 16 wandelt den
Echostrahl zu einem elektrischen Echosignal. Das elektri
sche Echosignal wird von dem Lichtempfangsabschnitt 16 über
den Verstärker 18 dem Komparator 20 zugeführt. Der Kompara
tor 20 wandelt das elektrische Echosignal zu einem Emp
fangs-Einzelpulssignal. Die Phasendifferenz zwischen dem
Sende-Einzelpulssignal und dem Empfangs-Einzelpulssignal
wird mit einer Auflösung (die 1 ns oder kürzer ist) gemes
sen, die höher als die Auflösung der Zeitberechnung durch
das angepaßte Filter 22 ist. Es ist anzumerken, daß die
Auflösung der Zeitberechnung durch das angepaßte Filter 22
durch die Periode ΔT der Berechnung des angepaßten Filters
22 bestimmt wird. Der Mikrocomputer 30 wird über die gemes
sene Phasendifferenz unterrichtet. Das Signal, das die ge
messene Phasendifferenz darstellt, wird als zweite Zeitda
ten D2 bezeichnet. Der Mikrocomputer korrigiert einen Feh
ler der ersten Zeitdaten D1 als Reaktion auf die zweiten
Zeitdaten D2.
In Verbindung mit dem zuvor erläuterten Merkmal bein
haltet die Vorrichtung in Fig. 1 einen Verzögerungsab
schnitt 40 und einen Zeit-A/D- bzw. -Analog/Digital-Wand
ler-Abschnitt 50. Dem Verzögerungsabschnitt 40 wird das
Sende-Einzelpulssignal von dem Pulserzeugungsabschnitt 12
zugeführt. Weiterhin empfängt der Verzögungsabschnitt 40
die ersten Zeitdaten D1 von der Spitzen-Erfassungsvorrich
tung 24. Weiterhin empfängt der Verzögerungsabschnitt 40
das Referenztaktsignal von dem Referenztaktoszillator 10.
Der Mikrocomputer 30 unterrichtet den Verzögerungsabschnitt
40 über die Periode ΔT der Berechnung durch das angepaßte
Filter 22. Der Verzögerungsabschnitt 40 wird von dem Mikro
computer 30 gesteuert, um das Sende-Einzelpulssignal um
eine Zeit Td1 zu verzögern, die gleich dem Zeitintervall,
das durch die ersten Zeitdaten D1 bezeichnet ist, minus der
Periode ΔT der Berechnung durch das angepaßte Filter 22
ist. Genauer gesagt ist Td1 = D1 - ΔT. Der Zeit-A/D-Wand
ler-Abschnitt 50 empfängt das verzögerte Sende-Einzelpuls
signal von dem Verzögerungsabschnitt 40. Der Zeit-A/D-Wand
ler-Abschnitt 50 empfängt das binäre Signal (das Empfangs-
Einzelpulssignal) von dem Komparator 20. Der Zeit-A/D-Wand
ler-Abschnitt 50 mißt die Phasendifferenz zwischen dem ver
zögerten Sende-Einzelpulssignal und dem Empfangs-Einzel
pulssignal mit einer Auflösung, die höher als die Auflösung
der Zeitberechnung durch das angepaßte Filter 22 ist. Der
Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 wirkt als eine zweite Zeit
meßeinrichtung.
Der Verzögerungsabschnitt 40 beinhaltet ein Schiebere
gister 42 und eine Auswahlvorrichtung 44. Das Schieberegi
ster 42 empfängt das Sende-Einzelpulssignal von dem Pulser
zeugungsabschnitt 12. Das Schieberegister 42 empfängt das
Referenztaktsignal von dem Referenztaktoszillator 10. Das
Schieberegister 42 verzögert das Sende-Einzelpulssignal
synchronisiert zu dem Referenztaktsignal. Das Schieberegi
ster 42 weist eine Signalübertragungsleitung auf, die durch
eine Reihen- oder Kaskadenschaltung von Verzögerungselemen
ten (Z-1-Elementen) 42a ausgebildet ist und mit Abgriffen
versehen ist. Die Auswahlvorrichtung 44 empfängt die ersten
Zeitdaten D1 von der Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24. Die
Auswahlvorrichtung 44 wählt einen der Abgriffe als Reaktion
auf die ersten Zeitdaten D1 und ein Steuersignal aus, das
von dem Mikrocomputer 30 zugeführt wird. Das Steuersignal
enthält eine Information über die Periode ΔT der Berechnung
durch das angepaßte Filter 22. Die Auswahlvorrichtung 44
sendet ein Signal von dem ausgewählten Abgriff als ein ver
zögertes Sende-Einzelpulssignal zu einer nachfolgenden
Stufe. Anders ausgedrückt gibt der Verzögerungsabschnitt 40
das verzögerte Sende-Einzelpulssignal zu der nachfolgenden
Stufe aus. Die Signalverzögerung, die von dem Verzögerungs
abschnitt 40 vorgesehen wird, hängt davon ab, welcher der
Abgriffe ausgewählt wird. Die Signalverzögerung, die von
dem Verzögerungsabschnitt 40 vorgesehen wird, wird von dem
Mikrocomputer 30 gleich zu der Zeit Td1 festgelegt (siehe
Fig. 2). Es ist anzumerken, daß Td1 = D1 - ΔT ist. Da die
Verzögerungszeit Td1 gleich dem Zeitintervall, das durch
die ersten Zeitdaten D1 bezeichnet ist, minus der Periode
ΔT der Berechnung durch das angepaßte Filter 22 ist, er
reicht das verzögerte Sende-Einzelpulssignal den Zeit-A/D-
Wandler-Abschnitt 50, bevor das Empfangs-Einzelpulssignal
in dem Ausgangssignal des Komparators 20 auftritt.
Das verzögerte Sende-Einzelpulssignal kann von dem Ver
zögerungsabschnitt 40 über einen Inverter 42 und eine UND-
Schaltung 64 dem Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 als ein Sig
nal zum Starten einer Messung zugeführt werden, die sich
auf die zweiten Zeitdaten D2 bezieht. Das Empfangs-Einzel
pulssignal wird von dem Komparator 20 über einen Inverter
66 dem Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 als ein Signal zum
Stoppen der Messung zugeführt, die sich auf die zweiten
Zeitdaten D2 bezieht. Der Mikrocomputer 30 kann ein Signal
eines hohen Pegels als ein Signal zum Freigeben der Mes
sung, die sich auf die zweiten Zeitdaten D2 bezieht, zu der
UND-Schaltung 64 ausgeben. Wenn der Mikrocomputer 30 das
Signal eines hohen Pegels zu der UND-Schaltung 64 ausgibt,
ist die UND-Schaltung 64 offen, so daß das Meßstartsignal
in den Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 eingegeben werden
kann.
Der Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 beinhaltet eine Ver
zögerungspuffergruppe 54. Die Verzögerungspuffergruppe 54
weist eine Leitung auf, entlang welcher das Meßstartsignal,
das über die UND-Schaltung 64 zugeführt wird, übertragen
werden kann. Die Signalübertragungsleitung in der Verzöge
rungspuffergruppe 54 ist durch eine Reihenschaltung (eine
Kaskadenschaltung) einer vorbestimmten Anzahl "m" von Ver
zögerungselementen 52 ausgebildet und ist mit Abgriffen
versehen. Vorzugsweise sind die Verzögerungselemente 52
hinsichtlich ihrer Struktur gleich. Jedes der Verzögerungs
elemente 52 beinhaltet zum Beispiel eine Pufferschaltung.
Jedes der Verzögerungselemente 52 sieht eine vorbestimmte
Signalverzögerung vor, die gleich oder kürzer als 1 ns ist.
Die Abgriffe in der Signalverzögerungsleitung sind mit je
weiligen D-Eingangsanschlüssen von "m+1" D-Flipflops ver
bunden. Die Takteingangsanschlüsse der D-Flipflops 56 wer
den über den Inverter 66 dem Meßstoppsignal unterzogen. Die
D-Flipflops 56 speichern Signale an den jeweiligen Abgrif
fen synchronisiert zu einer Anstiegsflanke in dem Meßstopp
signal. Der Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 beinhaltet "m"
Exklusiv-ODER-Schaltungen 57. Q-Ausgangsanschlüsse der er
sten und zweiten D-Flipflops 56 sind mit jeweiligen Ein
gangsanschlüssen der ersten Exklusiv-ODER-Schaltung 57 ver
bunden. Q-Ausgangsanschlüsse der zweiten und dritten D-
Flipflops 56 sind mit jeweiligen Eingangsanschlüssen der
zweiten Exclusiv-ODER-Schaltung 57 verbunden. Auf eine ähn
liche Weise sind die nachfolgenden D-Flipflops 56 mit den
nachfolgenden Exclusiv-ODER-Schaltungen 57 verbunden. Q-
Ausgangsanschlüsse des vorletzten D-Flipflops 56 und des
letzten D-Flipflops 56 sind mit jeweiligen Eingangsan
schlüssen der letzten Exclusiv-ODER-Schaltung 57 verbunden.
Die Exclusiv-ODER-Schaltungen 57 empfangen die gespeicher
ten Signale von den D-Flipflops 56. Jede der Exklusiv-ODER-
Schaltungen 57 führt eine Exklusiv-ODER-Verknüpfung zwi
schen den zwei empfangenen Signalen aus. In dem Zeit-A/D-
Wandler-Abschnitt 50 folgt den Exklusiv-ODER-Schaltungen 57
ein Codierer 58. Der Codierer 58 codiert die Ausgangs
signale der Exklusiv-ODER-Schaltungen 57 in die zweiten
Zeitdaten D2. Der Codierer ist derart aufgebaut, daß er die
Position einer Exklusiv-ODER-Schaltung 57 aus den Exklusiv-
ODER-Schaltungen 57 erfaßt, welche ein Signal eines hohen
Pegels ausgibt. Die erfaßte Position der Exklusiv-ODER-
Schaltung 57, welche das Signal eines hohen Pegels ausgibt,
zeigt die Phasendifferenz zwischen dem verzögerten Sende-
Einzelpulssignal und dem Empfangs-Einzelpulssignal an. Der
Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 gibt die zweiten Zeitdaten D2
zu dem Mikrocomputer 30 aus. Die D-Flipflops 56 weisen je
weilige Rücksetzanschlüsse R auf, die mit dem Mikrocomputer
30 verbunden sind. Die D-Flipflops 56 können durch ein
Rücksetzsignal rückgesetzt werden, das von dem Mikrocompu
ter 30 an die Rücksetzanschlüsse R angelegt wird.
Es wird auf Fig. 2 verwiesen. Wenn sich das verzögerte
Sende-Einzelpulssignal, welches von dem Verzögerungsab
schnitt 40 ausgegeben wird, von einem hohen Pegel zu einem
niedrigen Pegel ändert, ändert sich das Signal, das von der
UND-Schaltung 64 in den Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 ein
gegeben wird, von einem niedrigen Pegel zu einem hohen Pe
gel. Diese Änderung von niedrig zu hoch in dem Signal, das
von der UND-Schaltung 64 in den Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt
50 eingegeben wird, ist ein Meßstartsignal. Die Signalände
rung von niedrig zu hoch wird aufeinanderfolgend durch die
Verzögerungselemente 52 in dem Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt
50 übertragen, während sie durch diese verzögert wird. Wenn
sich das Ausgangssignal des Komparators 20 als Reaktion auf
ein Empfangs-Einzelpulssignal von einem hohen Pegel zu ei
nem niedrigen Pegel ändert, ändert sich das Signal, das von
dem Inverter 66 in den Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 einge
geben wird, von einem niedrigen Pegel zu einem hohen Pegel.
Die Änderung von niedrig zu hoch in dem Signal, das von dem
Inverter 66 in den Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 eingegeben
wird, ist ein Meßstoppsignal. Die D-Flipflops 56 speichern
Signale an den jeweiligen Abgriffen in der Verzögerungspuf
fergruppe 54 als Reaktion auf die Änderung von niedrig zu
hoch in dem Ausgangssignal des Inverters 66. Jede der Ex
klusiv-ODER-Schaltungen 57 führt eine Exklusiv-ODER-Ver
knüpfung zwischen zwei betreffenden Signalen aus den ge
speicherten Signalen aus, die aus den D-Flipflops 56 ausge
geben werden. Der Codierer 58 codiert die Ausgangssignale
der Exklusiv-ODER-Schaltungen 57 in die zweiten Zeitdaten
D2. Genauer gesagt erfaßt der Codierer 58 die Position ei
ner Exklusiv-ODER-Schaltung 57 aus den Exklusiv-ODER-Schal
tungen 57, welche ein Signal eines hohen Pegels ausgibt.
In dem Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 empfängt die erste
Exklusiv-ODER-Schaltung 57 die gespeicherten Signale von
den ersten und zweiten D-Flipflops 56, welche bezüglich dem
ersten Verzögerungselement 52 dem Eingangssignal bzw. dem
Ausgangssignal entsprechen. Die zweite Exklusiv-ODER-Schal
tung 57 empfängt die gespeicherten Signale von den zweiten
und dritten D-Flipflops 56, welche bezüglich dem zweiten
Verzögerungselement 52 dem Eingangssignal bzw. dem Aus
gangssignal entsprechen. Auf eine ähnliche Weise empfangen
die nachfolgenden Exklusiv-ODER-Schaltungen 57 die gespei
cherten Signale von den nachfolgenden D-Flipflops 56, wel
che bezüglich den nachfolgenden Verzögerungselementen 52
den Eingangssignalen bzw. den Ausgangssignalen entsprechen.
Die letzte Exklusiv-ODER-Schaltung 57 empfängt die gespei
cherten Signale von dem vorletzten D-Flipflop 56 und dem
letzten D-Flipflop 56, welche bezüglich dem letzten Verzö
gerungselement 52 dem Eingangssignal bzw. dem Ausgangs
signal entsprechen. Demgemäß erfassen die Exklusiv-ODER-
Schaltungen 57 ein Verzögerungselement 52 aus den Verzöge
rungselementen 52, bei welchem das Eingangssignal und das
Ausgangssignal hinsichtlich eines logischen Zustands ver
schieden sind. Ebenso erfassen die Exklusiv-ODER-Schaltun
gen 57 ein Verzögerungselement 52 aus den Verzögerungsele
menten 52, bei welchem das Eingangssignal und das Ausgangs
signal hinsichtlich eines logischen Zustands gleich sind.
Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, verbleibt das Signal, das
von der UND-Schaltung 64 in den Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt
50 eingegeben wird, während eines verhältnismäßig langen
Zeitintervalls vor dem Auftreten der Änderung von niedrig
zu hoch in einem Zustand eines niedrigen Pegels. Demgemäß
befinden sich die Ausgangssignale aller Verzögerungselemen
te 52 in Zuständen eines niedrigen Pegels, unmittelbar be
vor sich das Signal, das von der UND-Schaltung 64 in den
Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 58 eingegeben wird, von dem
niedrigen Pegel zu dem hohen Pegel ändert. Einer Änderung
des Ausgangssignals von jedem der Verzögerungselemente 52
folgt eine Änderung des Eingangssignals in dieses, zu einem
Zeitintervall, das gleich der von diesem vorgesehenen Ver
zögerungszeit ist. In Übereinstimmung mit dem Verstreichen
einer Zeit bewegt sich, da der Zeitpunkt des Auftretens der
Änderung von niedrig zu hoch in dem Signal, das von der
UND-Schaltung 64 in den Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 ein
gegeben wird (das Meßstartsignal), das Verzögerungselement
52, bei welchem das Eingangssignal und das Ausgangssignal
hinsichtlich eines logischen Zustands verschieden sind, von
dem ersten Verzögerungselement 52 zu dem letzten Verzöge
rungselement 52. Ebenso erhöht sich in Übereinstimmung mit
dem Verstreichen einer Zeit, da der Zeitpunkt des Auftre
tens der Änderung von niedrig zu hoch in dem Signal, das
von der UND-Schaltung 64 in den Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt
50 eingegeben wird, die Anzahl von Verzögerungselementen
52, bei welchen sich die Eingangssignal und die Ausgangs
signale in Zuständen eines hohen Pegels befinden (das heißt
die Anzahl von Verzögerungselementen 52, durch welche die
Signaländerung von niedrig zu hoch oder das Meßstartsignal
bereits gegangen ist). Die D-Flipflops 56 lassen ein Erfas
sen der Position des Verzögerungselements 52, bei welchem
das Eingangssignal und das Ausgangssignal verschieden sind,
und ebenso ein Erfassen der Anzahl von Verzögerungselemen
ten 52 zu, bei welchen sich die Eingangssignale und die
Ausgangssignale zu dem Zeitpunkt des Auftretens der Ände
rung von niedrig zu hoch in dem Signal, das von dem Inver
ter 66 in den Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 eingegeben wird
(das Meßstoppsignal), in Zuständen eines hohen Pegels be
finden. Es ist anzumerken, das die Anzahl von Verzögerungs
elementen 52, bei welchen sich die Eingangssignale und die
Ausgangssignale in Zuständen eines hohen Pegels befinden,
die Anzahl von Verzögerungselementen 52 bedeutet, durch
welche die Signaländerung von niedrig zu hoch oder das Meß
startsignal bereits gegangen ist. Der Codierer 58 codiert
die Ausgangssignale der Exklusiv-ODER-Schaltungen 57 in ein
Signal, das die erfaßte Position des Verzögerungselements
52, bei welchem das Eingangssignal und das Ausgangssignal
verschieden sind, und ebenso die erfaßte Anzahl von Verzö
gerungselementen 52 darstellt, durch welche die Signalände
rung von niedrig zu hoch oder das Meßstartsignal bereits
gegangen ist. Der Codierer 58 gibt das sich aus dem Codie
ren ergebende Signal als die zweiten Zeitdaten D2 zu dem
Mikrocomputer 30 aus. Das Zeitinterval Td2 zwischen dem
Zeitpunkt des Zuführens des Meßstartsignals zu dem Zeit-
A/D-Wandler-Abschnitt 50 und dem Zeitpunkt des Zuführens
des Meßstoppsignals zu diesem, das heißt die Phasendiffe
renz Td2 zwischen dem verzögerten Sende-Einzelpulssignal
und dem Empfangs-Einzelpulssignal kann aus der erfaßten An
zahl von Verzögerungselementen 52, durch welche die Signal
änderung von niedrig zu hoch oder das Meßstartsignal be
reits gegangen ist (oder der erfaßten Position des Verzöge
rungselements, bei welchem das Eingangssignal und das Aus
gangssignal verschieden sind) und ebenso der Verzö
gerungszeit berechnet werden, die von jedem der Verzöge
rungselemente 52 vorgesehen wird. Da die Verzögerungszeit,
die von jedem der Verzögerungselemente 52 vorgesehen wird,
gleich oder kürzer als 1 ns ist, zeigen die zweiten Zeitda
ten D2 die Phasendifferenz Td2 zwischen dem verzögerten
Sende-Einzelpulssignal und dem Empfangs-Einzelpulssignal
mit einer Auflösung an, die 1 ns oder kürzer entspricht.
Die Verzögerungspuffergruppe 54 in dem Zeit-A/D-Wand
ler-Abschnitt 50 dient als eine Gruppe von Verzögerungsele
menten, die eine zweite Zeitmeßeinrichtung bilden. Die D-
Flipflops 56, die Exklusiv-ODER-Schaltungen 57 und der Co
dierer 58 bilden eine Einrichtung zum Erfassen einer Anzahl
von Verzögerungselementen.
Der Mikrocomputer 30 führt ein Abstandsmeßverfahren
aus, das hier im weiteren Verlauf erläutert wird. Wie es
zuvor erläutert worden ist, arbeitet der Mikrocomputer 30
in Übereinstimmung mit einem in seinem internen ROM gespei
cherten Programm. Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm eines Ab
schnitts des Programms, welches sich auf das Abstandsmeß
verfahren bezieht. Der Programmabschnitt in Fig. 3 wird für
jedes vorbestimmte Zeitintervall ausgeführt.
Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, gibt ein erster Schritt
110 des Programmabschnitts ein Signal eines niedrigen Pe
gels zu der UND-Schaltung 64 aus. Das Signal eines niedri
gen Pegels schließt die UND-Schaltung 64, so daß ein Meß
startsignal daran gehindert wird, den Zeit-A/D-Wandler-Ab
schnitt 50 zu erreichen. Der Schritt 110 initialisiert die
Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24, so daß die Spitzen-Erfas
sungsvorrichtung 24 eine Spitze des Korrelationswerts er
fassen kann, der von dem angepaßten Filter 22 während einer
nachfolgenden Stufe mitgeteilt wird. Demgemäß legt der
Schritt 110 einen Betrieb der Vorrichtung in Fig. 1 auf
eine erste Zeitmeßbetriebsart fest.
Ein Schritt 120 der dem Schritt 110 folgt, steuert den
Pulserzeugungsabschnitt 12, um einen Maximallängencode zu
erzeugen, der eine vorbestimmte Bitlänge aufweist. Der
Schritt 120 und der Pulserzeugungsabschnitt 12 wirken zu
sammen als eine Pseudozufallsrauschcode-Erzeugungseinrich
tung. Der Pulserzeugungsabschnitt 12 gibt den Maximallän
gencode zu dem Lichtabgabeabschnitt 14 aus. Der Lichtabga
beabschnitt 14 gibt einen vorwärtsgerichteten Laserstrahl
aus, dessen Amplitude in Übereinstimmung mit dem Maxi
mallängencode moduliert ist.
Bei dem Vorhandensein eines vorderhalb vorhandenen
Zielobjekts (eines vorderhalb vorhandenen Fahrzeugs) wird
der vorwärtsgerichtete Laserstrahl an diesem reflektiert
und bewirkt einen Echostrahl, welcher zu der Vorrichtung 1
zurückkehrt. Der Lichtempfangsabschnitt 16 wandelt den
Echostrahl in ein Empfangssignal. Das Empfangssignal wird
von dem Lichtempfangssabschnitt 16 über den Verstärker 18
dem Komparator 20 zugeführt. Der Komparator 20 wandelt das
Empfangssignal zu einem binären Signal. Der Komparator 20
führt das binäre Signal dem angepaßten Filter 22 zu. Wenn
das binäre Signal den Echostrahl widerspiegelt, erhöht sich
der Wert der Korrelation, der von dem angepaßten Filter 22
berechnet wird. Die Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24 erfaßt
einen Zeitpunkt (einen Zeitpunkt eines Auftretens einer
Spitze), zu welchem der Korrelationswert maximiert ist, der
von dem angepaßten Filter 22 berechnet wird. Anders ausge
drückt erfaßt die Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24 das
Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt des Startens der Kor
relationswertberechnung durch das angepaßte Filter 22 und
einem Zeitpunkt, zu welchem der berechnete Korrelationswert
maximiert ist. Die Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24 gibt
erste Zeitdaten D1 aus, welche den Zeitpunkt eines Auftre
tens einer Spitze bezüglich des Startens der Korrelations
wertberechnung durch das angepaßte Filter 22 darstellen
(das heißt das Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt des
Startens der Korrelationswertberechnung durch das angepaßte
Filter 22 und dem Zeitpunkt eines Auftretens einer Spitze).
Ein Schritt 130, der dem Schritt 120 nachfolgt, wartet,
bis die Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24 die ersten Zeitda
ten D1 ausgibt. Dann empfängt der Schritt 130 die ersten
Zeitdaten D1 von der Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24.
Ein Schritt 140, der dem Schritt 130 folgt, gibt ein
Rücksetzsignal zu dem Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 aus, um
die D-Flipflops 56 in diesem rückzusetzen. Die D-Flipflops
56 geben Signale eines niedrigen Pegels aus, wenn sie rück
gesetzt sind. Der Schritt 140 berechnet eine Zeit Td1, die
gleich dem Zeitintervall, das durch die ersten Zeitdaten D1
bezeichnet ist, minus der Periode ΔT der Berechnung durch
das angepaßte Filter 22 ist, in Übereinstimmung mit der
Gleichung "Td1 = D1 - ΔT". Der Schritt 140 gibt ein Steuer
signal zu dem Verzögerungsabschnitt 40 aus, so daß die Sig
nalverzögerung, die von dem Verzögerungsabschnitt 40 vorge
sehen wird, gleich der berechneten Zeit Td1 wird. Der
Schritt 140 gibt ein Signal eines hohen Pegels zu der UND-
Schaltung 64 aus. Das Signal eines hohen Pegels öffnet die
UND-Schaltung 64, so daß zugelassen wird, daß ein Meßstart
signal den Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 erreicht. Demgemäß
legt der Schritt 140 die Betriebsart der Vorrichtung in
Fig. 1 auf eine zweite Zeitmeßbetriebsart fest. Nach dem
Schritt 140 schreitet das Programm zu einem Schritt 150
fort.
Der Schritt 150 steuert den Pulserzeugungsabschnitt 12,
um ein Signal zu erzeugen, das aus lediglich einem einzel
nen Puls eines hohen Pegels besteht, der eine Dauer auf
weist, die gleich einer Periode des Referenztaktsignals
ist. Der Pulserzeugungsabschnitt 12 gibt das Einzelpuls
signal als ein Sende-Einzelpulssignal aus. Der Schritt 150
und der Pulserzeugungsabschnitt 12 arbeiten zusammen als
eine Sendepuls-Erzeugungseinrichtung.
Der Pulserzeugungsabschnitt 12 führt das Sende-Einzel
pulssignal dem Lichtabgabeabschnitt 14 zu. Der Lichtabgabe
abschnitt 14 gibt als Reaktion auf das Sende-Einzelpuls
signal einen vorwärtsgerichteten Laserstrahl ab. Ebenso
gibt der Pulserzeugungsabschnitt 12 das Sende-Einzelpuls
signal zu dem Verzögerungsabschnitt 40 aus. Der Verzöge
rungsabschnitt 40 verzögert das Sende-Einzelpulssignal, um
eine Zeit, die gleich der Zeit Td1 ist. Das verzögerte
Sende-Einzelpulssignal geht von dem Verzögerungsabschnitt
40 über den Inverter 62 und die UND-Schaltung 64 zu dem
Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50. Das verzögerte Sende-Einzel
pulssignal wird als ein Meßstartsignal in den Zeit-A/D-
Wandler-Abschnitt 50 eingegeben. Andererseits wird der vor
wärtsgerichtete Laserstrahl, der von dem Lichtabgabeab
schnitt 14 abgegeben wird, an dem vorderhalb vorhandenen
Zielobjekt reflektiert und wird daher ein Echostrahl be
wirkt, welcher zu dem Lichtempfangsabschnitt 16 zurück
kehrt. Der Lichtempfangsabschnitt 16 wandelt den Echostrahl
in ein Empfangssignal. Das Empfangssignal wird von dem
Lichtempfangsabschnitt 16 über den Verstärker 18 dem Kompa
rator 20 zugeführt. Der Komparator 20 wandelt das Empfangs
signal in ein binäres Signal, welches ein Empfangs-Einzel
pulssignal ist. Das Empfangs-Einzelpulssignal geht von dem
Komparator 20 über den Inverter 66 zu dem ZeitrA/D-Wandler-
Abschnitt 50. Das Empfangs-Einzelpulssignal wird als ein
Meßstoppsignal in den Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 einge
geben. Der Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 erfaßt die Phasen
differenz zwischen dem Meßstartsignal und dem Meßstoppsig
nal und erzeugt zweite Zeitdaten D2, die die erfaßte Pha
sendifferenz darstellen und gibt diese aus.
Ein Schritt 160, der dem Schritt 150 nachfolgt, wartet,
bis der Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 die zweiten Zeitdaten
D2 ausgibt. Dann empfängt der Schritt 160 die zweiten Zeit
daten D2 von dem Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50.
Ein Schritt 170, der dem Schritt 160 folgt, bestimmt,
ob die Anzahl von Zeiten des Ausführens der Messung, um
zweite Zeitdaten D2 zu erzeugen, eine vorbestimmte Anzahl
"n" erreicht oder nicht. Wenn die Anzahl von Zeiten die
vorbestimmte Anzahl "n" erreicht, schreitet das Programm
von dem Schritt 170 zu einem Schritt 180 fort. Ansonsten
kehrt das Programm von dem Schritt 170 zu dem Schritt 150
zurück. Demgemäß gibt es "n" erfaßte Phasendifferenzen, die
durch die zweiten Zeitdaten D2 dargestellt sind, bevor der
Schritt 180 ausgeführt wird.
Der Schritt 180 berechnet den Mittelwert der "n" erfaß
ten Phasendifferenzen, die durch die zweiten Zeitdaten D2
dargestellt sind. Die Schritte 170 und 180 unterdrücken ei
nen Meßfehler in den zweiten Zeitdaten D2.
Ein Schritt 190, der dem Schritt 180 nachfolgt, berech
net den Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vor
derhalb vorhandenen Zielobjekt (dem vorderhalb vorhandenen
Fahrzeug) aus dem Zeitintervall, das durch die ersten Zeit
daten D1 dargestellt ist, und dem Zeitintervall, das der
mittleren erfaßten Phasendifferenz entspricht, die sich auf
die zweiten Zeitdaten D2 bezieht. Nach dem Schritt 190 en
det der vorliegende Ausführungszyklus des Programmab
schnitts.
Genauer gesagt berechnet der Schritt 190 das Zeitinter
vall, das der mittleren erfaßten Phasendifferenz ent
spricht, die sich auf die zweiten Zeitdaten D2 bezieht. Der
Schritt 190 addiert das Zeitintervall, das durch die ersten
Zeitdaten D1 dargestellt ist, und das Zeitintervall, das
der mittleren erfaßten Phasendifferenz entspricht. Der
Schritt 190 subtrahiert die Periode ΔT der Berechnung durch
das angepaßte Filter 22 von dem Additionsergebnis. Das Sub
traktionsergebnis ist gleich dem Zeitintervall, das der La
serstrahl benötigt, um zwischen dem eigenen Fahrzeug und
dem vorderhalb vorhandenen Zielobjekt (dem vorderhalb vor
handenen Fahrzeug) hin- und herzugehen. Der Schritt 190 be
rechnet den Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem
vorderhalb vorhandenen Zielobjekt aus dem Subtraktionser
gebnis und der Geschwindigkeit des Laserstrahls.
Wie es zuvor erläutert worden ist, gibt die Vorrichtung
in Fig. 1, welche in das eigene Fahrzeug eingebaut ist, ei
nen vorwärtsgerichteten Laserstrahl ab, dessen Amplitude in
Übereinstimmung mit einem Maximallängencode moduliert ist.
Die Vorrichtung in Fig. 1 empfängt einen Echostrahl, der
durch die Reflexion des vorwärtsgerichteten Laserstrahls an
einem vorderhalb vorhandenen Zielobjekt, wie zum Beispiel
einem vorderhalb vorhandenen Fahrzeug, bewirkt wird. In der
Vorrichtung in Fig. 1 wird der empfangene Echostrahl zu ei
nem empfangenen Maximallängencode gewandelt. Der Wert der
Korrelation zwischen dem gesendeten Maximallängencode und
dem empfangenen Maximallängencode wird periodisch berech
net. Das Zeitintervall, das der Laserstrahl benötigt, um
zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorderhalb vorhande
nen Zielobjekt hin- und herzugehen, wird durch Bezugnahme
auf die berechneten Korrelationswerte gemessen. Das gemes
sene Zeitintervall wird durch die ersten Zeitdaten D1 dar
gestellt. Dann gibt die Vorrichtung in Fig. 1 einen vor
wärtsgerichteten Laserstrahl als Reaktion auf ein Einzel
pulssignal ab. Die Vorrichtung in Fig. 1 empfängt einen
Echostrahl, der durch die Reflexion des vorwärtsgerichteten
Laserstrahls an dem vorderhalb vorhandenen Zielobjekt be
wirkt wird. In der Vorrichtung in Fig. 1 wird der empfan
gene Echostrahl zu einem Empfangs-Einzelpulssignal gewan
delt. Das Sende-Einzelpulssignal wird um eine Zeit verzö
gert, die dem Zeitintervall entspricht, das durch die er
sten Zeitdaten D1 dargestellt ist. Die Phasendifferenz zwi
schen dem verzögerten Sende-Einzelpulssignal und dem Emp
fangs-Einzelpulssignal wird von dem Zeit-A/D-Wandler-Ab
schnitt 50 gemessen. Die gemessene Phasendifferenz wird
durch die zweiten Zeitdaten D2 dargestellt. Der Abstand
zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorderhalb vorhande
nen Zielobjekt (dem vorderhalb vorhandenen Fahrzeug) wird
aus dem gemessenen Zeitintervall, das durch die ersten
Zeitdaten D1 dargestellt ist, und der gemessenen Phasendif
ferenz berechnet, die durch die zweiten Zeitdaten D2 darge
stellt ist.
Die Auflösung des Abstands zwischen Fahrzeugen, der von
der Vorrichtung in Fig. 1 gemessen wird, wird durch die
Verzögerungszeit bestimmt, die von jedem der Verzögerungs
elemente 52 in dem Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 vorgesehen
wird. Die Zeitverzögerung, die von jedem der Verzögerungs
elemente 52 vorgesehen wird, ist gleich oder kürzer als 1 ns.
In dem Fall, in dem die Verzögerungszeit gleich 1 ns
ist, entspricht die Abstandsmeßauflösung 15 cm. Daher ist
die Abstandsmeßauflösung beträchtlich höher als eine Ab
standsmeßauflösung, die bei einem vergleichbaren Entwurf
verfügbar ist, bei dem der Abstand zwischen Fahrzeugen un
ter Bezugnahme auf lediglich die ersten Zeitdaten D1 gemes
sen wird. Demgemäß ist die Vorrichtung in Fig. 1 imstande,
den Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem vorder
halb vorhandenen Zielobjekt (einem vorderhalb vorhandenen
Fahrzeug) genau zu messen.
Der Verzögerungsabschnitt 40 und der Zeit-A/D-Wandler-
Abschnitt 50 können durch ein billiges digitales IC oder
billige digitale IC's ausgebildet sein. Demgemäß sind die
Kosten der Vorrichtung in Fig. 1 nicht beträchtlich höher
als die einer Vorrichtung im Stand der Technik.
Bei der Vorrichtung in Fig. 1 werden die ersten Zeitda
ten D1, welche das gemessene Zeitintervall darstellen,
durch ein Spreizspektrumsverfahren unter Verwendung eines
Maximallängencodes erzeugt. Die zweiten Zeitdaten D2, wel
che die Phasendifferenz zwischen dem verzögerten Sende-Ein
zelpulssignal und dem Empfangs-Einzelpulssignal darstellen,
werden beim Kompensieren einer niedrigen Auflösung oder ei
nes Fehlers in dem gemessenen Zeitintervall verwendet, das
durch die ersten Zeitdaten D1 dargestellt ist. Da das
Spreizspektrumsverfahren verwendet wird, ist der gemessene
Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem vorderhalb
vorhandenen Zielobjekt (einem vorderhalb vorhandenen Fahr
zeug) imstande, Rauschen zu widerstehen.
Bei der Vorrichtung in Fig. 1 gibt es "n" erfaßte Pha
sendifferenzen, die durch die zweiten Zeitdaten D2 darge
stellt sind. Dann wird die Berechnung hinsichtlich des Mit
telwerts der "n" erfaßten Phasendifferenzen durchgeführt,
die durch die zweiten Zeitdaten D2 dargestellt sind. Die
mittlere erfaßte Phasendifferenz, die sich auf die zweiten
Zeitdaten D2 bezieht, wird bei der Abstandsberechnung ver
wendet. Das zuvor erläuterte Mittelungsverfahren läßt zu,
daß der gemessene Abstand weiter Rauschen widersteht.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines zweiten Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin
dung ist zu dem ersten Ausführungsbeispiel von dieser aus
genommen von nachstehend erläuterten Entwurfsänderungen
ähnlich. Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung lernt periodisch die Verzögerungszeit, die von
jedem der Verzögerungselemente 52 vorgesehen wird. Zum Bei
spiel führt das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung das Lernen während jedes Verfahrens eines Erzeu
gens der ersten Zeitdaten D1 aus.
Genauer gesagt wir das Lernen wie folgt ausgeführt. Zu
einem Zeitpunkt einer ansteigenden Flanke in dem Referenz
taktsignal wird ein Startsignal in den Zeit-A/D-Wandler-Ab
schnitt 50 eingegeben. Zu einem Zeitpunkt einer nachfolgen
den abfallenden Flanke in dem Referenztaktsignal wird ein
Stoppsignal in den Zeit-A/D-Wandler-Abschnitt 50 eingege
ben. Daher wird ein Zeitintervall, das einer 1-Puls-Breite
des Referenztaktsignals entspricht, von dem Zeit-A/D-Wand
ler-Abschnitt 50 gemessen. Die Verzögerungszeit, die von
jedem der Verzögerungselemente 52 vorgesehen wird, wird aus
dem Meßergebnis (der Anzahl von Verzögerungselementen 52,
durch welche das Startsignal gegangen ist) und dem Ist-Wert
einer 1-Puls-Breite des Referenztaktsignals berechnet.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung wird der gemessene Abstand zwischen dem eigenen
Fahrzeug und einem vorderhalb vorhandenen Zielobjekt (einem
vorderhalb vorhandenen Fahrzeug) als Reaktion auf die be
rechnete Verzögerungszeit korrigiert, die von jedem der
Verzögerungselemente 52 vorgesehen wird. Demgemäß ist es
möglich, eine temperaturabhängige Änderung der Ist-Verzöge
rungszeit zu kompensieren, die von jedem der Verzögerungs
elemente 52 vorgesehen wird.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines dritten Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung, welches ausgenommen der nachstehend er
läuterten Entwurfsänderungen ähnlich zu dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel oder dem zweiten Ausführungsbeispiel von die
ser ist. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, beinhaltet das
dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen
frequenzmultiplizierenden Taktoszillator 70, welcher das
Referenztaktsignal von dem Referenztaktoszillator 10 auf
nimmt. Der frequenzmultiplizierende Taktoszillator 70 mul
tipliziert die Frequenz des Referenztaktsignals mit 5 und
erzeugt dadurch ein zweites Taktsignal (ein frequenzmulti
pliziertes Taktsignal), das eine Frequenz von zum Beispiel
100 MHz aufweist.
Der frequenzmultiplizierende Taktoszillator 70 gibt das
zweite Taktsignal zu dem angepaßten Filter 22 und dem Ver
zögerungsabschnitt 40 aus. Das angepaßte Filter 22 arbeitet
als Reaktion auf das zweite Taktsignal anstelle als auf das
Referenztaktsignal. Ebenso arbeitet der Verzögerungsab
schnitt 40 als Reaktion auf das zweite Taktsignal anstelle
als auf das Referenztaktsignal.
Fig. 5 zeigt Korrelationswerte, die von dem angepaßten
Filter 22 in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung berechnet werden. Fig. 6 zeigt Korrelations
werte, die von dem angepaßten Filter 22 in dem dritten Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung berechnet wer
den. Wie es in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, ist die Pe
riode Δt der Korrelationswertberechnung durch das angepaßte
Filter 22 in dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung gleich einem Fünftel der entsprechenden Peri
ode ΔT in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung. Daher erfaßt das dritte Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung einen Zeitpunkt tp0, zu welchem der
Wert der Korrelation zwischen einem gesendeten Maximallän
gencode und einem empfangenen Maximallängencode eine Spitze
aufweist, hinsichtlich dessen genauer wie das erste Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen entsprechen
den Zeitpunkt tp1 erfaßt.
In dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung arbeitet das angepaßte Filter 22 als Reaktion auf
das zweite Taktsignal, welches eine Frequenz aufweist, die
gleich dem Fünffachen des Referenztaktsignals ist. Die
Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24, welche derart wirkt, daß
sie die ersten Zeitdaten D1 erzeugt, arbeitet bezüglich den
Ergebnissen der Berechnung durch das angepaßte Filter 22.
Daher ist die Auflösung des gemessenen Zeitintervalls, das
durch die ersten Zeitdaten D1 dargestellt ist, in dem drit
ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung um einen
Faktor von 5 höher als diejenige, die in dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgesehen wird.
Die Auflösung des gemessenen Zeitintervalls, das durch die
ersten Zeitdaten D1 dargestellt ist, in dem dritten Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entspricht zum
Beispiel 1,5 m.
Wie es zuvor erläutert worden ist, arbeitet das ange
paßte Filter 22 als Reaktion auf das zweite Taktsignal. Die
Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24, welche derart wirkt, daß
sie die ersten Zeitdaten D1 erzeugt, arbeitet bezüglich den
Ergebnissen der Berechnung durch das angepaßte Filter 22.
Der Verzögerungsabschnitt 40 arbeitet als Reaktion auf das
zweite Taktsignal. Daher stimmt die Auflösung der Verzöge
rungszeit, die durch den Verzögerungsabschnitt 40 vorgese
hen wird, mit der Auflösung des gemessenen Zeitintervalls
überein, das durch die ersten Zeitdaten D1 dargestellt ist.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines vierten Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 zeigt eine Abstandsmeßvorrichtung gemäß dem
vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die
Vorrichtung in Fig. 7 ist ausgenommen der nachfolgend er
läuterten Entwurfsänderungen zu der Vorrichtung in Fig. 4
ähnlich. Die Vorrichtung in Fig. 7 beinhaltet einen
Zeit/Spannungs-Wandler-Abschnitt 80, welcher den Zeit-A/D-
Wandler-Abschnitt 50 (siehe Fig. 1 und 4) ersetzt. Der
Zeit/Spannungs-Wandler-Abschnitt 80 erfaßt die Phasendiffe
renz zwischen dem verzögerten Sende-Einzelpulssignal, das
von dem Verzögerungsabschnitt 40 ausgegeben wird, und dem
Empfangs-Einzelpulssignal, das von dem Komparator 20 ausge
geben wird. Genauer gesagt wandelt der Zeit/Spannungs-Wand
ler-Abschnitt 80 die Phasendifferenz zwischen dem verzöger
ten Sende-Einzelpulssignal und dem Empfangs-Einzelpuls
signal in eine Signalspannung. Dann wandelt der
Zeit/Spannungs-Wandler-Abschnitt 80 die Signalspannung in
ein digitales Signal DV2. Der Zeit/Spannungs-Wandler-Ab
schnitt 80 gibt das digitale Signal DV2 zu dem Mikrocompu
ter 30 aus. Das digitale Signal DV2 stellt die erfaßte Pha
sendifferenz zwischen dem verzögerten Sende-Einzelpuls
signal und dem Empfangs-Einzelpulssignal dar. Der Mikrocom
puter 30 erzeugt zweite Zeitdaten D2 als Reaktion auf das
digitale Signal DV2.
Der Zeit/Spannungs-Wandler-Abschnitt 80 beinhaltet eine
Exklusiv-ODER-Schaltung 82, eine Integrationsschaltung und
einen A/D- bzw. Analog/Digital-Wandler 88. Die Integra
tionsschaltung beinhaltet eine Kombination eines Wider
stands 84 und eines Kondensators 86. Das verzögerte Sende-
Einzelpulssignal wird von dem Verzögerungsabschnitt 40 an
einen ersten Eingangsanschluß der Exklusiv-ODER-Schaltung
82 angelegt. Das Empfangs-Einzelpulssignal wird von dem
Komparator 20 über eine UND-Schaltung 72 zu einem zweiten
Eingangsanschluß der Exklusiv-ODER-Schaltung 82 übertragen.
Die Exklusiv-ODER-Schaltung 82 führt eine Exklusiv-ODER-
Verknüpfung zwischen dem verzögerten Sende-Einzelpulssignal
und dem Empfangs-Einzelpulssignal aus. Die Integrations
schaltung folgt der Exklusiv-ODER-Schaltung 82. Die Inte
grationsschaltung integriert ein Ausgangssignal der Exklu
siv-ODER-Schaltung 82 zu einer Signalspannung. Der A/D-
Wandler 88 empfängt die Signalspannung von der Integra
tionsschaltung. Der A/D-Wandler 88 wandelt die Signalspan
nung zu dem digitalen Signal DV2. Der A/D-Wandler 88 gibt
das digitale Signal DV2 zu dem Mikrocomputer 30 aus.
Die UND-Schaltung 72 wird als Reaktion auf ein Steuer
signal, das von dem Mikrocomputer 30 zugeführt wird, ge
schlossen und geöffnet. Wenn die UND-Schaltung 72 geschlos
sen ist, wird die Signalübertragung von dem Komparator 20
zu dem Zeit/Spannungs-Wandler-Abschnitt 80 gesperrt. Wenn
die UND-Schaltung 72 geöffnet ist, wird die Signalübertra
gung von dem Komparator 20 zu dem Zeit/Spanungs-Wandler-Ab
schnitt 80 freigegeben. Der Mikrocomputer 30 steuert die
UND-Schaltung 72, um das folgende Verhinderungsverfahren
durchzuführen. Während des Zeitintervalls von dem Zeitpunkt
des Erzeugens des Einzelpulssignals durch den Pulserzeu
gungsabschnitt 12 bis zu dem Zeitpunkt des Anlegens des
verzögerten Sende-Einzelpulssignals an die Exklusiv-ODER-
Schaltung 82 in dem Zeit/Spannungs-Wandler-Abschnitt 80
wird verhindert, daß ein Signal eines hohen Pegels, das von
dem Komparator 20 ausgegeben wird, die Exklusiv-ODER-Schal
tung 82 erreicht. Wenn ein derartiges Signal eines hohen
Pegels die Exklusiv-ODER-Schaltung 82 erreichen würde,
würde die Signalspannung, die von der Integrationsschaltung
erzeugt wird, ungenau sein. Wie es später deutlich gemacht
wird, steuert der Mikrocomputer 30 den Pulserzeugungsab
schnitt 12, um wiederholt ein Einzelpulssignal mit einer
vorbestimmten Periode zu erzeugen. Daher gibt der Pulser
zeugungsabschnitt 12 einen Zug einer vorbestimmten Anzahl
von Einzelpulssignalen aus. Deshalb gibt, wie es in Fig. 8
gezeigt ist, der Verzögerungsabschnitt 40 wiederholt ein
verzögertes Sende-Einzelpulssignal zu dem Zeit/Spannungs-
Wandler-Abschnitt 80 mit der vorbestimmten Periode aus. Wie
es in Fig. 8 gezeigt ist, gibt die UND-Schaltung 72 wieder
holt ein Empfangs-Einzelpulsignal zu dem Zeit/Spannungs-
Wandler-Abschnitt 80 aus. Jedes Empfangs-Einzelpulssignal
folgt dem entsprechenden verzögerten Sende-Einzelpuls
signal, aber überlappt teilweise mit diesem auf einer zeit
lichen Grundlage.
Jedes Zeitintervall, für welches ein verzögertes Sende-
Einzelpulssignal und ein entsprechendes Empfangs-Einzel
pulssignal hinsichtlich eines logischen Zustands verschie
den bleiben, ist gleich der Phasendifferenz zwischen die
sen. Lediglich während jedes Zeitintervalls für welches ein
verzögertes Sende-Einzelpulssignal und ein entsprechendes
Empfangs-Einzelpulssignal hinsichtlich eines logischen Zu
stands verschieden bleiben, gibt die Exklusiv-ODER-Schal
tung 82 in dem Zeit/Spannungs-Wandler-Abschnitt 80 ein Sig
nal eines hohen Pegels zu der Integrationsschaltung aus.
Der Kondensator 86 in der Integrationsschaltung wird durch
das Signal eines hohen Pegels geladen, das von der Exklu
siv-ODER-Schaltung 82 ausgegeben wird. Der Kondensator 86
wird als Reaktion auf ein Signal eines niedrigen Pegels,
das von der Exklusiv-ODER-Schaltung 82 ausgegeben wird, mit
einer niedrigen Geschwindigkeit entladen. Die Spannung über
dem Kondensator, das heißt die Signalspannung, die von der
Integrationsschaltung ausgegeben wird, steigt an, wenn ver
zögerte Sende-Einzelpulssignale und Empfangs-Einzelpuls
signale aufeinanderfolgend in den Zeit/Spannungs-Wandler-
Abschnitt 80 eingegeben werden (siehe Fig. 8). Wie es zuvor
erläutert worden ist, empfängt der A/D-Wandler 88 die Sig
nalspannung von der Integrationsschaltung. Der A/D-Wandler
88 wandelt die Signalspannung zu dem digitalen Signal DV2.
Der A/D-Wandler 88 gibt das digitale Signal DV2 zu dem Mi
krocomputer 30 aus.
Der Mikrocomputer 30 führt ein Abstandsmeßverfahren
aus, welches hier im weiteren Verlauf erläutert wird. Der
Mikrocomputer 30 arbeitet in Übereinstimmung mit einem in
seinem internen ROM gespeicherten Programm. Fig. 9 zeigt
ein Flußdiagramm eines Abschnitts des Programms, welches
sich auf das Abstandsmeßverfahren bezieht. Der Programmab
schnitt in Fig. 9 wird für jedes vorbestimmte Zeitintervall
ausgeführt.
Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, gibt ein erster Schritt
210 des Programmabschnitts ein Signal eines niedrigen Pe
gels zu der UND-Schaltung 72 aus. Das Signal eines niedri
gen Pegels schließt die UND-Schaltung 72, so daß verhindert
wird, daß jedes Empfangs-Einzelpulssignal (jedes Signal ei
nes hohen Pegels) den Zeit/Spannungs-Wandler-Abschnitt 80
erreicht. Der Schritt 210 initialisiert die Spitzen-Erfas
sungsvorrichtung 24. Demgemäß legt der Schritt 210 eine Be
triebsart der Vorrichtung in Fig. 7 auf eine erste Zeitmeß
betriebsart fest.
Ein Schritt 220, der dem Schritt 210 folgt, steuert den
Pulserzeugungsabschnitt 12 derart, daß er einen Maximallän
gencode erzeugt, der eine vorbestimmte Bitlänge aufweist.
Der Pulserzeugungsabschnitt 12 gibt den Maximallängencode
zu dem Lichtabgabeabschnitt 14 aus. Der Lichtabgabeab
schnitt 14 gibt einen vorwärtsgerichteten Laserstrahl aus,
dessen Amplitude in Übereinstimmung mit dem Maximallängen
code moduliert ist.
Bei dem Vorhandensein eines vorderhalb vorhandenen
Zielobjekts (eines vorderhalb vorhandenen Fahrzeugs) wird
der vorwärtsgerichtete Laserstrahl an diesem reflektiert
und bewirkt einen Echostrahl, welcher zu der Vorrichtung 1
zurückkehrt. Der Lichtempfangsabschnitt 16 wandelt den
Echostrahl zu einem Empfangssignal. Das Empfangssignal wird
von dem Lichtempfangsabschnitt 16 über den Verstärker 18
dem Komparator 20 zugeführt. Der Komparator 20 wandelt das
Empfangssignal zu einem binären Signal. Der Komparator 20
führt das binäre Signal dem angepaßten Filter 22 zu. Wenn
das binäre Signal den Echostrahl widerspiegelt, erhöht sich
der Wert der Korrelation, der von dem angepaßten Filter 22
berechnet wird. Die Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24 erfaßt
einen Zeitpunkt (einen Zeitpunkt eines Auftretens einer
Spitze), zu welchem der Korrelationswert maximiert ist, der
von dem angepaßten Filter 22 berechnet wird. Anders ausge
drückt erfaßt die Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24 das
Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt des Startens der Kor
relationswertberechnung durch das angepaßte Filter 22 und
einem Zeitpunkt, zu welchem der berechnete Korrelationswert
maximiert ist. Die Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24 gibt
erste Zeitdaten D1 aus, welche den Zeitpunkt eines Auftre
tens einer Spitze bezüglich des Startens der Korrelations
wertberechnung durch das angepaßte Filter 22 darstellen
(das heißt das Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt des
Startens der Korrelationswertberechnung durch das angepaßte
Filter 22 und dem Zeitpunkt eines Auftretens einer Spitze).
Ein Schritt 230, der dem Schritt 220 nachfolgt, wartet,
bis die Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24 die ersten Zeitda
ten D1 ausgibt. Dann empfängt der Schritt 230 die ersten
Zeitdaten D1 von der Spitzen-Erfassungsvorrichtung 24.
Ein Schritt 240, der dem Schritt 230 folgt, berechnet
eine Zeit Td1, die gleich dem Zeitintervall, das durch die
ersten Zeitdaten D1 bezeichnet ist, minus der Periode ΔT
der Berechnung durch das angepaßte Filter 22 ist, in Über
einstimmung mit der Gleichung "Td1 = D1 - ΔT". Der Schritt
240 gibt ein Steuersignal zu dem Verzögerungsabschnitt 40
aus, so daß die Signalverzögerung, die von dem Verzöge
rungsabschnitt 40 vorgesehen wird, gleich der berechneten
Zeit Td1 wird. Der Schritt 240 gibt ein Signal eines hohen
Pegels zu der UND-Schaltung 72 aus. Das Signal eines hohen
Pegels öffnet die UND-Schaltung 72, so daß zugelassen wird,
daß jedes Empfangs-Einzelpulssignal (jedes Signal eines ho
hen Pegels) den Zeit/Spannungs-Wandler-Abschnitt 80 er
reicht. Demgemäß legt der Schritt 240 die Betriebsart der
Vorrichtung in Fig. 7 auf eine zweite Zeitmeßbetriebsart
fest. Nach dem Schritt 240 schreitet das Programm zu einem
Schritt 250 fort.
Der Schritt 250 steuert den Pulserzeugungsabschnitt 12
derart, daß er einen Zug von Einzelpulssignalen erzeugt,
welche eine vorbestimmte Periode aufweisen. Der Pulserzeu
gungsabschnitt 12 gibt den Zug der Einzelpulssignale als
einen Zug von Sende-Einzelpulssignalen aus.
Der Pulserzeugungsabschnitt 12 führt den Zug der Sende-
Einzelpulssignale dem Lichtabgabeabschnitt 14 zu. Der
Lichtabgabeabschnitt 14 gibt einen vorwärtsgerichteten La
serstrahl als Reaktion auf den Zug der Sende-Einzelpuls
signale ab. Ebenso gibt der Pulserzeugungsabschnitt 12 den
Zug der Sende-Einzelpulssignale zu dem Verzögerungsab
schnitt 40 aus. Der Verzögerungsabschnitt 40 verzögert je
des Sende-Einzelpulssignal um eine Zeit, die gleich der
Zeit Td1 ist. Jedes verzögerte Sende-Einzelpulssignal wird
von dem Verzögerungsabschnitt 40 zu dem Zeit/Spannungs-
Wandler-Abschnitt 80 übertragen. Andererseits wird der vor
wärtsgerichtete Laserstrahl, der von dem Lichtabgabeab
schnitt 14 abgegeben wird, an dem vorderhalb vorhandenen
Zielobjekt reflektiert und wird daher ein Echostrahl be
wirkt, welcher zu dem Lichtempfangsabschnitt 16 zurück
kehrt. Der Lichtempfangsabschnitt 16 wandelt den Echostrahl
zu einem Empfangssignal. Das Empfangssignal wird von dem
Lichtempfangsabschnitt 16 über den Verstärker 18 dem Kompa
rator 20 zugeführt. Der Komparator 20 wandelt das Empfangs
signal zu einem binären Signal, welches ein Zug von Emp
fangs-Einzelpulssignalen ist. Jedes Empfangs-Einzelpuls
signal geht von dem Komparator 20 über die UND-Schaltung 72
zu dem Zeit/Spannungs-Wandler-Abschnitt 80. Der Zeit/Span
nungs-Wandler-Abschnitt 80 erfaßt die Phasendifferenz zwi
schen dem Zug der verzögerten Sende-Einzelpulssignale und
dem Zug der Empfangs-Einzelpulssignale. Der Zeit/Spannungs-
Wandler-Abschnitt 80 erzeugt das digitale Signal DV2, wel
ches die erfaßte Phasendifferenz darstellt, und gibt dieses
aus.
Ein Schritt 260, der dem Schritt 250 nachfolgt, wartet,
bis der Zeit/Spannungs-Wandler-Abschnitt 80 ein wirksames
digitales Signal DV2 ausgibt. Dann empfängt der Schritt 260
das wirksame digitale Signal DV2 von dem Zeit/Spannungs-
Wandler-Abschnitt 80.
Ein Schritt 270, der dem Schritt 260 folgt, wandelt das
digitale Signal DV2 zu zweiten Zeitdaten D2, die die Pha
sendifferenz (das Zeitintervall) zwischen dem Zug der ver
zögerten Sende-Einzelpulssignale und dem Zug der Empfangs-
Einzelpulssignale darstellen. Der ROM innerhalb des Mikro
computers 30 speichert Daten, die eine vorbestimmte Abbil
dung für die Wandlung von dem digitalen Signal DV2 zu den
zweiten Zeitdaten D2 anzeigt. Vorzugsweise ist die Abbil
dung derart aufgebaut, daß sie einer nichtlinearen Bezie
hung zwischen den Parametern folgt, die durch das digitale
Signal DV2 und die zweiten Zeitdaten D2 dargestellt sind.
Ein Schritt 280, der dem Schritt 270 nachfolgt, be
stimmt ob die Anzahl von Zeiten des Ausführens der Messung,
um zweite Zeitdaten D2 zu erzeugen, eine vorbestimmte An
zahl "n" erreicht oder nicht. Wenn die Anzahl von Zeiten
die vorbestimmte Anzahl "n" erreicht, schreitet das Pro
gramm von dem Schritt 280 zu einem Schritt 290 fort. Anson
sten kehrt das Programm von dem Schritt 280 zu dem Schritt
250 zurück. Demgemäß werden "n" erfaßte Phasendifferenzen
vorgesehen, die durch die zweiten Zeitdaten D2 dargestellt
sind, bevor der Schritt 290 ausgeführt wird.
Der Schritt 290 berechnet den Mittelwert der "n" erfaß
ten Phasendifferenzen, die durch die zweiten Zeitdaten D2
dargestellt sind. Die Schritte 280 und 290 unterdrücken ei
nen Meßfehler in den zweiten Zeitdaten D2.
Ein Schritt 300, der dem Schritt 290 nachfolgt, berech
net den Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vor
derhalb vorhandenen Zielobjekt (dem vorderhalb vorhandenen
Fahrzeug) aus dem Zeitintervall, das durch die ersten Zeit
daten D1 dargestellt ist, und dem Zeitintervall, das der
mittleren erfaßten Phasendifferenz entspricht, die sich auf
die zweiten Zeitdaten D2 bezieht. Nach dem Schritt 300 en
det der vorliegende Ausführungszyklus des Programmab
schnitts.
Wie es zuvor beschrieben worden ist, wird gemäß der
vorliegenden Erfindung ein Pseudozufallsrauschcode synchro
nisiert zu einem Referenztaktsignal erzeugt. Eine erste
vorwärtsgerichtete elektromagnetische Welle wird als Reak
tion auf den Pseudozufallsrauschcode gesendet. Eine erste
Echowelle wird empfangen, welche durch Reflexion der ersten
vorwärtsgerichteten elektromagnetischen Welle an einem Ob
jekt bewirkt wird. Die empfangene erste Echowelle wird zu
einem binären Signal gewandelt. Ein Wert einer Korrelation
zwischen dem binären Signal und dem Pseudozufallsrauschcode
wird wiederholt mit einer vorbestimmten Periode berechnet,
die eine synchronisierte Beziehung zu dem Referenztaktsig
nal aufweist. Ein Zeitintervall, das die erste vorwärtsge
richtete elektromagnetische Welle und die erste Echowelle
benötigen, um zu dem Objekt hin und von dem Objekt weg zu
gehen, wird als Reaktion auf einen Zeitpunkt gemessen, zu
welchem der berechnete Korrelationswert eine Spitze auf
weist. Dann wird eine zweite vorwärtsgerichtete elektromag
netische Welle als Reaktion auf ein Sendepulssignal gesen
det. Eine zweite Echowelle, die sich auf die zweite vor
wärtsgerichtete elektromagnetische Welle bezieht, wird emp
fangen. Die empfangene zweite Echowelle wird in ein Emp
fangspulssignal gewandelt. Eine Verzögerungsschaltung ver
zögert das Sendepulssignal um eine Verzögerungszeit, die
dem gemessenen Zeitintervall entspricht, um ein verzögertes
Sendepulssignal zu erzeugen. Eine Phasendifferenz zwischen
dem Empfangspulssignal und dem verzögerten Sendepulssignal
wird mit einer Auflösung gemessen, die höher als eine Auf
lösung ist, die der vorbestimmten Periode der Korrelations
wertberechnung entspricht. Ein Abstand zu dem Objekt wird
auf der Grundlage des gemessenen Zeitintervalls und der ge
messenen Phasendifferenz berechnet.
Claims (5)
1. Abstandsmeßvorrichtung, die aufweist:
eine Pseudozufallsrauschcode-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Pseudozufallsrauschcodes synchronisiert zu einem Referenztaktsignal, wobei der Pseudozufalls rauschcode eine vorbestimmte Bitlänge aufweist;
eine Sendeeinrichtung zum Senden einer ersten vorwärts gerichteten elektromagnetischen Welle, die in Überein stimmung mit dem Pseudozufallsrauschcode moduliert ist, der von der Pseudozufallsrauschcode-Erzeugungseinrich tung erzeugt wird;
eine Empfangseinrichtung zum Empfangen einer ersten Echowelle, die durch Reflexion der ersten vorwärtsge richteten elektromagnetischen Welle an einem Objekt be wirkt wird, und zum Wandeln der empfangenen ersten Echowelle zu einem binären Signal;
eine Korrelations-Berechnungseinrichtung zum wiederhol ten Berechnen eines Werts einer Korrelation zwischen dem binären Signal, das von der Empfangseinrichtung er zeugt wird, und dem Pseudozufallsrauschcode, der für eine Modulation der ersten vorwärtsgerichteten elektro magnetischen Welle von der Sendeeinrichtung verwendet wird, mit einer vorbestimmten Periode, die eine syn chronisierte Beziehung zu dem Referenztaktsignal auf weist;
eine erste Zeitmeßeinrichtung zum Erfassen eines Zeit punkts, zu dem der Korrelationswert, der von der Korre lations-Berechnungseinrichtung berechnet wird, eine Spitze aufweist, und zum Messen eines Zeitintervalls, das die erste vorwärtsgerichtete elektromagnetische Welle und die erste Echowelle benötigen, um zu dem Ob jekt hin und von diesem weg zu gehen, als Reaktion auf den erfaßten Zeitpunkt;
eine Sendepuls-Erzeugungseinrichtung zum Ausgeben eines Sendepulssignals zu der Sendeeinrichtung, nachdem das Zeitinterval von der ersten Zeitmeßeinrichtung gemessen worden ist, und zum Bewirken, daß die Sendeeinrichtung eine zweite vorwärtsgerichtete elektromagnetische Welle sendet, die in Übereinstimmung mit dem Sendepulssignal moduliert ist, wobei die Empfangseinrichtung derart ar beitet, daß sie eine zweite Echowelle empfängt, die durch Reflexion der zweiten vorwärtsgerichteten elek tromagnetischen Welle an dem Objekt bewirkt wird, und die empfangene zweite Echowelle zu einem Empfangspuls signal wandelt;
eine Sendepuls-Verzögerungseinrichtung zum Verzögern des Sendepulssignals, das von der Sendepuls-Erzeugungs einrichtung erzeugt wird, um eine Verzögerungszeit, die dem Zeitintervall entspricht, das von der ersten Zeit meßeinrichtung gemessen wird, und dadurch zum Wandeln des Sendepulssignals zu einem verzögerten Sendepuls signal;
eine zweite Zeitmeßeinrichtung zum Messen einer Phasen differenz zwischen dem Empfangspulssignal, das von der Empfangseinrichtung erzeugt wird, und dem verzögerten Sendepulssignal, das von der Sendepuls-Verzögerungsein richtung erzeugt wird, mit einer Auflösung, die höher als eine Auflösung ist, die der vorbestimmten Periode der Korrelationswertberechnung durch die Korrelations- Berechnungseinrichtung entspricht; und
eine Abstands-Berechnungseinrichtung zum Berechnen ei nes Abstands zu dem Objekt auf der Grundlage des Zeit intervalls, das von der ersten Zeitmeßeinrichtung ge messen wird, und der Phasendifferenz, die von der zwei ten Zeitmeßeinrichtung gemessen wird.
eine Pseudozufallsrauschcode-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Pseudozufallsrauschcodes synchronisiert zu einem Referenztaktsignal, wobei der Pseudozufalls rauschcode eine vorbestimmte Bitlänge aufweist;
eine Sendeeinrichtung zum Senden einer ersten vorwärts gerichteten elektromagnetischen Welle, die in Überein stimmung mit dem Pseudozufallsrauschcode moduliert ist, der von der Pseudozufallsrauschcode-Erzeugungseinrich tung erzeugt wird;
eine Empfangseinrichtung zum Empfangen einer ersten Echowelle, die durch Reflexion der ersten vorwärtsge richteten elektromagnetischen Welle an einem Objekt be wirkt wird, und zum Wandeln der empfangenen ersten Echowelle zu einem binären Signal;
eine Korrelations-Berechnungseinrichtung zum wiederhol ten Berechnen eines Werts einer Korrelation zwischen dem binären Signal, das von der Empfangseinrichtung er zeugt wird, und dem Pseudozufallsrauschcode, der für eine Modulation der ersten vorwärtsgerichteten elektro magnetischen Welle von der Sendeeinrichtung verwendet wird, mit einer vorbestimmten Periode, die eine syn chronisierte Beziehung zu dem Referenztaktsignal auf weist;
eine erste Zeitmeßeinrichtung zum Erfassen eines Zeit punkts, zu dem der Korrelationswert, der von der Korre lations-Berechnungseinrichtung berechnet wird, eine Spitze aufweist, und zum Messen eines Zeitintervalls, das die erste vorwärtsgerichtete elektromagnetische Welle und die erste Echowelle benötigen, um zu dem Ob jekt hin und von diesem weg zu gehen, als Reaktion auf den erfaßten Zeitpunkt;
eine Sendepuls-Erzeugungseinrichtung zum Ausgeben eines Sendepulssignals zu der Sendeeinrichtung, nachdem das Zeitinterval von der ersten Zeitmeßeinrichtung gemessen worden ist, und zum Bewirken, daß die Sendeeinrichtung eine zweite vorwärtsgerichtete elektromagnetische Welle sendet, die in Übereinstimmung mit dem Sendepulssignal moduliert ist, wobei die Empfangseinrichtung derart ar beitet, daß sie eine zweite Echowelle empfängt, die durch Reflexion der zweiten vorwärtsgerichteten elek tromagnetischen Welle an dem Objekt bewirkt wird, und die empfangene zweite Echowelle zu einem Empfangspuls signal wandelt;
eine Sendepuls-Verzögerungseinrichtung zum Verzögern des Sendepulssignals, das von der Sendepuls-Erzeugungs einrichtung erzeugt wird, um eine Verzögerungszeit, die dem Zeitintervall entspricht, das von der ersten Zeit meßeinrichtung gemessen wird, und dadurch zum Wandeln des Sendepulssignals zu einem verzögerten Sendepuls signal;
eine zweite Zeitmeßeinrichtung zum Messen einer Phasen differenz zwischen dem Empfangspulssignal, das von der Empfangseinrichtung erzeugt wird, und dem verzögerten Sendepulssignal, das von der Sendepuls-Verzögerungsein richtung erzeugt wird, mit einer Auflösung, die höher als eine Auflösung ist, die der vorbestimmten Periode der Korrelationswertberechnung durch die Korrelations- Berechnungseinrichtung entspricht; und
eine Abstands-Berechnungseinrichtung zum Berechnen ei nes Abstands zu dem Objekt auf der Grundlage des Zeit intervalls, das von der ersten Zeitmeßeinrichtung ge messen wird, und der Phasendifferenz, die von der zwei ten Zeitmeßeinrichtung gemessen wird.
2. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sendepuls-Erzeugungseinrichtung der
art arbeitet, daß sie mehrfach wiederholt das Sende
pulssignal ausgibt, und die zweite Zeitmeßeinrichtung
derart arbeitet, daß sie die Phasendifferenz in Verbin
dung mit jedem der Sendepulssignale mißt, und daß die
Abstands-Meßeinrichtung eine Einrichtung zum Berechnen
eines Mittelwerts der Phasendifferenzen, die von der
zweiten Zeitmeßeinrichtung gemessen werden, und eine
Einrichtung zum Berechnen des Abstands zu dem Objekt
auf der Grundlage des Zeitintervalls, das von der er
sten Zeitmeßeinrichtung gemessen wird, und des berech
neten Mittelwerts der Phasendifferenzen aufweist.
3. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verzögerungszeit, die von der Sende
puls-Verzögerungseinrichtung vorgesehen wird, gleich
dem Zeitintervall, das von der ersten Zeitmeßeinrich
tung gemessen wird, minus einem Zeitintervall ist, das
der vorbestimmten Periode der Korrelationswertberech
nung durch die Korrelations-Berechnungseinrichtung ent
spricht.
4. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zweite Zeitmeßeinrichtung aufweist:
eine Verzögerungselementgruppe zum Übertragen des ver zögerten Sendepulssignals, das von der Sendepuls-Verzö gerungseinrichtung erzeugt wird, von ihrem Eingangsende zu ihrem Ausgangsende, wobei die Verzögerungselement gruppe eine Reihenschaltung einer vorbestimmten Anzahl von Verzögerungselementen aufweist, die alle eine Sig nalverzögerung vorsehen, die kürzer als die vorbe stimmte Periode der Korrelationswertberechnung durch die Korrelations-Berechnungseinrichtung ist;
eine Einrichtung zum Erfassen einer Anzahl von Verzöge rungselementen in der Verzögerungselementgruppe, durch welche das Sendepulssignal bereits gegangen ist, zu ei nem Zeitpunkt, der durch das Empfangspulssignal be stimmt wird, das von der Empfangseinrichtung erzeugt wird; und
eine Einrichtung zum Messen der Phasendifferenz zwi schen dem Empfangspulssignal und dem verzögerten Sende pulssignal als Reaktion auf die erfaßte Anzahl der Ver zögerungselemente.
eine Verzögerungselementgruppe zum Übertragen des ver zögerten Sendepulssignals, das von der Sendepuls-Verzö gerungseinrichtung erzeugt wird, von ihrem Eingangsende zu ihrem Ausgangsende, wobei die Verzögerungselement gruppe eine Reihenschaltung einer vorbestimmten Anzahl von Verzögerungselementen aufweist, die alle eine Sig nalverzögerung vorsehen, die kürzer als die vorbe stimmte Periode der Korrelationswertberechnung durch die Korrelations-Berechnungseinrichtung ist;
eine Einrichtung zum Erfassen einer Anzahl von Verzöge rungselementen in der Verzögerungselementgruppe, durch welche das Sendepulssignal bereits gegangen ist, zu ei nem Zeitpunkt, der durch das Empfangspulssignal be stimmt wird, das von der Empfangseinrichtung erzeugt wird; und
eine Einrichtung zum Messen der Phasendifferenz zwi schen dem Empfangspulssignal und dem verzögerten Sende pulssignal als Reaktion auf die erfaßte Anzahl der Ver zögerungselemente.
5. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Korrelations-Berechnungseinrichtung
eine Einrichtung zum Multiplizieren einer Frequenz des
Referenztaktsignals, um ein frequenzmultipliziertes
Taktsignal zu erzeugen, und eine Einrichtung zum wie
derholten Berechnen des Werts der Korrelation zwischen
dem binären Signal und dem Pseudozufallsrauschcode syn
chronisiert zu dem frequenzmultiplizierten Taktsignal
aufweist.
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