DE4406865C2 - Abstandsmeßvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstandsmeßvorrichtung, umfassend eine Licht emittierende Einrichtung zum Erzeugen eines Im­ pulsstrahles;
eine Lichtempfangseinrichtung zum Empfangen eines reflektier­ ten Impulsstrahls von einem zu messenden Objekt, der aus dem von der Licht emittierenden Einrichtung erzeugten Impuls­ strahl resultiert, und zum Umwandeln des reflektierten Im­ pulsstrahls in ein elektrisches Empfangssignal;
eine Objekterfassungseinrichtung zum Abtasten des zu messen­ den Objektes auf der Grundlage des Pegels eines elektrischen Lichtempfangssignals, das aus dem Empfangssignal von der Lichtempfangseinrichtung abgeleitet ist; und
einen Prozessor, der aus den Signalen von der Lichtempfangs­ einrichtung den Abstand zu dem Objekt ermittelt.

Eine derartige Abstandsmeßvorrichtung stellt ein optisches Radarsystem dar, das beispielsweise aus der JP 2-228 579 A bekannt ist. Fig. 7 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung des Aufbaus einer solchen herkömmlichen Abstandsmeßvorrich­ tung. Eine Lichtsendeeinrichtung 1 erzeugt durch Betätigung eines Licht emittierenden Elementes, wie z. B. einer Laser­ diode usw., einen Impulsstrahl. Ein Taktgenerator 2, dessen Ausgang mit einem Eingang der Lichtsendeeinrichtung 1 verbun­ den ist, erzeugt einen Taktimpuls P1, der als Generator-Zeit­ steuerung für den Impulsstrahl P2 dient. Die Lichtsendeeinrichtung 1 gibt den Taktimpuls P1 ein.

Eine Lichtempfangseinrichtung 3 empfängt den von dem mit dem Impulsstrahl P2 bestrahlten Objekt 7 reflektierten Impuls­ strahl. Die Lichtempfangseinrichtung 3 wandelt den Impuls­ strahl in ein elektrisches Signal P4 um. Ein Abtastimpulsgene­ rator 4, dessen Eingang mit dem anderen Ausgang des Takt­ generators 2 verbunden ist, zählt die Taktimpulse P1, die von dem Taktgenerator 2 eingegeben sind. Der Abtastimpulsgenera­ tor 4 erzeugt gleichzeitig einen Abtastimpuls P3.

Eine Abtast- und Halteschaltung 5 ist mit einem Ausgang der Lichtempfangseinrichtung 3 und einem Ausgang des Abtastim­ pulsgenerators 4 verbunden. Die Abtast- und Halteschaltung 5 führt die Abtastung der Ausgangssignale P4 der Lichtempfangs­ einrichtung 3 unter Verwendung der Abtastimpulse P3 des Ab­ tastimpulsgenerators 4 durch. Ein Prozessor 6 ist mit dem Ausgang des Abtastimpulsgenerators 4 und der Abtast- und Hal­ teschaltung 5 verbunden. Der Prozessor 6 erhält einen Taktim­ pulszählwert von dem Abtastimpulsgenerator 4 sowie ein Aus­ gangssignal von der Abtast- und Halteschaltung 5. Der Pro­ zessor 6 mißt somit einen Abstand zu dem Objekt 7.

Als nächstes wird der Betrieb einer so aufgebauten, herkömm­ lichen Vorrichtung unter Bezug auf Fig. 8 und 9 erläutert. Fig. 8 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung von Betriebs­ wellenformen innerhalb einer Taktimpulsperiode des Taktgene­ rators 2. Fig. 9 ist ein Diagramm zu Veranschaulichung von Betriebswellenformen zu einem Zeitintervall, wenn die Ab­ standsmeßvorrichtung den Abstand einmal mißt. Der Taktgenera­ tor 21 erzeugt den Taktimpuls P1 mit einem Zeitintervall T, das länger als eine Zeit ist, die dem maximalen gemessenen Abstand entspricht. Dieser Taktimpuls P1 wird in die Licht­ sendeeinrichtung 1 eingegeben. Die Lichtsendeeinrichtung 1 erzeugt den Impulsstrahl P2 synchron zu diesem Taktimpuls P1.

Die Lichtempfangseinrichtung 3 empfängt diesen von dem Objekt 7 reflektierten Impulsstrahl P2.

Die Lichtempfangseinrichtung 3 wandelt den reflektierten Im­ pulsstrahl photoelektrisch in das elektrische Signal um und führt daran eine Hochfrequenzverstärkung durch. Das Ausgangs­ signal P4 wird in die Abtast- und Halteschaltung 5 eingege­ ben. Andererseits zählt der Abtastimpulsgenerator 4 die von dem Taktgenerator 2 gelieferten Taktimpulse P1. Der Abtastim­ pulsgenerator 4 wiederholt die Zählung, wobei eine Periode ein vorbestimmter Taktimpulszählwert M ist, der über einem Wert liegt, der durch die Division des maximal gemessenen Ab­ stands durch ein Abstandsauflösungsvermögen erhalten ist.

Gleichzeitig erzeugt der Abtastimpulsgenerator 4 einen Ab­ tastimpuls P3, bei dem der Abtastimpuls P1 um eine Zeit ver­ zögert ist, die durch die Multiplikation eines kleinen Zeitintervalls ΔT, die dem Abstandsauflösungsvermögen ent­ spricht, mit einem Taktimpulszählwert n entspricht. Die Ab­ tast- und Halteschaltung 5 tastet ein Impulssignal des re­ flektierten Strahls mit dem oben erwähnten Abtastimpuls P3 ab. Die Abtast- und Halteschaltung 5 hält dessen Signalpegel bis zu dem nächsten Abtastimpuls P3. Dieses gehaltene Signal P5 ist ein Signal, bei dem eine Wellenform des hochfrequen­ ten, reflektierten Impulsstrahls in ein niederfrequentes Signal umgewandelt wird.

Der Prozessor 6 vergleicht das niederfrequente Ausgangssignal P5 der Abtast- und Halteschaltung 5 mit einem Schwellwert Vth zum Abtasten des reflektierten Impulsstrahls und erfaßt so die Signale (A und B in Fig. 9), die größer als der Schwell­ wert sind. Der Abstand L zwischen der Abstandsmeßvorrichtung und dem Objekt wird zu diesem Zeitpunkt aus einem Taktimpuls­ zählwert N des Abtastimpulsgenerators 4 nach der folgenden Formel erhalten:

L = N × ΔT × C/2 . . . (1).

Darin steht C für die Lichtgeschwindigkeit. Der Abstand L be­ trägt nämlich 1/2 einer Impulsstrahlstrecke, der durch die Multiplikation einer Zeit von der Emission bis zu dem Empfang des Lichts aus dem Taktimpulszählwert N mit der Lichtge­ schwindigkeit C erhalten ist. Wird der Zählwert ein dem maxi­ mal erfaßten Abstand entsprechender Wert, dann wird der Im­ pulszählwert N auf 0 zurückgesetzt. Die oben erwähnten Aktio­ nen sind als eine Meßperiode definiert, und der Abstand wird durch ihre Wiederholung kontinuierlich erhalten.

Die Probleme, die diesem Typ einer Abstandsmeßvorrichtung innewohnen, werden unter Bezug auf Fig. 10 erläutert. Die in Fig. 10 gezeigte Wellenform gibt ein Ausgangssignal P5 der Abtast- und Halteschaltung 5 an. Das Symbol LT bezeichnet einen vorbestimmten Schwellwert zum Erfassen eines reflek­ tierten Impulsstrahls. Der Prozessor 6 in der herkömmlichen Vorrichtung führt eine Erfassung durch den Vergleich des Pe­ gels des Lichtempfangssignals bezüglich des von dem Objekt reflektierten Impulsstrahls mit dem Schwellwert LT durch. Der Prozessor 6 berechnet einen Abstand L über die Verwendung eines Zählwerts N der Taktimpulse P1 zu diesem Zeitpunkt.

Wie in Fig. 10 veranschaulicht, wird bei dieser Verarbeitung ein Fehler ΔN in dem Zählwert N der Taktimpulse P1 in Abhän­ gigkeit von der Größe des Pegels des Lichtempfangssingals er­ zeugt. Folglich weist der gemessene Abstand L einen Fehler auf, der durch ΔN × ΔT × C/2 gegeben ist. Aus diesem Grund schwankt dann, wenn das Reflexionsvermögen des Objekts 7 für die Messung verschieden ist, die Intensität des reflektierten Strahls, selbst wenn das Objekt im gleichen Abstand liegt.

Aus dem obengenannten Grund ergeben sich Probleme, wenn ein schwankender Abstand L gemessen werden soll, so daß sich ein Fehler bei der Abstandsmessung einstellt. Beispielsweise ist dieser Typ einer Abstandsmeßvorrichtung an einem Kraftfahr­ zeug angebracht. Falls die Abstandsmeßvorrichtung für ein System zum Einhalten eines Sicherheitsabstands zwischen zwei Fahrzeugen durch die Messung des Abstands zum voraus fahrenden Kraftfahrzeug verwendet wird, dann besteht eine Gefahr darin, daß der Sicherheitsabstand je nach dem Typ des vorausfahren­ den Kraftfahrzeugs schwankt. Dieser Fehler in dem gemessenen Abstand aufgrund des Reflexionsvermögens des Objekts wird nämlich im Hinblick auf die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems mit einem solchen Vorrichtungstyp zu einem ern­ sten Problem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abstandsmeß­ vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die in der Lage ist, einen Abstand unabhängig von der Größe des Pegels eines von einem Objekt reflektierten Strahls bezüglich eines von der Abstandsmeßvorrichtung erzeugten Impulsstrahls zu messen.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, eine Abstandsmeß­ vorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß der Prozessor eine Berechnungseinrichtung aufweist, um dann, wenn die Objekterfassungseinrichtung das zu messende Objekt abta­ stet, den jeweiligen Abstand zu dem zu messenden Objekt auf der Grundlage einer Laufzeit zu berechnen, die seit der Er­ zeugung des Impulsstrahls durch die Licht emittierende Ein­ richtung bis zum Erreichen eines Spitzenwertes des Lichtemp­ fangssignals von der Lichtempfangseinrichtung verstrichen ist und von der die Halbwertsbreite der Impulsbreite des Licht­ empfangssignals subtrahiert ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Abstands­ meßvorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Ab­ standsmeßvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungs­ form der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm einer Wellenform zur Verdeutlichung des Betriebs der ersten Ausführungsform;

Fig. 3 ein Diagramm einer Wellenform, die den Betrieb einer zweiten Ausführungsform zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm einer Wellenform, die den Betrieb einer dritten Ausführungsform zeigt;

Fig. 5 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung der Abstands­ meßvorrichtung in einer vierten Ausführungsform;

Fig. 6 ein Diagramm einer Wellenform zur Verdeutlichung des Betriebs einer fünften Ausführungsform;

Fig. 7 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer her­ kömmlichen Abstandsmeßvorrichtung;

Fig. 8 und Fig. 9 Zeitsteuerungsdiagramme jeweils zur Veran­ schaulichung des Betriebs der Vorrichtung von Fig. 7; und

Fig. 10 ein Diagramm einer Wellenform zur Verdeutlichung der Probleme, die bei der Vorrichtung von Fig. 7 auftre­ ten.

Ausführungsform 1

Unter Bezug auf die Zeichnungen wird nun die erste Ausfüh­ rungsform der Erfindung erläutert. In Fig. 1 erzeugt eine Lichtsendeeinrichtung 1 durch die Betätigung eines Licht emittierenden Elements, wie einer Laserdiode usw., einen Im­ pulsstrahl P2. Ein mit einem Eingang der Lichtsendeeinrich­ tung 1 verbundener Taktgenerator 2 erzeugt einen Taktimpuls P1, der zur Impulsstrahl-Emissionszeitsteuerung für die Lichtsendeeinrichtung 1 dient. Eine Lichtempfangseinrichtung 3 ist Seite an Seite mit der Lichtsendeeinrichtung 1 angeord­ net. Ein mit dem Taktgenerator 2 verbundener Abtastimpuls­ generator 4 zählt die Taktimpulse P1 und erzeugt einen Abtastimpuls P3, bei dem der oben erwähnte Taktimpuls P1 um ein Zeitintervall verzögert ist, das seinem Zählwert ent­ spricht.

Eine Abtast- und Halteschaltung 5 ist mit dem Ausgang des Ab­ tastimpulsgenerators 4 und der Lichtempfangseinrichtung 3 verbunden. Die Abtast- und Halteschaltung 5 führt die Ab­ tastung der Ausgangssignale P4 der Lichtempfangseinrichtung 3 unter Verwendung der von dem Abtastimpulsgenerator 4 erzeug­ ten Abtastimpulse P3 durch. Ein Prozessor 6A ist mit einem. Ausgang des Abtastimpulsgenerators 4 und der Abtast- und Hal­ teschaltung 5 verbunden. Der Prozessor 6A ist gleichzeitig mit der Lichtsendeeinrichtung 1 verbunden. Der Prozessor 6A vergleicht das Ausgangssignal P5 der Abtast- und Halteschal­ tung 5 mit einem vorbestimmten Pegel. Der Prozessor 6A tastet also ein Objekt 7 ab und berechnet den Abstand davon.

Dieser Prozessor 6A weist ein Lichtsendeeinrichtungs-Treiber­ steuerelement 6a, ein Abtastimpulsgenerator-Treibersteuerele­ ment 6b, ein Spitzenwertbestimmungselement 6c, ein Objekter­ fassungsbestimmungselement 6d und ein Abstandsberechnungsele­ ment 6c auf. Das mit der Lichtsendeeinrichtung 1 verbundene Lichtsendeeinrichtungs-Treibersteuerelement 6a steuert diese. Das mit dem Abtastimpulsgenerator 4 verbundene Abtastimpuls­ generator-Treibersteuerelement 6b steuert den Abtastimpulsge­ nerator. Das mit einer Abtast- und Halteschaltung 5 verbun­ dene Spitzenwertbestimmungselement 6c bestimmt einen Spitzen­ wert des Lichtempfangssignals P4 auf der Grundlage eines Aus­ gangssignal P5 von dieser Abtast- und Halteschaltung 5.

Das mit der Abtast- und Halteschaltung 5 verbundene Objekter­ fassungs-Bestimmungselement 6d führt die Abtastung eines Ob­ jekts durch den Vergleich eines Pegels des Lichtempfangs­ signals P4 mit einem vorbestimmten Pegel LT auf der Grundlage des Ausgangssignals PS von dieser Abtast- und Halteschaltung 5 durch. Das Abstandsberechnungselement 6e ist mit diesem Ob­ jekterfassungs-Bestimmungselement 6d sowie mit dem Spitzen­ wertbestimmungselement 6e verbunden. Das Abstandsberechnungs­ element 6e ist auch mit einem Ausgang des Lichtsendeeinrich­ tung-Treibersteuerelements 6a verbunden und ermittelt einen Abstand zu einem Objekt 7 zu Abtastzwecken.

Als nächstes werden die Operationen der so ausgestalteten Ausführungsform 1 erörtert. Ein Taktgenerator 2 erzeugt einen Taktimpuls P1. Die Lichtsendeeinrichtung 1 emittiert synchron dazu einen Impulsstrahl P2. Dieser Impulsstrahl P2 wird von dem Objekt 7 reflektiert und von einer Lichtempfangseinrich­ tung 3 empfangen. Die Lichtempfangseinrichtung 3 wandelt die­ sen reflektierten Impulsstrahl photoelektrisch um und ver­ stärkt dann den Impulsstrahl hochfrequent. Die Lichtempfangs­ einrichtung 3 gibt dann ein elektrisches Signal P4 an die Ab­ tast- und Halteschaltung 5 ab.

Andererseits zählt der Abtastimpulsgenerator 4 die von dem Taktgenerator 2 gelieferten Taktimpulse P1. Der Abtastimpuls­ generator 4 erzeugt einen Abtastimpuls P3, der gegenüber dem Abtastimpuls P1 um eine Zeit verzögert ist, die durch die Multiplikation eines Zählwerts N mit ΔT gegeben ist, was dem Abstandsauflösungsvermögen entspricht. Die Abtast- und Hal­ teschaltung 5 tastet das von der Lichtempfangseinrichtung 3 abgegebene Lichtempfangssignal P4 durch Verwendung des Ab­ tastimpulses P3 ab und hält es bis zur Erzeugung des nächsten Abtastimpulses.

Das Objekterfassungs-Bestimmungselement 6d in dem Prozessor 6A vergleicht das Ausgangssignal P5 von dieser Abtast- und Halteschaltung 5 mit dem Schwellwert LT zum Erfassen des re­ flektierten Impulsstrahls. Das Objekterfassungs-Bestimmungs­ element 6d führt die Abtastung des Objekts 7 durch unter Er­ fassung eines Signals, das größer ist als der Schwellwert LT.

Die Operationen des Prozessors 6A nach der Erfassung werden unter Bezug auf Fig. 2 erläutert. Es ist zu bemerken, daß die in Fig. 2 gezeigte Wellenform ein Ausgangssignal der Abtast- und Halteschaltung 5 angibt, d. h. das Lichtempfangssignal P5. Das Symbol LT stellt einen Schwellwert zum Erfassen des re­ flektierten Impulsstrahls dar, und N bezeichnet den dann er­ haltenen Taktimpulszählwert des Taktimpulsgenerators 4. Das Spitzenwertbestimmungselement 6c in dem Prozessor liest nach dem Abtasten des Objekts 7 sequentiell den Pegel des Licht­ empfangssignals P5 synchron zu dem Abtastimpuls P3 aus und sucht damit den Spitzenwert der Wellenform. Beim Erfassen eines Spitzenwerts wird an das Abstandsberechnungselement 6e ein Erfassungssignal ausgegeben.

Dieses Abstandsberechnungselement 6e erhält NS = NP - NW, was einer Verzögerungszeit bis zu einem Anfangspunkt des Anstiegs des Lichtempfangssignals PS entspricht. Dieser ergibt sich durch die Subtraktion eines Zählwerts NW, der dem Halbwert einer Impulsbreite des Lichtempfangssignals P5 entspricht, von einem Zählwert NP der Taktimpulse P1 zu diesem Zeitpunkt. Diese Gleichung wird zum Erhalten eines Abstands L in die folgende Formel (2) eingesetzt. Der berechnete Abstand L wird mittels des Abstandsberechnungselements 6e nach außen abgege­ ben:

L = NS × ΔT × C/2 . . . (2).

Es ist zu beachten, daß der Halbwert der Impulsbreite des Lichtempfangssignals P5 als Halbwert der emittierten Impuls­ länge von der Lichtsendeeinrichtung 1 erhalten wird. Der Zählwert N der Taktimpulse P1 wird auf 0 zurückgesetzt, wenn der Zählwert N einen Wert erreicht, der dem maximalen erfaß­ ten Abstand entspricht. Die oben genannten Operationen bilden die Messung einer Periode, und der Abstand wird durch ihre Wiederholung kontinuierlich erhalten.

Ausführungsform 2

Im folgenden wird in Verbindung mit Fig. 3 ein Fall erläu­ tert, bei dem der Spitzenwert nicht erfaßbar ist, selbst wenn der Pegel des Lichtempfangssignals in der oben beschriebenen Ausführungsform 1 über eine vorbestimmte Zeit oder länger ge­ lesen wird. Wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist, wird bei N als Zählwert der Taktimpulse P1 das Lichtempfangssignal P5 erfaßt, das größer als der Schwellwert LT ist. Allerdings läßt sich der Spitzenwert danach nicht erfassen, selbst wenn das Spitzenwert-Bestimmungselement 6c das Lichtempfangssignal PS über eine vorbestimmte Zeit liest, die einem Zählwert NC entspricht.

In diesem Fall empfängt die Lichtempfangseinrichtung 3 ein zu hohes Eingangssignal, und das Abstandsberechnungselement 6e bestimmt, daß das Lichtempfangssignal PS einen Sättigungspe­ gel LC erreicht. Die Steigung des Lichtempfangssignals P5 ist zu diesem Zeitpunkt steil, und der Meßfehler ist gering. Auf der Grundlage dieser Annahme wird der Abstand L unter Verwen­ dung des Zählwerts N der Taktimpulse P1 beim Erfassen des Lichtempfangssignals erhalten. Der Abstand läßt sich dadurch mit hoher Genauigkeit messen, selbst wenn der Spitzenwert nicht erfaßt werden kann.

Ausführungsform 3

Im folgenden wird die Anordnung der Ausführungsform 3 veranschaulicht. Bei der oben erläuterten Ausführungsform 1 berechnet das Abstandsberechnungselement 6e auf der Grundlage eines Zählwerts NS der Taktimpulse P1 einen Abstand L zu dem Objekt 7. Andererseits berechnet das Abstandsberechnungsele­ ment 6e die Neigung K des Lichtempfangssignals P5 vom Anstieg über den Erfassungspegel LT bis zum Erreichen des Spitzen­ werts. Wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist, wird dann, wenn der Zählwert der Taktimpulse P1 auf N geht, ein höheres Lichtempfangssignal P5 als der Schwellwert LT erfaßt. Wird der Zählwert der Taktimpulse P1 danach NP, dann ist der Spit­ zenwert erfaßt. Hier ist dieser Spitzenwert als LP gesetzt. Damit läßt sich die Neigung K des Lichtempfangssignals P5 durch die folgende Formel (3) angeben:

K = (LP - LT)/(NP - N) . . . (3).

Sind als nächstes, wie in Fig. 4 gezeigt, eine Vielzahl von Objekten vorhanden, dann ist die Neigung K zu diesem Zeitpunkt kleiner als ein vorbestimmter Wert. Dann ist das Abstandsberechnungselement 6e in der Lage, auf der Grundlage der Ausgangssignale des Spitzenwertbestimmungselements 6c und des Objekterfassungs-Bestimmungselements 6d zu bestimmen, daß mehrere Objekte vorhanden sind. Dies geschieht unter der Be­ dingung, daß diese Neigung K kleiner als der vorbestimmte Wert ist. Dann wird zu diesem Zeitpunkt bestimmt, daß der ge­ messene Abstand L, der von dem Zählwert NP der Taktimpulse bis zu dem Spitzenwert erhalten wurde, ein Fehler ist. Der Abstand L wird unter Verwendung des Zählwerts N der Takt­ impulse P1 erhalten, wenn das Lichtempfangssignal erfaßt wird.

Ausführungsform 4

Fig. 5 veranschaulicht eine Abstandsmeßvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform. Nach dieser Ausführungsform 4 ist der Prozessor 6A der ersten Ausführungsform durch einen Prozessor 6B ersetzt, der ein mit dem Abstandsberechnungsele­ ment 6e verbundenes Streusubstanz-Bestimmungselement 6f um­ faßt. Das Streusubstanz-Bestimmungselement 6f vergleicht einen von dem Abstandsberechnungselement 6e berechneten, ge­ messenen Abstand L mit einem vorbestimmten Wert. Falls der gemessene Abstand L kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, dann erreicht der Pegel des Lichtempfangssignals PS den Sät­ tigungspegel LC auch bei einem geringen Abstand nicht. Des­ halb bestimmt das Streusubstanz-Bestimmungselement 6f, daß das abgetastete Objekt mit einer Streusubstanz, wie Nebel usw., zusammenhängt. Das Streusubstanz-Bestimmungselement 6f stellt fest, daß der dann gemessene Abstand L fehlerhaft ist und gibt dieses Ergebnis an.

Es ist zu bemerken, daß das Abstandsberechnungselement 6e das Vorhandensein bzw. das Nichtvorhandensein von Streusubstanz auch bestimmen kann, ohne daß das Streusubstanz-Bestimmungs­ element 6f getrennt vorgesehen ist.

Ausführungsform 5

Falls das Streusubstanz-Bestimmungselement 6f bestimmt, daß die Abtastung aufgrund einer Streusubstanz, wie z. B. Nebel usw., bei der Ausführungsform 4 fehlerhaft ist, dann erfaßt das Abstandsberechnungselement 6e den nächsten Spitzenwert des Lichtempfangssignals PS, und der Abstand kann auf der Grundlage dieses Spitzenwerts erneut gemessen werden. Es wird beispielsweise bestimmt, daß die Messung auf der Grundlage des Zählwerts NP bei der ersten Spitzenwerterfassung nach dem Erfassen des Lichtempfangssignals PS eine fehlerhafte Erfas­ sung ist, wie dies in Fig. 6 veranschaulicht ist. In diesem Fall soll der Abstand auf der Grundlage eines Zählwerts NP2 bei der nächsten Spitzenwerterfassung gemessen werden. Ist dann der auf der Grundlage des Zählwerts NP2 gemessene Ab­ stand gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert, dann wird dieser gemessene Abstand als korrekter Wert ausge­ geben.

Claims (7)

1. Abstandsmeßvorrichtung, umfassend

• - eine Licht emittierende Einrichtung (1) zum Erzeugen eines Impulsstrahles (P2);
• - eine Lichtempfangseinrichtung (3) zum Empfangen eines re­ flektierten Impulsstrahls von einem zu messenden Objekt (7), der aus dem von der Licht emittierenden Einrichtung (1) erzeugten Impulsstrahl (P2) resultiert, und zum Um­ wandeln des reflektierten Impulsstrahls in ein elektri­ sches Empfangssignal (P4);
• - eine Objekterfassungseinrichtung (6d) zum Abtasten des zu messenden Objekts (7) auf der Grundlage des Pegels eines elektrischen Lichtempfangssignals (P5), das aus dem Emp­ fangssignal (P4) von der Lichtempfangseinrichtung (3) ab­ geleitet ist; und
• - einen Prozessor (6A, 6B), der aus den Signalen von der Lichtempfangseinrichtung (3) den Abstand (L) zu dem Ob­ jekt (7) ermittelt,

dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (6A, 6B) eine Berechnungseinrichtung (6e) aufweist, um dann, wenn die Objekterfassungseinrichtung (6d) das zu messende Objekt (7) abtastet, den jeweiligen Abstand (L) zu dem zu messenden Objekt (7) auf der Grundlage einer Laufzeit zu berechnen, die seit der Erzeugung des Impuls­ strahls (P2) durch die Licht emittierende Einrichtung (1) bis zum Erreichen eines Spitzenwertes des Lichtempfangssignals (P5) von der Lichtempfangseinrichtung (3) verstrichen ist und von der die Halbwertsbreite (NW) der Impulsbreite des Licht­ empfangssignals (P5) subtrahiert ist.

2. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

• - einen Taktgenerator (2) zum Erzeugen eines Taktimpulses (P1) mit einem vorbestimmten Zeitintervall;
• - einen Abtastimpulsgenerator (4) zum Erzeugen eines Ab­ tastimpulses (P3), der jedem Taktimpuls (P1) mit einer Zeitsteuerung entspricht und der in der Abfolge um ein vorbestimmtes kleines Zeitintervall von der Erzeugungs­ zeitsteuerung jedes Taktimpulses (P1) während einer Meß­ periode verzögert ist, wobei eine vorbestimmte Periode zum Erzeugen einer Vielzahl von Taktimpulsen (P1) als Meßperiode vorgegeben ist; sowie
• - eine Abtast- und Halteschaltung (5), die das Empfangs­ signal (P4) von der Lichtempfangseinrichtung (3) unter Verwendung des Abtastimpulses (P3) von dem Abtastimpuls­ generator (4) abtastet und das Lichtempfangssignal (PS) für den Prozessor (6A, 6B) liefert,
• - wobei die Lichtempfangseinrichtung (3) den Impulsstrahl (P2) synchron zu dem von dem Taktgenerator (2) erzeugten Taktimpuls (P1) erzeugt, wobei die Objekterfassungsein­ richtung (6d) das zu messende Objekt (7) abtastet, indem der Pegel des Lichtempfangssignals (P5) von der Abtast- und Halteschaltung (5) mit einem vorbestimmten Erfas­ sungspegel verglichen wird, und wobei die Berechnungsein­ richtung (6e) den Abstand (L) zu dem zu messenden Objekt (7) auf der Grundlage des Lichtempfangssignals (P5) von der Abtast- und Halteschaltung (5) und einer Verzöge­ rungszeit des Abtastimpulses (P3) berechnet.

3. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung (6e) dann, wenn ein Spitzen­ wert des Lichtempfangssignals (P5) nicht zu erfassen ist, nachdem die Objekterfassungseinrichtung (6d) das zu messende Objekt (7) abgetastet hat, den Abstand (L) zu dem zu messen­ den Objekt (7) auf der Grundlage der Verzögerungszeit von der Erzeugung des Impulsstrahls (P2) durch die Licht emittierende Einrichtung (1) berechnet, wenn die Objekterfassungseinrich­ tung (6d) das zu messende Objekt (7) abtastet.

4. Abstandsmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung (6e) eine Neigung des Licht­ empfangssignals (P5) vom Anstieg über den vorbestimmten Er­ fassungspegel bis zum Erreichen des Spitzenwertes berechnet und gleichzeitig, wenn die berechnete Neigung geringer als ein vorbestimmter Wert ist, den Abstand (L) zu dem zu messen­ den Objekt (7) auf der Grundlage der Verzögerungszeit von der Erzeugung des Impulsstrahls (P2) durch die Licht emittierende Einrichtung (1) berechnet, wenn die Objekterfassungseinrich­ tung (6d) das zu messende Objekt (7) abtastet.

5. Abstandsmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fehlerbestimmungseinrichtung zum Vergleichen des ge­ messenen, von der Berechnungseinrichtung (6e) berechneten Ab­ standes (L) mit einem vorbestimmten Wert und zugleich zur Ausgabe eines Ergebnisses vorgesehen ist, daß der gemessene Abstand (L) dann fehlerhaft ist, wenn der gemessene Abstand kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.

6. Abstandsmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung (6e) den berechneten Abstand (L) zu dem zu messenden Objekt (7) nach außen abgibt.