專利名稱：車輛交通信息檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1前序部分所說的車輛交通信息檢測系統(tǒng)。
從DE-A-4138050中可了解到這樣的系統(tǒng)。它主要包含一個主動式收發(fā)機，用于發(fā)射特高頻率的問詢信號，以及接收和解碼應答信號。問詢信號被一個被動式收發(fā)機接收，并在此收發(fā)機中進行編碼。主動式收發(fā)機接收的已編碼的信號被解碼并用于鑒別的目的。
在為人們所熟知的這一系統(tǒng)，這種主動式收發(fā)機被安置在車輛中，同時被動式收發(fā)機沿交通線路方向被安置在預先確定的位置上。通過對被動式收發(fā)機發(fā)出問詢，相應的信息就能夠傳送給車輛。比如，在路邊安設(shè)一個帶有被動式收發(fā)機的交通標志，此收發(fā)機含有如下的信息在一百米的距離內(nèi)規(guī)定限制行車速度為60公里/時。
DE-A-41 34 601中介紹了將信息傳送給司機的方法和裝置。此信息是關(guān)于各種行車速度的限制，還可能附加通知有關(guān)路面狀況和其它危急情況。這種通告既可是光信號，也可是聲信號，并且根據(jù)各自的緊急程度而增強，另外載重汽車投入使用的可能性也要考慮進去。
DE-A-32 48 544中公開了一種利用帶有調(diào)節(jié)好的信息數(shù)據(jù)的紅外線幅射的信息傳遞系統(tǒng)。此信息傳遞是在固定信標和移動交通工具之間進行的，它們各自都配有一部聯(lián)合收發(fā)機。一部車輛至少配有兩個定位不同的聯(lián)合收發(fā)機。而在不同地點至少要安置兩個信標，以便至少形成兩個定位不同的信息傳遞路線。發(fā)送機并聯(lián)接通，同時發(fā)送同一數(shù)據(jù)。接收機則在接收端并聯(lián)接通，并形成這樣的狀況，即當干擾信號超越一個預先確定的干擾信號界限時，那么將閉鎖各接收機。
DE-A-33 19 188中所描述的是一個運用光幅射在問詢站和應答站之間進行信息傳遞的系統(tǒng)。一個問詢信號從問詢站發(fā)出，部分以固定頻率，部分以信息碼進行調(diào)制；此信號一方面被應答站接收和處理，另一方面作為應答信號被反射并且進行調(diào)制。問詢信號反射的釋放依靠處理問詢信號中的特征標記控制。反射釋放的時間點通過包含在問詢信號中的一個編碼進行控制。此編碼標示發(fā)出信息終止。緊接著開始反射時，首先傳輸一個確認信號，比如問詢信號的一個固定不變的反射編碼。通過這個確認信號，問詢站按照固定頻率和/或固定編碼自動得到控制，從而作好了應答準備。在應答站設(shè)有問詢信號的固定頻率或固定編碼的識別設(shè)備以及用于調(diào)整應答站調(diào)制器以校準在固定脈沖中的運行準備。
EP-B-0 312 524中描述了在一部用光脈沖信號的收發(fā)機和一光脈沖信號發(fā)射的目標之間，進行距離測量的方法。此方法以測量運行時間為基礎(chǔ)。反射信號到達后收發(fā)機，把接收到的光信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號、電信號并且最后加以處理。發(fā)送機使用半導體激光器。在應用此激光器時，脈沖以大約10KHz至150KHz范圍內(nèi)的脈沖序列頻率對準目標。這個被目標反射的接收的信號序列，用一個與發(fā)送機脈沖序列頻率相適應的掃描頻率進行掃描和數(shù)字化。掃描周期在每一次的脈沖發(fā)送時都得到重新起動。在一個掃描周期內(nèi)得到的數(shù)字化的掃描值在掃描頻率周期內(nèi)被讀到一個并聯(lián)加法器中，并且在第一個掃描周期時就被存儲起來。隨后的第二個掃描周期的掃描值在掃描頻率周期內(nèi)不斷地被補充加到已經(jīng)存在相應的掃描值中去。在每個掃描時間點，用每次得到的積累值替代以前各個掃描值。其他每一個掃描周期的掃描值都在掃描頻率周期內(nèi)不斷地被加到已經(jīng)存在的相應積累值中去。對于掃描周期的每一個掃描時間點新得到的積累值代之以前面的積累值又被存儲下來。根據(jù)對每一個掃描時間點的各個掃描值N次疊加后，從得到的累加信號中得出距離信息。這一方法主要基于以下認識，即測量方法的靈敏度是可以通過利用脈沖次數(shù)N，通過信息原理N的平方根因子得到改善。
本發(fā)明的任務(wù)是進一步完善權(quán)利要求1前序部分所說的系統(tǒng)，即能夠得到附加的交通信息。特別是既經(jīng)濟又簡單的系統(tǒng)。
按照本發(fā)明在權(quán)利要求1前序部分所說的系統(tǒng)通過權(quán)利要求1的特征部分解決。
本發(fā)明基本點是安裝具有反射性能的時間距離測定裝置，以便與存有交通信息的收發(fā)機進行詢問和應答。在美國生產(chǎn)的載重汽車中大部分均已配置距離測定裝置。
應用廣泛的時間測定距離測定裝置應用光脈沖信號工作。因此按本發(fā)明系統(tǒng)的可以存儲交通信息的收發(fā)機是光、電子收發(fā)機，特別是所謂的光、電脈沖收發(fā)機。這種收發(fā)機在下文均稱為固定式收發(fā)機。
如果從一部車輛中的收發(fā)機發(fā)出一個光脈沖信號，比如向著前面的那部車輛以及設(shè)在路邊上的固定式收發(fā)機發(fā)送，那么從前面的那部車輛被反射回的光脈沖信號可以在一定的時間間隔后返回到該車輛方面的收發(fā)機。時間間隔主要取決于發(fā)射車輛和前面車輛之間的距離。兩部車輛之間的相對速度對于距離測定結(jié)果的影響具有次要意義。
由該車輛方面的收發(fā)機發(fā)射的用于測量距離的光脈沖信號也可以向固定式收發(fā)機發(fā)送，并且被后者接收和編碼，然后作為一個已編碼的光脈沖信號序列從固定式發(fā)射機發(fā)射并被該車輛方面的收發(fā)機接收。如果這部發(fā)射車同固定式收發(fā)機之間的距離小于同前面的那部車輛之間的距離，那么由固定式收發(fā)機返回的光脈沖序列信號就會在由前面的那部車輛反射回來的信號以前到達。因此這部發(fā)射車輛和固定式收發(fā)機之間的距離就有可能被認為是同前面的那部車輛之間的距離。這樣，人們會得到一個錯誤的距離測定值。
為了避免出現(xiàn)這種錯誤的距離測定，按照本發(fā)明確定固定式收發(fā)機要在預定的延遲時間過去以后才發(fā)出它的編碼光脈沖序列信號。這一延遲時間應該增大到在固定式收發(fā)機發(fā)出它的編碼光脈沖信號之前，所進行的距離測定能夠可靠完成。這還意味著，延遲時間與時間一距離測定裝置的功率有關(guān)，就是說用多長時間能測出多大距離。
本發(fā)明的優(yōu)選的進一步結(jié)構(gòu)在以下權(quán)利要求中得到闡述。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的進一步構(gòu)造為采用紅外線脈沖信號。根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選的進一步構(gòu)造為第二個收發(fā)機是一個光電的，優(yōu)選的被動式脈沖收發(fā)機。
根據(jù)本發(fā)明的另一步優(yōu)選實施例為第二個收發(fā)機安裝在一個交通牌上。
本發(fā)明的一個優(yōu)選的進一步構(gòu)造，其特征在于，由第一個收發(fā)機發(fā)出的第一個信號被編碼，并在第二個收發(fā)機內(nèi)譯碼；已編碼的第二個信號相應于已編碼的第一個信號的編碼由第二部收發(fā)機發(fā)出。已編碼的第一個信號的電碼可以是一種指定類型的交通工具專用電碼。
例如把車輛方面的收發(fā)機安裝在一部載重汽車上，那么由此收發(fā)機發(fā)出的信號可以含有的編碼，歸類為“載重汽車”。一種僅含有有關(guān)載重汽車信息的交通標志，比如在坡道時僅適用于載重汽車的時速限制，可以含有一部收發(fā)機。此收發(fā)機具有“載重汽車”的內(nèi)部編碼。因為已存在分類碼當接收到“載重汽車”編碼信號時，此收發(fā)機就發(fā)出一個信息信號，并為第一部收發(fā)機所接收。當車輛方面的收發(fā)機發(fā)出一個沒有“載重汽車”的編碼信號時，第二部收發(fā)機不會發(fā)出光信息信號。
從第二個即固定式收發(fā)機得到的信息按照車輛司機的需要顯示在一個目視指示器上。還可以用其它各類顯示辦法，如語言指示器等。正如大家所熟悉的，還可以從車輛方面的收發(fā)機接收到的信號導出一個控制信號，此信號能夠控制載重汽車發(fā)動機的運行方式。
現(xiàn)在參照圖示中實施例詳細闡述本發(fā)明。


圖1一條道路的交通狀況，兩輛小轎車，裝有用于限制時速的收發(fā)機的交通標志。
圖2圖1中的放大尺寸的交通標識。
圖3一交通標識的示意剖視圖，范圍為交通標志上設(shè)置收發(fā)機的部分；和圖4一個示意的圖解描述，由汽車方面的收發(fā)機所接收的信號，在圖1所示路面交通狀況下所進行的距離測定。
圖1所示為道路交通狀況。在街道1右車道上有第一輛小轎車2。同一車道上在第一輛小轎車2的前面為第二輛小轎車3。在街道1的右側(cè)設(shè)置一個交通標志4，限制時速為每小時80公里。交通標識4處在第一輛小轎車2和第二輛小轎車3之間的某一定高度上。
在第一輛小轎車2上裝有一部用于距離測定的收發(fā)機6。測定距離要在測定時間的基礎(chǔ)上完成，因為確定了時間，就可以測定信號的發(fā)送收發(fā)機和在目標上反射信號的接收收發(fā)機之間的距離。從收發(fā)機6中發(fā)出一個光脈沖信號。測量光束可達到200米遠，接收角為3°。
在交通標志4上安裝一個收發(fā)機5，它是一部優(yōu)選的光電脈沖收發(fā)機。當它被一個問詢信號起動時，就發(fā)送一個編碼形式的應答信號。一般情況，包含在問詢信號中的能量足以使其產(chǎn)生應答信號。有可能用一個電池，特別是一個光電池裝配脈沖收發(fā)機5，電池所產(chǎn)生的電能存貯在存儲裝置例如電容器中。
圖3所示，一份示意的剖面圖，描述在圖2中所示交通標志4的邊緣部分，之中有一個光電脈沖收發(fā)機5。
如圖3所示，在金屬架10上配置一個彩色的涂層或薄膜11，這一涂層或薄膜在此位置上根據(jù)交通標志4的紅顏色的限制范圍而被著成紅色。在涂層11上安置一光電脈沖收發(fā)機。
為起保護作用，整個交通標志或者僅只裝有光電脈沖收發(fā)機5的部位，可以用一層透明的防護薄膜12覆蓋。用于覆蓋光電脈沖收發(fā)機5的那層防護膜12在被使用的光脈沖信號波的范圍內(nèi)必須是可穿透的。
如果現(xiàn)在從第二部轎車2進行距離測定，小轎車方面的收發(fā)機6發(fā)出一個光脈沖信號7。如前所述，這一脈沖信號有大約為3°的接收角，如圖1所示，在遠處可以測出的為一方面為前面的第二輛小轎車3，另一方面為交通牌4，尤其還有一個光電脈沖收發(fā)機5。然而在近處測出的僅只有那輛前面的小轎車，以至脈沖收發(fā)機5不再發(fā)射信息信號。光脈沖信號7的能量和信號光束的接收角決定距離范圍，一方面在此范圍內(nèi)脈沖收發(fā)機5能被觸發(fā)，另一方面在此范圍外只能接收收發(fā)機6的信息信號。很明顯這也適用于以后駛來的車輛，所以這些車輛同前面的那部車輛距離測定不會受到前面車輛所發(fā)出的信息信號的干擾。
隨著測量信號的發(fā)送，在車輛方面的收發(fā)機6上，比如打開一個計數(shù)器，此計數(shù)器即開始計數(shù)脈沖信號。由收發(fā)機6發(fā)射的光脈沖信號7由前面的第二輛小轎車3反射回來，并且由第一輛小轎車2的收發(fā)機6接收反射信號。此接收信號中斷計數(shù)器對脈沖的計數(shù)。由此被讀出的值是一個最大值，從此可以計算出兩輛小轎車之間的距離。
圖4中示意描述一時間圖，用于說明被第一輛小轎車2的收發(fā)機6的接收部位所收到的信號。橫坐標軸表示時間，縱坐標軸表示脈沖振幅A。在時間t0所發(fā)射的光脈沖信號作為反射信號在時間t1時被接收。此處未考慮偶而可能產(chǎn)生的儀器常數(shù)和兩部小轎車之間的相對速度，這樣，時間t1同第一部小轎車2和第二部小轎車3之間的距離成比例。
隨為測量距離而發(fā)射的光脈沖信號，安裝在交通標志4上的光電脈沖收發(fā)機5也開始起動。光電脈沖收發(fā)機5以這樣一種特殊的方式配置而成，即為了避免測定錯誤，在接收和發(fā)送之間存在一個預先確定的延遲時間，此接收用于詢問含在脈沖收發(fā)機中的信息的光脈沖信號；此發(fā)送用于根據(jù)這一信息得到的編碼光脈沖信號。
在圖4中可以看到這個由脈沖收發(fā)機5發(fā)出的已編碼的光脈沖信號是在經(jīng)過延遲時間t2后才被車輛方面的收發(fā)機6所接收。在時間t2時距離測定在通過距離-測量窗8所確定的時間間隔內(nèi)肯定已經(jīng)完成。信號圖示中和時間軸上的間斷線是為了使信息-測量窗清晰表示，實際上是有時間間隔的。
如果沒有這種延遲時間，就可能出現(xiàn)距離測定錯誤。用于測定距離的光脈沖信號同時也是光電脈沖收發(fā)機的問詢信號。假如在圖中所述的交通狀況下，第二部車輛3的位置相對比較遠，而與交通標識4的距離非常短時，那么就可能出現(xiàn)以下情況，即一個由光電脈沖收發(fā)機5發(fā)出的光脈沖信號被第一部小轎車2的收發(fā)機6的接收部位接收，而接收時間比接收被第二輛小轎車3反射的信號的時間要早。因此就存在這樣的危險這個信號被認為是從第二輛小轎車3反射的信號。所以對于第二輛小轎車3，人們得到一個錯誤的距離測定。
因此光電脈沖收發(fā)機5所確定的延遲時間要比用于測定距離所需要的最大的延續(xù)時間還要大。在實際操作時，用于測量距離需要的時間例如，200m需要約2μsec。如用50μsec的脈沖頻率發(fā)射光脈沖信號，則光電脈沖收發(fā)機5需要約48μsec的脈沖頻率進行詢問，此時，通常接收部位關(guān)閉。若延遲時間固定在約20μsec，即可避免距離測量時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)沖突。脈沖信號7的接收角為3°時，可以確保，脈沖信號7能達到一個安置在200米遠交通牌上的脈沖收發(fā)機。因為脈沖收發(fā)機5安裝在車輛的視線之內(nèi)，而且直接面對車輛行駛方向，從而干擾減少。
因此，在車輛中配備一種對收集信息和測量結(jié)果進行聲音或視覺的數(shù)據(jù)顯示裝置。配備這種裝置的車輛是指帶有一個不僅進行距離測定，而且要對固定式收發(fā)機進行有關(guān)交通信息詢問的收發(fā)機的車輛。視覺顯示可用一個液晶顯示裝置完成；聲音顯示可以借助于合成語音完成。
如果多次進行距離測定，那么距離測定的精確度還可以提高。此處所運用的距離測定方法是優(yōu)選的。這在EP-B-O 312 524中已得到描述。此文本已在前面提到。
權(quán)利要求
1.車輛交通信息檢測系統(tǒng)，帶有設(shè)置在車輛方面的第一部收發(fā)機和設(shè)置在交通線路上確定位置的第二部收發(fā)機，同時第一部收發(fā)機發(fā)射第一個信號并接收和解碼第二部收發(fā)機的第二個信號；第二部收發(fā)機接收第一部收發(fā)機發(fā)出的第一個信號并把一個已編碼的第二個信號反射回第一部收發(fā)機，其特征在于第一部和第二部收發(fā)機(6，5)是作為光電收發(fā)機配置的，以此發(fā)送或接收作為第1個和第2個信號的光脈沖信號；第一部收發(fā)機(6)是作為一個具有反射性能的時間-距離測定裝置而配備的；用于距離測定的第一部收發(fā)機(6)發(fā)送的信號包含被第二部收發(fā)機(5)所接收的第一個信號；第二部收發(fā)機(5)發(fā)送的第二個信號按預定的延遲時間(t2)在接收了第一個信號后發(fā)出，而此預定的延遲時間(t2)要比用于距離測定的最大希望時間延續(xù)長。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于此光脈沖信號是紅外線信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于第二部收發(fā)機(5)安置在一交通牌(4)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3中所述的系統(tǒng)，其特征在于第二部收發(fā)機是一部光電脈沖收發(fā)機(5)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于由第一部收發(fā)機發(fā)送的第一個信號被編碼并在第二部收發(fā)機(5)中譯碼；由第二部收發(fā)機(5)發(fā)送的已編碼的第二個信號相應于已編碼的第一個信號的電碼進行發(fā)送。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于已編碼的第一個信號的電碼是車輛的專用電碼。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于在車輛(2)中配置一個聲音和/或視覺顯示裝置，用于報告距離測定結(jié)果和/或包含在已編碼的第二個信號中的信息。
全文摘要
車輛交通信息檢測系統(tǒng)，帶有車輛方面的第一光電收發(fā)機和一預先置于交通線旁的第二光電收發(fā)機。第一收發(fā)機發(fā)出第一信號并接收和解碼來自第二收發(fā)機的第二信號。路旁的第二收發(fā)機接收第一收發(fā)機的第一信號并把編碼的第二信號反射回第一收發(fā)機。第一收發(fā)機的形式為一反射型時間距離測定裝置，它所發(fā)生的距離測量光脈沖信號幾乎同時被第二收發(fā)機接收。第二收發(fā)機收到第一收發(fā)機發(fā)出的距離測量信號，在一個延遲時間之后發(fā)出第二信號來回應第一信號。此延遲時間應比距離測定所需最長時間長，以保證從第二收發(fā)機返回的信號不被其它目標的反射信號干擾。
文檔編號G01S7/48GK1146251SQ95192677
公開日1997年3月26日 申請日期1995年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月21日
發(fā)明者G·O·吉杜爾德 申請人:萊卡公開股份有限公司