EP0367404B1

Vehicle diplex doppler near-obstacle detection apparatus.

Abstract

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EP0367404B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 3

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Expired 29 September 2009, 17 years ago.

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3 claims: 3 independent, 0 dependent

  1. 1
    A Doppler radar apparatus for a vehicle (10) for indicating a distance (D) between the vehicle and an obstacle (12) as the vehicle approaches the obstacle, the apparatus comprising transmitting means (14,16,18) for transmitting a radar signal alternately at first and second frequencies;receiving means (20) for receiving the transmitted radar signal reflected from the obstacle;mixing means (22,24) for mixing the transmitted and received radar signals to generate first and second Doppler signals (D1,D2) having a phase difference that is a measure of the distance to the obstacle and each having a frequency varying directly with the rate that the vehicle is approaching the obstacle;generating means (40-48) for generating a duty cycle signal comprised of repeated pulses having a frequency varying directly with the frequency of the Doppler signals;and a filter (54) for converting the duty cycle signal to an analogue signal having a value representing the distance between the vehicle and the obstacle;characterised in that each pulse of the duty cycle signal generated by the generating means has a duration equal to a first time equal to the phase difference between the Doppler signals and therefore being a measure of the distance to the obstacle minus a second time so that the duty cycle signal represents the distance to the obstacle minus an offset distance determined by the second time, the offset distance determined by the second time being directly related to the rate that the vehicle is approaching the obstacle;and in that the filter has a predetermined time constant resulting in the distance represented by the value of the analogue signal being greater than the distance represented by the duty cycle signal by an amount directly related to the rate that the vehicle is approaching the obstacle, the second time being equal to a predetermined constant value so that the offset distance is substantially equal to the lag in the distance represented by the value of the analogue signal, whereby the analogue signal provides an indication of the distance to the obstacle. Dispositif radar Doppler destiné à un véhicule (10) et servant à indiquer une distance (D) entre le véhicule et un obstacle (12) lorsque le véhicule s'approche de l'obstacle, ce dispositif comprenant des moyens émetteurs (14, 16, 18), servant à émettre un signal radar alternativement à une première et une seconde fréquences, des moyens récepteurs (20), servant à recevoir le signal radar émis réfléchi par l'obstacle, des moyens mélangeurs (22, 24), servant à mélanger les signaux radar émis et reçus de façon à produire un premier et un deuxième signaux Doppler (D1, D2) qui présentent une différence de phase constituant une mesure de la distance à l'obstacle et qui ont chacun une fréquence variant directement avec la vitesse à laquelle le véhicule s'approche de l'obstacle;des moyens générateurs (40-48), servant à produire un signal à facteur d'utilisation qui est constitué d'impulsions répétées ayant une fréquence variant directement avec la fréquence des signaux Doppler;et un filtre (54) servant à convertir le signal à facteur d'utilisation en un signal analogique ayant une valeur qui représente la distance entre le véhicule et l'obstacle, caractérisé en ce que chaque impulsion du signal à facteur d'utilisation produit par les moyens générateurs a une durée égale à une première durée, égale à la différence de phase entre les signaux Doppler et constituant donc une mesure de la distance à l'obstacle, diminuée d'une seconde durée, de sorte que le signal à facteur d'utilisation représente la distance à l'obstacle diminuée d'une distance de décalage déterminée par la seconde durée, la distance de décalage déterminée par la seconde durée étant directement liée à la vitesse à laquelle le véhicule s'approche de l'obstacle, et en ce que le filtre possède une constante de temps préfixée qui a pour résultat que la distance représentée par la valeur du signal analogique est supérieure à la distance représentée par le signal à facteur d'utilisation, d'une valeur directement liée à la vitesse à laquelle le véhicule s'approche de l'obstacle, la seconde durée étant égale à une valeur constante préfixée, de sorte que la distance de décalage est pratiquement égale au retard présenté par la distance représentée par la valeur du signal analogique, ce signal analogique fournissant ainsi une indication de la distance à l'obstacle. Ein Doppler-Radargerät für ein Fahrzeug (10) zum Anzeigen eines Abstands (D) zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis (12), während sich das Fahrzeug dem Hindernis nähert, wobei das Gerät umfaßt Übertragungsmittel (14, 16, 18) zum Übertragen eines Radarsignals abwechselnd bei ersten und zweiten Frequenzen, Empfangsmittel (20) zum Empfangen des vom Hindernis reflektierten übertragenen Radarsignals, Mischmittel (22, 24) zum Mischen der übertragenen und empfangenen Radarsignale, um erste und zweite Dopplersignale (D1, D2) zu erzeugen, die eine Phasendifferenz aufweisen, die ein Maß des Abstands zum Hindernis darstellt, und die jedes eine Frequenz aufweist, die direkt mit der Rate variiert, mit der sich das Fahrzeug dem Hindernis nähert, Erzeugungsmittel (40 - 48) zum Erzeugen eines Tastverhältnissignals, das aus wiederholten Pulsen besteht, die eine direkt mit der Frequenz der Dopplersignale variierende Frequenz aufweisen, und einen Filter 54 zum Konvertieren des Tastverhältnissignals in ein analoges Signal mit einem den Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis repräsentierenden Wert, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Puls des durch die Erzeugungsmittel erzeugten Tastverhältnissignals eine Dauer aufweist, die gleich einer ersten Zeit ist, die gleich der Phasendifferenz zwischen den Dopplersignalen und daher ein Maß des Abstands zum Hindernis ist, abzüglich einer zweiten Zeit, so daß das Tastverhältissignal den Abstand zum Hindernis abzüglich eines Versatzabstands repräsentiert, der durch die zweite Zeit bestimmt ist, wobei der durch die zweite Zeit bestimmte Versatzabstand in direktem Zusammenhang zu der Rate steht, mit der sich das Fahrzeug dem Hindernis nähert, und daß der Filter eine vorbestimmte Zeitkonstante aufweist, die den Abstand ergibt, der durch den Wert des analogen Signals repräsentiert wird und größer als der durch das Tastverhältnissignal repräsentierte Abstand um einen Betrag ist, der in direktem Zusammenhang zu der Rate steht, mit der sich das Fahrzeug dem Hindernis nähert, wobei die zweite Zeit gleich einem vorbestimmten konstanten Wert ist, so daß der Versatzabstand im wesentlichen gleich der Verzögerung im durch den Wert des analogen Signals repräsentierten Abstand ist, wodurch das analoge Signal eine Anzeige des Abstands zum Hindernis schafft.
  2. 2
    A Doppler radar apparatus as claimed in claim 1, further including means (56) for converting the analogue signal to a pulse signal having a frequency inversely proportional to the value of the analogue signal;and indicator means (62, 64) energized by the pulse signal to provide a variable frequency indication of the distance (D) to the obstacle (12), the frequency of the variable frequency indication of the distance increasing with a decreasing distance to the obstacle. Dispositif radar Doppler suivant la revendication 1, comprenant en outre des moyens (56) servant à convertir le signal analogique en un signal d'impulsions ayant une fréquence inversement proportionnelle à la valeur du signal analogique, et des moyens indicateurs (62, 64) mis sous tension par le signal d'impulsions de façon à fournir une indication à fréquence variable de la distance (D) à l'obstacle (12), la fréquence de cette indication à fréquence variable de la distance augmentant lorsque la distance à l'obstacle diminue. Ein Doppler-Radargerät wie in Anspruch 1 beansprucht, welches weiter Mittel (56) zum Konvertieren des analogen Signals in ein Pulssignal mit einer Frequenz umgekehrt proportional zum Wert des analogen Signals und Anzeigemittel (62, 64) einschließt, die durch das Pulssignal erregt werden, um eine variable Frequenzanzeige des Abstands (D) zum Hindernis (12) zu schaffen, wobei die Frequenz der variablen Frequenzanzeige des Abstands mit einem abnehmenden Abstand zum Hindernis zunimmt.
  3. 3
    A Doppler radar apparatus as claimed in claim 1 or claim 2, wherein the second frequency is less than the first frequency;wherein the first and second Doppler signals (D1,D2) correspond respectively to the first and second frequencies;further including delaying means (35) for delaying the first Doppler signal (D1) by a predetermined constant time to generate a third Doppler signal (D1′), the third and second Doppler signals (D1′,D2) having a phase difference less than the phase difference between the first and second Doppler signals (D1,D2) that increases with increasing frequencies of the first and second Doppler signals (D1,D2) so that the phase difference between the third and second Doppler signals (D1′,D2) represents an artificial distance less than the actual distance by an amount that increases with increasing frequencies of the first and second Doppler signals (D1,D2);wherein the generating means includes converting means (44,46) for converting the third and second Doppler signals (D1′,D2) to first and second squarewave signals (45,47), respectively, the first and second squarewave signals having non-overlapping periods that are a measure of the phase difference between the third and second Doppler signals (D1′,D2);and means (48) for generating a pulse signal during each of the non-overlapping periods of the first and second squarewave signals to form the duty cycle signal having a duty cycle that is a measure of the phase difference between the third and second Doppler signals (D1′,D2) and therefore the artificial distance;and wherein the predetermined time constant of the filter (54) results in the distance represented by the analogue signal lagging the artificial distance represented by the duty cycle signal by an amount directly related to the rate that the vehicle is approaching the obstacle, the predetermined time constant having a value so that the amount that the artificial distance is less than the actual distance is substantially equal to the lag in the distance represented by the analogue signal, whereby the analogue signal provides an indication of the distance to the obstacle. Dispositif radar Doppler suivant l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la seconde fréquence est inférieure à la première fréquence, dans lequel le premier et le deuxième signaux Doppler (D1, D2) correspondent respectivement à la première et la seconde fréquences, qui comprend en outre des moyens retardateurs (35) servant à retarder le premier signal Doppler (D1) d'un temps constant préfixé de façon à produire un troisième signal Doppler (D1'), le troisième et le deuxième signaux Doppler (D1', D2) ayant une différence de phase inférieure à la différence de phase entre le premier et le deuxième signaux Doppler (D1, D2) qui augmente avec des fréquences croissantes du premier et du deuxième signaux Doppler (D1, D2), de façon telle que la différence de phase entre le troisième et le deuxième signaux Doppler (D1', D2) représente une distance artificielle qui est inférieure à la distance réelle d'une valeur augmentant avec des fréquences croissantes du premier et du deuxième signaux Doppler (D1, D2), dans lequel les moyens générateurs comprennent des moyens convertisseurs (44, 46), servant à convertir le troisième et le deuxième signaux Doppler (D1', D2) respectivement en des premier et second signaux rectangulaires (45, 47), ces premier et second signaux rectangulaires présentant des périodes de non superposition qui constituent une mesure de la différence de phase entre le troisième et le deuxième signaux Doppler (D1', D2), et des moyens (48) servant à produire un signal d'impulsions pendant chacune des périodes de non superposition des premier et second signaux rectangulaires, de façon à former le signal à facteur d'utilisation qui présente un facteur d'utilisation constituant une mesure de la différence de phase entre le troisième et le deuxième signaux Doppler (D1', D2) et donc de la distance artificielle, et dans lequel la constante de temps préfixée du filtre (54) a pour résultat que la distance représentée par le signal analogique est en retard vis-à-vis de la distance artificielle représentée par le signal à facteur d'utilisation, d'une valeur directement liée à la vitesse à laquelle le véhicule s'approche de l'obstacle, la constante de temps préfixée ayant une valeur telle que la quantité dont la distance artificielle est inférieure à la distance réelle est pratiquement égale au retard présenté par la distance représentée par le signal analogique, ce signal analogique fournissant ainsi une indication de la distance à l'obstacle. Ein Doppler-Radargerät wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, worin die zweite Frequenz geringer ist als die erste Frequenz, worin die ersten bzw. zweiten Dopplersignale (D1, D2) den ersten bzw. zweiten Frequenzen entsprechen, welches ferner Verzögerungsmittel (35) zum Verzögern des ersten Dopplersignals (D1) um eine vorbestimmte konstante Zeit einschließt, um ein drittes Dopplersignal (D1') zu erzeugen, wobei die dritten und zweiten Dopplersignale (D1', D2) eine Phasendifferenz aufweisen, die geringer ist als die Phasendifferenz zwischen den ersten und zweiten Dopplersignalen (D1, D2), die mit zunehmenden Frequenzen der ersten und zweiten Dopplersignale (D1, D2) zunimmt, so daß die Phasendifferenz zwischen den dritten und zweiten Dopplersignalen (D1', D2) einen künstlichen Abstand repräsentiert, der geringer ist als der tatsächliche Abstand um einen Betrag, der mit zunehmenden Frequenzen der ersten und zweiten Dopplersignale (D1, D2) zunimmt, worin das Erzeugungsmittel Konvertierungsmittel (44, 46) zum Konvertieren der dritten bzw. zweiten Dopplersignale (D1', D2) in erste bzw. zweite Rechteckwellensignale (45, 47), wobei die ersten und zweiten Rechteckwellensignale nicht-überlappende Perioden aufweisen, die ein Maß der Phasendifferenz zwischen den dritten und zweiten Dopplersignalen (D1', D2) darstellen, und Mittel (48) einschließt zum Erzeugen eines Pulssignals während jeder der nicht-überlappenden Perioden der ersten und zweiten Rechteckwellensignale, um das Tastverhältnissignal mit einem Tastverhältnis zu bilden, das ein Maß der Phasendifferenz zwischen den dritten und zweiten Dopplersignalen (D1', D2) und daher den künstlichen Abstand darstellt, und worin die vorbestimmte Zeitkonstante des Filters 54 den durch das analoge Signal repräsentierten Abstand ergibt, der hinter dem durch das Tastverhältnissignal repräsentierten künstlichen Abstand um einen Betrag zurückbleibt, der in direktem Zusammenhang zu der Rate steht, mit der sich das Fahrzeug dem Hindernis nähert, wobei die vorbestimmte Zeitkonstante einen Wert derart aufweist, daß der Betrag, um den der künstliche Abstand geringer ist als der tatsächliche Abstand, im wesentlichen gleich der Verzögerung im durch das analoge Signal repräsentierten Abstand ist, wodurch das analoge Signal eine Anzeige des Abstands zum Hindernis schafft.