SENSOR DE LA VELOCIDAD DE UN VEHICULO.

Sensor de la velocidad de un vehículo, con varios transceptores de microondas,

que están colocados sucesivamente en el sentido de marcha del vehículo (transceptor de onda media MW 1, transceptor de onda media MW 2), cuyas señales mixtas de baja frecuencia son enviadas a un dispositivo de correlación, estando previstos dos transceptores de microondas, que emiten en gran angular (transceptor MW 1, transceptor MW 2), cuyas señales son limitadas en un dispositivo de evaluación en primer lugar en la banda de frecuencia y, a continuación, son sometidas a una correlación recíproca, caracterizado porque se han previsto un primer dispositivo para llevar a cabo el cálculo de la velocidad, a partir de las diferencias de tiempo específicas de la banda de frecuencia y de las intensidades de correlación y un segundo dispositivo para llevar a cabo la estimación de la fiabilidad de la velocidad, a partir de las señales Doppler específicas de los transceptores

Sensor de la velocidad de un vehículo.

La invención se refiere a un sensor de la velocidad de un vehículo de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1.

De forma tradicional, la velocidad de un vehículo se determina por medio de tacómetros o por medio de generadores de impulsos situados en las ruedas o en los ejes. Ante todo, se presentan irregularidades con ocasión de la puesta en marcha y del frenado, siendo determinados entonces, de este modo, valores fuertemente divergentes como consecuencia del deslizamiento y del derrape. Sin embargo, precisamente en estos momentos es cuando necesita datos fiables el sistema electrónico motriz del vehículo y de control del vehículo. De entre los principios para llevar a cabo la medición de la velocidad, en ausencia de contacto físico, los sensores de microondas son más ventajosos, en la ingeniería del transporte, que los sistemas ópticos o basados en ultrasonidos, como consecuencia de su robustez. Los sensores de microondas para llevar a cabo la medición de la velocidad son construidos como radares Doppler o a base de una medición de correlación de varios sensores individuales, que están posicionados sucesivamente en el sentido de la marcha del vehículo. Estos dos procedimientos de medición, que deben ser diferenciados básicamente, tienen una serie de divergencias sistemáticas y son fuente de faltas de fiabilidad, que únicamente pueden ser dominadas con sistemas físicos de microondas muy costosos -antenas fuertemente focalizadoras-.

Se practica ya un empleo en paralelo de ambos principios dentro de un sistema sensor de la velocidad pero, desde luego, no se conocen ningún sistema con éxito en el plano procedimental. Por consiguiente, siguen siendo hasta ahora determinantes para el precio también los onerosos sistemas físicos de onda media MW para el sistema combinado de sensores, mientras que los procesadores de señal, que son empleados para el procesamiento de las señales, requieren un coste financiero comparativamente pequeño. Hasta el presente siguen produciéndose las divergencias sistemáticas y las inseguridades de ambos procedimientos.

En la figura 1 ha sido representado el estado de la técnica en el caso de los procedimientos de correlación. Condiciones cambiantes del suelo influyen sobre la intensidad de la señal de microondas reflejada. Si el vehículo se mueve hacia delante puede ser detectada, al cabo de un cierto intervalo de tiempo, el modelo de intensidad del transceptor 1 por el transceptor 2 y a la inversa en el caso de la marcha del vehículo hacia atrás. La diferencia de tiempo, que resulta en esta ocasión, es calculada tras la digitalización de las señales por medio de la determinación de la posición máxima de la función de correlación cruzada, que es aplicada sobre las intensidades de las señales. A partir del signo de la posición máxima puede ser determinado el sentido de marcha del vehículo y el cociente entre la distancia constructiva y la diferencia de tiempo proporciona la velocidad instantánea. De manera especial, la evaluación correcta de los estados de aceleración y la realización de una forma compacta de construcción no han sido resueltas todavía de manera satisfactoria en estos sistemas de correlación. Por otra parte, se plantean elevadas exigencias en cuanto al ajuste relativo de los módulos entre si. En el caso de superficies lisas pueden presentarse dificultades de reconocimiento como consecuencia de que es demasiado la pequeña la oscilación de la intensidad de las señales frente al ruido. Con objeto de conseguir un modelo significativo de las intensidades en la señal, se requieren onerosas antenas para microondas, que puedan analizar las estructuras del suelo. El ruido de baja frecuencia de las componentes para alta frecuencia HF dificulta la evaluación de tal manera, que las elevadas exigencias de calidad, que son planteadas a los elementos componentes, aumentan todavía más los costes.

La figura 2 muestra el estado de la técnica en el caso de los procedimientos Doppler para medir la velocidad. En este caso, se aprovecha la proporcionalidad entre la velocidad y las componentes de frecuencia Doppler en las señales MW.

Si se difunde en un sistema de sensores tradicional, de conformidad con la figura 2, la característica de emisión de la antena y si, por consiguiente, se aumenta el intervalo para a, también se distribuye la potencia espectral en la señal, que debe ser procesada en un amplio intervalo de frecuencias, de conformidad con (1.1). Sin embargo, la estructura espectral está fuertemente influenciada por el suelo y es difícil asignar a la señal "la" frecuencia Doppler característica, que depende del suelo, en el caso de la evaluación Doppler tradicional. Para llevar a cabo la determinación del sentido del movimiento se requiere la generación de una señal analítica con dos componentes de la señal en el mezclador de HF y su subsiguiente procesamiento de la señal. Junto con la superficie de la antena, que es necesaria para la fuerte focalización de la emisión -?a pequeño- esto tiene un efecto determinante para los costes en el caso de los equipos físicos. Se plantean, o bien elevadas exigencias al ajuste del sensor con relación al vehículo, o bien se requiere una calibración individual de cada sensor después del montaje.

Se conoce por la publicación DE 42 23 119 A1 un procedimiento para llevar a cabo la medición de la velocidad con dos sensores de radar Doppler de microondas, que se encuentran dispuestos sucesivamente distanciados, de forma oblicua, especialmente para vehículos que se desplazan por carretera. La publicación DE 44 36 723 A1 divulga un procedimiento para medir la velocidad con un sensor Doppler de un canal, en el que se lleva a cabo la evaluación de los espectros de la densidad de potencia para varias secciones de la señal.

La invención tiene como tarea llevar a cabo la determinación, de una manera ampliamente exenta de errores, de la velocidad de un vehículo en ausencia de contacto físico, por medio de la evaluación de emisión de microondas, que son reflejadas o bien que son dispersadas sobre el suelo.

La tarea se resuelve con los rasgos caracterizantes de la reivindicación 1. El principio reivindicado, para llevar a cabo la medición de la velocidad, pertenece básicamente a los procedimientos de correlación. Sin embargo, este principio aprovecha el efecto Doppler de la velocidad, con objeto de poder llevar a cabo el procesamiento, de manera fiable y exacta, de las señales de módulos económicos de transceptores de microondas, que emiten en gran angular, sin mezclador de la polarización. De este modo, pueden ser eliminadas las fuentes de las divergencias sistemáticas y de las faltas de fiabilidad, que constituían una limitación hasta el presente o, al menos, pueden ser fuertemente minimizadas en cuanto a su efecto. Por otra parte, se reducen considerablemente las exigencias en cuanto a la exactitud en el montaje.

Otra ventaja, que puede ser aprovechada aquí, de los procedimientos de correlación frente a los procedimientos Doppler consiste en la posibilidad de llevar a cabo el reconocimiento del sentido de la marcha del vehículo con sensores de microondas de un canal, sin tener que llevar a cabo la detección de la polarización. Esto simplifica claramente la circuitería para alta frecuencia, la circuitería analógica de baja frecuencia NF y los equipos físicos para llevar a cabo el procesamiento de las señales y, de este modo, reduce todavía más los costes.

El empleo de dos módulos de microondas que emiten en gran angular con un ángulo de emisión aproximadamente igual a = 30...80º en un sensor de la velocidad de un vehículo, que reacciona de manera insensible a ligeras inclinaciones de un módulo o de los dos módulos, constituye una característica suficiente para el empleo del principio de medición que ha sido propuesto. Esto puede ser verificado, de manera sencilla, también en un sensor con una forma de funcionamiento desconocida.