DE1263873B - Device for counting vehicles using high-frequency electromagnetic waves - Google Patents
Device for counting vehicles using high-frequency electromagnetic wavesInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WTWW!- PATENTAMTFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN WTWW! - PATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
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Deutsche Kl.: 21 a4 - 48/53 German class: 21 a4 - 48/53
S89845IXd/21a4
4. März 1964
21. März 1968S89845IXd / 21a4
March 4th 1964
March 21, 1968
Einrichtungen zur Zählung von Fahrzeugen mittels hochfrequenter elektromagnetischer Wellen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, insbesondere sind solche bekannt, die nach dem Dopplerprinzip arbeiten. Dabei werden (vgl. deutsche Auslegeschrift 1010 302, USA.-Patentschrift 2 620470) einerseits unmittelbar vom Sender, andererseits unter Ausnutzung der vom Dopplereffekt' beeinflußten Reflexion der von diesem Sender angestrahlten, am bewegten Fahrzeug reflektierten und danach von der Einrichtung wieder empfangenen elektromagnetischen Wellen in der Einrichtung elektrische Schwingungen unterschiedlicher Phase erzeugt und diese einer Beobachtungseinrichtung zugeführt. Die Beobachtungseinrichtung besteht bei einer bekannten Ausführungsform aus Spulenanordnungen, die ein magnetisches Drehfeld erzeugen, dem ein Anker folgt. Die Winkelgeschwindigkeit dieser Drehbewegung entspricht unter Berücksichtigung des Drehsinns der bewegten sich nähernden oder entfernenden Fahrzeuge. — Daraus ist nicht ohne weiteres herzuleiten, wie man von den beiden elektrischen Schwingungen unterschiedlicher Phase zu einer bloßen Zählung der ankommenden oder abfahrenden Fahrzeuge gelangen kann. Die Zählung der ankommenden oder abgehenden Fahrzeuge ist jedoch für viele Zwecke, beispielsweise an Straßenkreuzungen zur Schaltung von Ampeln, notwendig oder ausreichend.Devices for counting vehicles using high-frequency electromagnetic waves are in Various embodiments are known, in particular those are known that work according to the Doppler principle work. Thereby (cf. German Auslegeschrift 1010 302, USA.-Patent 2 620470) on the one hand directly from the transmitter, on the other hand using the effects influenced by the Doppler effect Reflection of the radiated by this transmitter, reflected on the moving vehicle and then from the Facility re-received electromagnetic waves in the facility electrical vibrations different phase generated and fed to an observation device. The observation device consists in a known embodiment of coil assemblies that have a magnetic Generate a rotating field followed by an anchor. The angular velocity corresponds to this rotary movement taking into account the direction of rotation of the moving approaching or departing vehicles. It is not easy to deduce from this how one can derive the two electrical oscillations different phase to a mere count of the arriving or departing vehicles can. However, the counting of incoming or outgoing vehicles is useful for many purposes, for example at road crossings for switching traffic lights, necessary or sufficient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, anzugeben, wie man bei einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art auf einfache Weise zu einer Zählung der ankommenden oder abgehenden Fahrzeuge gelangen kann.The invention is based on the object of specifying how to do with a device of the type described at the outset This way you can easily get a count of the incoming or outgoing vehicles can.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zählung von Fahrzeugen mittels hochfrequenter elektrischer Wellen nach dem Dopplerprinzip, bei der zwei elektrische Schwingungen gewonnen werden, deren Phasenunterschied ein Maß für die Größe und Richtung der Geschwindigkeit der Fahrzeuge ist. Die Erfindung besteht darin, daß die beiden Schwingungen einer Phasenvergleichseinrichtung zugeführt sind, deren Ausgangsspannung eine Zählvorrichtung steuert.The invention relates to a device for counting vehicles by means of high-frequency electrical Waves according to the Doppler principle, in which two electrical oscillations are obtained, whose Phase difference is a measure of the size and direction of the speed of the vehicles. The invention consists in the fact that the two oscillations are fed to a phase comparison device whose Output voltage controls a counting device.
Phasenvergleichseinrichtungen der Art, wie sie bei der erfindungsgemäßen Einrichtung vorgesehen sind, sind an sich bekannt. Auch Zähleinrichtungen für negative oder positive elektrische Impulse gehören zum Stand der Technik. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung gelingt es, mit derartigen an sich bekannten Elementen zu einer Zählung der einer Kreuzung sich nähernden oder abgehenden Fahrzeuge zu gelangen, wie im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels ausführlicher erläutert wird. Es zeigtPhase comparison devices of the type provided in the device according to the invention, are known per se. Also counting devices for negative or positive electrical impulses belong to the state of the art. In the device according to the invention, it is possible to use those known per se Elements for counting the vehicles approaching or exiting an intersection reach, as will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. It shows
Einrichtung zur Zählung von Fahrzeugen
mittels hochfrequenter elektromagnetischer
WellenDevice for counting vehicles
by means of high frequency electromagnetic
waves
Anmelder:Applicant:
Societe de Fabrication d'Instruments de Mesure (S. F. I. M.), Massy (Frankreich)Societe de Fabrication d'Instruments de Mesure (S. F. I. M.), Massy (France)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Phys. Dr. W. Andrejewski, Patentanwalt,Dipl.-Phys. Dr. W. Andrejewski, patent attorney,
4300 Essen, Kettwiger Str. 364300 Essen, Kettwiger Str. 36
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Jean-Claude Preti, Clamart (Frankreich)Jean-Claude Preti, Clamart (France)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Frankreich vom 28. November 1963 (955 270)France of November 28, 1963 (955 270)
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung,F i g. 1 is a block diagram of an inventive Facility,
F i g. 2 eine Abwandlung der Einrichtung nachF i g. 2 a modification of the device according to
Die in den Figuren dargestellte Einrichtung enthält einen Sender 41, welcher mit einer Duplexanordnung 42 verbunden ist und so eine Antenne 43 speist, welche mit einem Hornstrahler versehen ist, welcher der Bahn der Fahrzeuge zugewandt ist, die gezählt werden sollen. Mit der Duplexanordnung 42 sind parallel zwei kristallbestückte Mischer 44 und 45 verbunden. Der Mischer 44 ist mit dem Sender 41 über einen Phasenschieber 46 verbunden, während der Mischer 45 unmittelbar mit dem Sender 41 verbunden ist. Die Mischer 44 und 45 sind mit Verstärkern 47 bzw. 48 verbunden, welche an eine Phasenvergleichseinrichtung 49 angeschlossen sind, welche mit einem Ausgang 50 versehen ist, welcher mit einem bekannten System zur Zählung von Gegenständen oder Fahrzeugen und zur Regelung ihrer Bewegung verbunden werden kann.The device shown in the figures contains a transmitter 41 which is connected to a duplex arrangement 42 and thus feeds an antenna 43 which is provided with a horn antenna which faces the path of the vehicles that are to be counted. Two crystal-equipped mixers 44 and 45 are connected in parallel to the duplex arrangement 42. The mixer 44 is connected to the transmitter 41 via a phase shifter 46, while the mixer 45 is connected directly to the transmitter 41. The mixers 44 and 45 are connected to amplifiers 47 and 48 , respectively, which are connected to a phase comparison device 49 which is provided with an output 50 which can be connected to a known system for counting objects or vehicles and for regulating their movement.
Es ist zu bemerken, daß die Mischer 44 und 45 gleiche Teile der von der Duplexanordnung 42 weitergeleiteten Echosignale empfangen. Ebenso liefern die Verstärker 47 und 48 an ihrem Ausgang verstärkte Niederfrequenzsignale.It should be noted that the mixers 44 and 45 receive equal parts of the echo signals forwarded by the duplex arrangement 42. The amplifiers 47 and 48 also provide amplified low-frequency signals at their output.
Zur Erläuterung der Arbeitsweise einer derartigen Anordnung ist zu bemerken, daß der mathematische Ausdruck eines von der Antenne 43 einer EinrichtungTo explain the operation of such an arrangement, it should be noted that the mathematical Printout of one from antenna 43 of a facility
809 519/222809 519/222
zur Zählung von Fahrzeugen mittels hochfrequenter elektrischer Wellen nach dem Dopplerprinzip ausgesandten Signals folgende Form hat:for counting vehicles by means of high-frequency electrical waves emitted according to the Doppler principle Signals has the following form:
y —Α-sin co0t. . (1) y -Α-sin co 0 t. . (1)
Die in Richtung eines beweglichen Fahrzeuges ausgesandte und von diesem reflektierte Welle wird durch die Radialgeschwindigkeit ν des Fahrzeuges beeinflußt, deren Zeichen negativ oder positiv sein kann, je nachdem, ob es sich von der Antenne entfernt oder dieser nähert. Mittels einer einfachen Überlagerung zwischen den ausgesandten und den empfangenen Wellen kann man über den Geschwindigkeitsvektor nur die Amplitude desselben betreffende Auskünfte erhalten. Das empfangene Signal hat nämlich die Form:The one sent in the direction of a moving vehicle and from this reflected wave is influenced by the radial velocity ν of the vehicle, whose sign can be negative or positive, depending on whether it is moving away from the antenna or this is approaching. By means of a simple overlay between the sent and the received Waves can only be used for information about the amplitude of the velocity vector obtain. Namely, the received signal has the form:
V1 = 5-sin(co0 ±V 1 = 5-sin (co 0 ±
(2)(2)
2525th
In diesem Ausdruck ist ωα = 2 nFd, wobei Fä die von dem Dopplereffekt herrührende Differenzfre- zoIn this expression, ω α = 2 nF d , where F ä is the difference frequency resulting from the Doppler effect
frequenz ist, deren Wert — beträgt, wobei A0 die Wellenlänge der ausgesendeten Wellen ist, welche gleiche -|- ist, wobei F0 die Grundfrequenz des Sen-frequency, the value of which is - , where A 0 is the wavelength of the transmitted waves, which is the same - | -, where F 0 is the fundamental frequency of the transmission
ders 41 ist. Um den die Information enthaltenden Ausdruck des Nutzsignals zu erhalten, welches einem Mischer entnommen wird, in welchem eine Überlagerung erfolgt, genügt es, das Produkt der vorhandenen Signale zu bilden. Bei Bildung des Produkts der obigen Ausdrücke (1) und (2), wobei das Glied ωά als positiv angesehen wird (Annäherung des Fahrzeugs), erhält man unter Vernachlässigung der die Amplitude betreffenden Glieder:which is 41. In order to obtain the printout of the useful signal containing the information, which is taken from a mixer in which a superposition takes place, it is sufficient to form the product of the signals present. If the product of the above expressions (1) and (2) is formed, whereby the term ω ά is regarded as positive (approach of the vehicle), neglecting the terms relating to the amplitude, one obtains:
sinO)0ί·sin(ω0 + wd)t *= Jcosiu^i. (3)sinO) 0 ί sin (ω 0 + w d ) t * = Jcosiu ^ i. (3)
Bei einer einer Entfernung des Fahrzeuges von der Antenne entsprechenden negativen Geschwindigkeit kann das Produkt der Ausdrücke (1) und (2) unter den gleichen Bedingungen folgendermaßen geschrieben werden:At a negative speed corresponding to the distance between the vehicle and the antenna the product of expressions (1) and (2) can be written as follows under the same conditions will:
sin ω,, t · sin (ω0 — ωα) t — J cos ωα t. (A) sin ω ,, t · sin (ω 0 - ω α ) t - J cos ω α t. (A)
Wie man sieht, ist in beiden Fällen der Ausdruck des für die Messung ausnützbaren Signals genau der gleiche. Bei Einführung einer festen Phasenverschiebung φ, welche an der Sendefrequenz F0 vorgenommen wird, kann der Ausdruck des Gliedes mit co0 nach der Phasenverschiebung folgendermaßen geschrieben werden:As you can see, the expression of the signal that can be used for the measurement is exactly the same in both cases. When introducing a fixed phase shift φ, which is carried out at the transmission frequency F 0 , the expression of the element with co 0 after the phase shift can be written as follows:
y2 — A sin (<w0 t + φ). (5)y 2 - A sin (<w 0 t + φ). (5)
Der Ausdruck der Schwebung kann dann bei einer Annäherungsgesehwindigkeit folgendermaßen ge^· schrieben werden:The expression of the beat can then be expressed as follows at an approaching speed be written:
sin ((U0 t + φ)· sin (ö)0 + cod) t — J cos (cod t — φ) . '.' sin ((U 0 t + φ) sin (ö) 0 + co d ) t - J cos (co d t - φ) . '.'
(6)(6)
Bei einer negativen Geschwindigkeit wird der Ausdruck der Schwebung folgender:If the speed is negative, the expression of the beat is as follows:
sin (co0 1 + φ)· sin (co0 — cod)t = %cos(codt + φ). sin (co 0 1 + φ) sin (co 0 - co d ) t =% cos (co d t + φ).
(7)(7)
Wie man sieht, ändert in den Ausdrücken (6) und (7) der φ das Vorzeichen, je nach der Richtung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges.As you can see, in expressions (6) and (7) the φ changes the sign, depending on the direction of the speed of the vehicle.
Unter diesen Bedingungen hat das aus dem Mischer 45 austretende Signal, welches von der Überlagerung eines unmittelbar dem Sender 41 entnommenen Verr gleichssignäls und des voü der Duplexanordnung 42 kommenden Empfangssignäls herrührt, die durch den obigen Ausdruck (3) gegebene Form.Under these conditions it got out of the mixer 45 emerging signal, which is derived from the superimposition of a Verr identical signals and the received signals coming from the duplex arrangement 42, which are caused by the given the form in expression (3) above.
Das aus dem Mischer 44 austretende Signal, welches von der Überlagerung zwischen einem Vergleichssignal, welches dem Sender 41 entnommen ist, welchem jedoch durch die Einschaltung des Phasenschiebers 46 eine feste Phasenverschiebung φ erteilt wurde, und dem gleichen von der Duplexanordnung 42 übertragenen Empfangssignal herrührt, hat die entweder durch den obigen Ausdruck (6) oder den Ausdruck (7) gegebene Form. Durch die Wirkung der Phasenvergleichseinrichtung 49 erhält man so an dem Ausgang 50 eine Spannung, welche der Geschwindigkeit des Fahrzeuges proportional' ist und deren Vorzeichen von der Richtung dieser Geschwindigkeit abhängt. Diese Spannung kann dann mit ihrem Vorzeichen eine Vorrichtung zur Zählung und Regelung der Bewegung der erwähnten bekannten Art steuern.The signal emerging from the mixer 44, which results from the superposition between a comparison signal which is taken from the transmitter 41, but which has been given a fixed phase shift φ by the activation of the phase shifter 46, and the same received signal transmitted by the duplex arrangement 42 the form given by either the above expression (6) or the expression (7). As a result of the action of the phase comparison device 49, a voltage is obtained at the output 50 which is proportional to the speed of the vehicle and whose sign depends on the direction of this speed. With its sign, this voltage can then control a device for counting and regulating the movement of the known type mentioned.
Die in Fig. 2 dargestellte Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 weist in gleicherweise einen Sender 51 auf, welcher mit einer Duplexanordnung 52 und einer Antenne 53 mit Hornstrahler kombiniert ist. An Stelle von zwei Mischern enthält diese Anordnung einen einzigen Mischer 54 mit zwei Kristallen in Vierpolschaltung nach Art des »magischen T«, welcher gleichzeitig die von dem Sender 51 kommenden Vergleichssignale und die ebenfalls von der Antenne 53 empfangenen und durch die Duplexanordnung 52 weitergeleiteten Echosignale empfängt. In diesem mit zwei Kristallen bestückten Mischer 54 werden Schwebungen gebildet, welche durch Kanäle übertragen werden, deren elektrische Wege dadurch etwas verschieden sind, daß der eine Schenkel des »magischen T« etwas von dem entgegengesetzten Schenkel verschieden ist Die Ausgänge dieser Kanäle sind mit Verstärkern 57 bzw. 58 verbunden, welche an eine Phasenvergleichseinrichtung 59 angeschlossen sind, dessen Ausgang 60 in der oben angegebenen Weise benutzt wird.The modification of the embodiment according to FIG. 1 shown in FIG. 2 has the same a transmitter 51, which is combined with a duplex arrangement 52 and an antenna 53 with a horn antenna. Instead of two mixers, this one contains Arrangement of a single mixer 54 with two crystals in a four-pole connection in the manner of the "magic" T «, which simultaneously receives the comparison signals coming from the transmitter 51 and those also from the antenna 53 received and forwarded by the duplex arrangement 52 receives echo signals. In this equipped with two crystals mixer 54 beats are formed, which through channels are transmitted whose electrical paths are somewhat different because of the fact that one leg of the "magic T" is somewhat different from the opposite leg. The exits of these channels are connected to amplifiers 57 and 58, which are connected to a phase comparison device 59 whose output 60 is used in the manner indicated above.
Die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels nach F i g. 2 ist die gleiche wie die der oben beschriebenen Ausführung, wobei der gewünschte Phasenunterschied hier nicht mehr von der Einschaltung eines Phasenschiebers, sondern von dem Unterschied der elektrischen Wege herrührt.The operation of the embodiment according to FIG. 2 is the same as that described above Execution, whereby the desired phase difference here no longer depends on the activation of a Phase shifter, but comes from the difference in electrical paths.
Claims (3)
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1010 302;
britische Patentschrift Nr. 615 978;
USA.-Patentschrift Nr. 2 620 470.Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1010 302;
British Patent No. 615,978;
U.S. Patent No. 2,620,470.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR955270A FR84800E (en) | 1962-12-07 | 1963-11-28 | Method for counting and regulating the circulation of moving bodies, in particular of vehicles at an intersection of tracks and equipment allowing the implementation of such a method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1263873B true DE1263873B (en) | 1968-03-21 |
Family
ID=43597810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1964S0089845 Pending DE1263873B (en) | 1963-11-28 | 1964-03-04 | Device for counting vehicles using high-frequency electromagnetic waves |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1263873B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6192837B1 (en) | 1997-04-23 | 2001-02-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Once-through steam generator and method for starting up a once-through steam generator |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB615978A (en) * | 1944-10-07 | 1949-01-14 | Automatic Signal Corp | Means for detecting presence and movement of bodies |
| US2620470A (en) * | 1946-09-13 | 1952-12-02 | Jr Roy L Rather | Doppler traffic control system |
| DE1010302B (en) * | 1956-12-22 | 1957-06-13 | Telefunken Gmbh | An arrangement for speed measurement that works according to the retro-reflective principle |
-
1964
- 1964-03-04 DE DE1964S0089845 patent/DE1263873B/en active Pending
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