用于测量发射器与接收器之间的测量系统的传输路径的性质的方法和传感器系统技术方案

提供用于基于第一发射器(H1)与接收器(D1)之间的反馈补偿来测量一种测量系统的第一传输路径(T1)的传输性质的方法和传感器系统，除了所述第一发射器(H1)的所发射传输信号(I2)之外，补偿发射器(K)的补偿信号(I2)还在接收器(D1)中按照叠加方式来接收。第一发射器(H1)的供应信号(S5))和接收器(D)的接收器输出信号(S1)各形成准希耳伯特空间中的向量。通过按照本发明专利技术的方法，希耳伯特投影在接收器(D)的接收器输出信号(S1)与供应信号(S5)之间执行，使得生成投影图像信号(S10)。输出信号(S4)从投影图像信号(S10)来形成。前置信号(S6)通过采用供应信号(S5)对输出信号(S4)的至少部分逆变换来生成。逆变换优选地经过乘法进行。用于供给补偿发射器(K)的补偿信号(S3)从所形成的前置信号(S6)来生成，以便实现接收器输出信号(S1)的反馈控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量发射器与接收器之间的测量系统的传输路径的性质的方法和传感器系统本专利技术涉及用于测量第一发射器和接收器之间的第一传输路径的传输性质的方法和传感器系统。第一发射器将第一信号传送到传输路径上，其在经过第一传输路径的至少一部分之后由接收器来检测。第二发射器将第二信号传送到第二传输路径上，其在经过第二传输路径之后由接收器来检测。在接收器中，第一信号和第二信号按照基本上累积的方式来叠加。接收器输出信号然后从其中形成，经过进一步处理，并且最终馈送给反馈回路中的第二发射器供补偿。在许多应用领域中，将要确定从发射器到接收器、例如传感器的传输路径的传输性质。能够需要例如确定参考对象到另一个对象的距离，或者检测对象在某个区域或空间中的移动。其它示例是确定传输路径的介质的基本性质，例如折射率、吸收谱、扩散、散射(例如雾检测)、自旋弛豫时间、电磁常数(例如电容率、相对磁导率和光速)、荧光特性(信号的载波长波和/或载波频率到另一个波长/频率的传输)，或者边界层和表面的性质(例如反射率、反射谱、边界表面的介质之间的上述性质的比率、边界表面的间距等)的检测。从现有技术已知许多补偿方法，其中实际传输信号在接收器按照使得接收器大体上包含接近恒定信号的方式与补偿信号来叠加。例如在以下文档中公开测量的这种补偿方法：DE10001955A1DE10024156A1DE19839730C1DE930983U1DE10001943C1DE10346741B3DE102004025345B3DE102005013325A1DE102005010745B3DE102007005187B4这些文档中所述的方法使用幅度调节模拟信号作为传输信号和/或作为补偿信号。传输信号具有恒定占空比，并且通常是基本上单频的，即，它仅使用一个特定频率。单频模拟补偿信号证明是这些方法中的基本缺点，因为单频补偿信号很容易受到干扰。例如，已经发现，在光学系统中，虽然不存在来自或多或少均匀的阳光的干扰，但是来自光源、例如荧光灯的光及其瞬变(其按照相应区域线频率的50Hz或60Hz的线频率的倍数进行波动)实际上引起干扰。当本文所述的若干测量系统不能在光学上分离时，使该问题更为加剧。例如在基于以上公开之一的光学汽车雷达中，如果接近的汽车的发射器向其自己的汽车的接收器中进行传送时，情况能够是这样。上述系统不适合于这个目的。因此，系统不易适合于使用若干系统的三角测量和更复杂的识别任务。如果将要检测或监测若干传输路径或者较大范围，则也变得难以使用这类系统。则一般使用时分复用方法，以便在时间上区分单独信号。但是，这具有延迟在信号的处理和预期范围的观测期间发生的缺点。时间间隙在空间观测中出现，其是不可接受的，特别是在安全相关应用中。执行间隙检测的上述列表的系统的另一个缺点在于，当使用若干反射器时，它们只能够确定反射器之间的平均间隙。专利技术目的以现有技术和关联问题作为出发点，本专利技术的目的是提供一种用于检测传输路径的传输性质的优化方法，其使得例如能够可靠地识别传输路径中存在的对象和/或对象的重要特性。该方法具体是基于补偿的，并且在最大可能程度上对干扰不敏感。实现目的的途径本目的通过一种用于测量如权利要求1所述特征的测量系统的传输路径的传输性质的方法以及通过具有如权利要求26所述特征的传感器系统来实现。基本系统和基本数学方法的描述测量系统的第一传输路径在第一发射器H1与接收器D1之间形成。第一发射器H1将第一信号传送到第一传输路径，使得在经过第一传输路径的至少一部分之后，在接收器D1检测这个信号。作为所谓的补偿发射器的第二发射器K将第二信号传送到第二传输路径，其存在于第二发射器K与接收器D1之间。第二信号(补偿传输信号)在经过第二传输路径之后由接收器D1来检测。在接收器D1中，第一信号和第二信号按照基本上线性的方式来叠加。叠加优选地是累积的。在接收器中，接收器输出信号从两个叠加信号来形成。为了测量第一发射器H1与接收器D1之间的第一传输路径的传输性质，第一供应信号S5通过发生器来产生。供应信号S5和接收器输出信号S1选择成使得两个信号的每个形成准希耳伯特空间中的向量。下面将提供如本上下文中使用的准希耳伯特空间的更准确定义。例如在“TaschenbuchderMathematik”([HandbookofMathematics]；I.N.Bronstein、K.A.Semendjajew、G.Musiol、H.Mühlig；第6修订版；FrankfurtamMain；由HarriDeutsch发表；2005；第12.4小节“HilbertSpaces”，第635页以及以下等等中，描述了关联数学关系。在参照这个教材的地方，称作BRONSTEIN。待传送信号通过时间的函数来形成；在最简单情况下，它们通过正弦或余弦函数来形成。同样的情况适用于接收器输出信号S1。这意味着，确定为向量(供应信号S5(用以向第一发射器供电)和接收器输出信号S1)的信号是其中定义内积的向量空间的元素。换言之，两个信号S5、S1是其中定义纯量积的向量空间的元素，以便能够描述向量之间的关系。(BRONSTEIN第12.4.1.1小节)。为了便于了解，将在背景部分进行一些一般说明。信号S(t)能够表示为向量S。在这样做时，信号S(t)由无限数量的信号值Si、信号样本组成，其中下标i表示信号S(t)具有这个值Si的时间点ti。因此，这些无限值Si构成无限维向量S。由于这种值St=S(t)能够对各时间点t来确定，所以值Si与Si+1之间的间隙能够减小为零。因此，S(t)能够被看作是无限维向量，其中参数t对应于向量S的值Si的原始下标i。如果这时考虑两个标识号A(t)和B(t)，则会对样本信号Ai和Bi的向量A和B的纯量积写作下式：这个纯量积能够用作希耳伯特空间的定义的一部分。这产生没有向量特性的单值、对应于一个向量(例如向量A)到另一向量(例如向量B)的投影的标量。如果这时考虑关联时间连续信号A(t)和B(t)，则关联纯量积能够例如定义如下：在这里，时间连续信号A(t)和B(t)被看作是如上所述的希耳伯特空间的向量，其中上述积分承担这个向量空间的对应纯量积的作用，并且取代前一等式的总和。但是，纯量积不一定需要是积分。纯量积仅需要定义成使得形成希耳伯特空间。例如，它能够是信号A(t)和B(t)之积的线性过滤F[]：两个信号A(t)、B(t)是正交的，其纯量积产生零：正交基本信号集合是信号Bi(t)的集合，其中i表示下标，并且下式成立：对于i≠j如果能够不存在与零不同的附加信号C(t)，基本信号Bi(t)的集合是完整的，其中下式对所有Bi(t)适用：如果基本信号集合是不完整的，则涉及准希耳伯特空间。如果信号C(t)将要变换为具有基本信号集合Bi(t)的希耳伯特空间，则系数ci对于来自信号C(t)和基本信号Bi(t)的每一个可能的纯量积来形成：为了完整性，应当提到，基本信号Bi(t)有利地频繁根据其幅度来选择，使得其范数等于1：为了从ci系数的向量c来恢复原始信号C(t)，这能够使用简单逆变换来实现.能够使用这种方法，以便从信号S1(t)投射与信号S5成比例的分量S1S5(t)。为此，变换和逆变换仅对这个信号S5执行。在这样做本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基于第一发射器与接收器之间的反馈补偿来测量测量系统的第一传输路径的传输性质的方法，其中 ‑  所述第一发射器(H1)将第一信号(I2)传送到所述传输路径上，所述第一信号在经过所述第一传输路径(T1)的至少一部分之后由所述接收器(D1)来检测， ‑   补偿发射器(K)将第二信号(I2)传送到第二传输路径上，所述第二信号在经过所述第二传输路径之后由所述接收器(D1)来检测，‑   所述第一信号(I1)和所述第二信号(I2)在所述接收器(D1)中按照线性方式来叠加，从其中形成接收器输出信号(S1)， 其特征在于下列步骤：‑   通过发生器(G1)来生成供应信号(S5)，其中所述供应信号(S5)和所述接收器输出信号(S1)各形成准希耳伯特空间中的向量，并且所述供应信号(S5)是与零不同的频带限制供应信号，所述供应信号具有上截止频率ωmax和下截止频率ωmin，所述下截止频率ωmin不同于所述上截止频率ωmax，‑   向所述第一发射器(H1)馈送所述供应信号(S5)；‑   经过希耳伯特投影来运行从所述接收器(D1)的所述接收器输出信号(S1)到所述供应信号(S5)的前向变换，使得生成投影图像信号(S10)；‑   基于所述投影图像信号(S10)来形成输出信号(S4)，其中所述输出信号(S4)包括与所述第一传输路径(T1)的传输性质有关的信息；‑   采用所述供应信号(S5)来运行所述输出信号(S4)的至少部分逆变换，使得形成前置信号(S6)；‑   从所述前置信号(S6)来生成补偿信号(S3)； ‑   向所述补偿发射器(K)馈送所述补偿信号(S3)，供所述接收器输出信号(S1)的反馈控制。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.23 EP 12156720.01.一种用于基于第一发射器与接收器之间的反馈补偿来测量测量系统的第一传输路径的传输性质的方法，其中-所述第一发射器(H1)将第一信号(I1)传送到所述第一传输路径上，所述第一信号在经过所述第一传输路径(T1)的至少一部分之后由所述接收器(D1)来检测，-补偿发射器(K)将第二信号(I2)传送到第二传输路径上，所述第二信号在经过所述第二传输路径之后由所述接收器(D1)来检测，-所述第一信号(I1)和所述第二信号(I2)在所述接收器(D1)中按照线性方式来叠加，从其中形成接收器输出信号(S1)，其特征在于下列步骤：-通过发生器(G1)来生成供应信号(S5)，其中所述供应信号(S5)和所述接收器输出信号(S1)各形成准希耳伯特空间中的向量，并且所述供应信号(S5)是与零不同的频带限制供应信号，所述供应信号具有上截止频率ωmax和下截止频率ωmin，所述下截止频率ωmin不同于所述上截止频率ωmax，-向所述第一发射器(H1)馈送所述供应信号(S5)；-经过希耳伯特投影来运行从所述接收器(D1)的所述接收器输出信号(S1)到所述供应信号(S5)的前向变换，使得生成投影图像信号(S10)；-基于所述投影图像信号(S10)来形成输出信号(S4)，其中所述输出信号(S4)包括与所述第一传输路径(T1)的传输性质有关的信息；-采用所述供应信号(S5)来运行所述输出信号(S4)的至少部分逆变换，使得形成前置信号(S6)；-从所述前置信号(S6)来生成补偿信号(S3)；-向所述补偿发射器(K)馈送所述补偿信号(S3)，供所述接收器输出信号(S1)的反馈控制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供应信号(S5)是调制和/或非计时信号。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供应信号(S5)是随机信号或伪随机信号或基于扩展码的信号和/或噪声信号。4.如以上权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述逆变换是乘法，和/或所述希耳伯特投影的执行经过纯量积的形成进行。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述纯量积通过下列步骤来形成：-将所述接收器输出信号(S1)与所述供应信号(S5)相乘，并且形成检测信号(S9)；以及-在滤波器(F1)中对所述检测信号(S9)进行滤波，使得所述投影图像信号(S10)从经滤波的滤波器输出信号来生成。6.如以上权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述投影图像信号(S10)通过放大器(V1)放大为所述输出信号(S4)。7.如以上权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，经过将所述前置信号(S6)与偏置值(B1)相加来生成所述补偿信号(S3)。8.如以上权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，另一偏置值(B5)在所述供应信号(S5)向所述第一发射器(H1)馈送之前加入所述供应信号(S5)。9.如以上权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述供应信号(S5)的所述下截止频率ωmin大于所述供应信号(S5)的所述上截止频率ωmax的一半。10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述滤波器(F1)是线性滤波器。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述滤波器(F1)仅允许其频率小于或等于所述供应信号(S5)的所述上截止频率ωmax与所述下截止频率ωmin之间的距离的一半的这类频率分量经过。12.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述供应信号(S5)和所述滤波器(F1)选择成使得在滤波时，通过所述滤波器(F1)，干扰信号(I5)与所述供应信号(S5)纯量相乘，所述滤波器(F1)的所述输出信号为最小。13.如权利要求5所述的方法，其特征在于，测量所述滤波器(F1)采用已知的供应信号(S5)来识别所述接收器输出信号(S1)中的干扰信号(I5)。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述已知的供应信号(S5)是恒定的供应信号。15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述已知的供应信号设置成等于一。16.如以上权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，形成与所述供应信号(S5)正交的第一正交基本信号(S5o)。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一正交基本信号(S5o)从超前所述供应信号(S5)时间周期Δt的信号(S5v)与尾随所述供应信号(S5)所述时间周期Δt的信号(S5d)之间的差或者从所述供应信号(S5)和尾随所述供应信号(S5)所述时间周期Δt的信号(S5d)的差来形成。18.如权利要求4所述的方法，其特征在于下列附加步骤：-生成与所述供应信号(S5)正交的第一正交基本信号(S5o)；-从所述接收器输出信号(S1)和所述第一正交基本信号(S5o)来形成所述纯量积，使得生成正交投影图像信号(S10o)；-将基于所述正交投影图像信号(S10o)的正交输出信号(S4o)与所述第一正交基本信号（S5o）相乘为正交前置信号(S6o)；-将所述正交前置信号(S6o)与通过将所述供应信号(S5)与所述输出信号(S4)相乘来形成的前置信号(S6)相加，所述补偿信号(S3)经过所述前置信号(S6)与所述正交前置信号(S6o)的相加来生成。19.如权利要求18所述的方法，其特征在于：-在所述形成与相乘步骤之间，通过另一放大器(V2)将所述正交投影图像信号(S10o)放大为正交输出信号(S4o)，或者-所述补偿信号(S3)经过所述前置信号(S6)与所述正交前置信号(S6o)以及偏置值(B1)的相加来生成。20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，通过下列步骤从接收器输出信号(S1)和所述第一正交基本信号(S5o)来形成纯量积：-将所述接收器输出信号(S1)与所述第一正交基本信号(S5o)相乘，使得形成正交检测信号(S9o)；-通过另一滤波器(F2)对所述正交检测信号(S9o)进行滤波。21.如权利要求20所述的方法，其特征在于下列步骤：-形成尾随所述供应信号(S5)第一时间周期Δt1的第一脉冲(S5d1)、尾随第二时间周期Δt2的第二脉冲(S5d2)和尾随第三时间周期Δt3的第三脉冲(S5d3)，所述第二时间周期Δt2大于所述第一时间周期Δt1，并且所述第三时间周期Δt3大于或等于所述第二时间周期Δt2；-从所述供应信号(S5)来形成第一正交基本信号(S5o1)；-形成与所述第一正交基本信号(S5o1)正交的第二正交基本信号(S5o2)-所述第一正交基本信号(S5o1)进一步处理为第一正交前置信号(S6o1)；-所述第二正交基本信号(S5o2)进一步处理为第二正交前置信号(S6o2)；-从所述前置信号(S6)以及所述第一和第二正交前置信号(S6o1，S6o2)来形成所述补偿信号(S3)，所述补偿信号馈送到补偿发射器(K)。22.如权利要求21所述的方法，其特征在于a.所述第一正交基本信号(S5o1)能够形成为所述第一脉冲(S5d1)和所述第二脉冲(S5d2)的差，和/或b.所述第二正交基本信号(S5o2)能够与所述第三脉冲(S5d3)相同，和/或c.所述第一时间周期能够是Δt1=0，和/或d.所述第二时间周期Δt2和所述第三时间周期Δt3能够相等。23.如权利要求21所述的方法，其特征在于被馈送到所述补偿发射器(K)的所述补偿信号(S3)从所述前置信号(S6)以及所述第一和第二正交前置信号(S6o1，S6o2)经过加法来形成。24.如以上权利要求18至23中的任一项所述的方法，其特征在于-生成多个正交基本信号(S5oi)；-生成多个正交前置信号(S6oi)，-将至少一个正交前置信号(S6oi)加入所述前置信号(S6)。25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，使用多个其它放大器(V2)，或者将至少一个正交前置信号(S6oi)加入所述前置信号(S6)和偏置值(B1)。26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，与所述供应信号(S5)正交的所述第一正交基本信号(S5o)的至少两个相互正交。27.如权利要求5所述的方法，其特征在于下列附加步骤：-生成与所述供应信号(S5)正交的第一正交基本信号(S5o)；-从所述接收器输出信号(S1)和所述第一正交基本信号(S5o)来形成所述纯量积，使得生成正交投影图像信号(S10o)；-将所述正交投影图像信号(S10o)放大为正交输出信号(S4o)；-作为所述正交输出信号(S4o)的函数使进一步处理的接收器输出信号(S1)延迟，所述接收器...

【专利技术属性】
技术研发人员：B布尔夏德，
申请(专利权)人：艾尔默斯半导体股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE