CH676044A5 - - Google Patents

Description

CH 676 044 A5

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Detektorvorrichtung.

Ein unbemanntes Fahrzeug, das als Transportmit- 5 tel in einer Produktionsstätte od.dgl. dient, führt eine Vielzahl von Operationen aus, wie geradlinige Fahrt in der Fabrikationsstätte, Anhalten an irgendeiner vorbestimmten Position, Drehen nach rechts oder links an einer derartigen Position sowie Be- 10 schleunigen oder Verlangsamen auf einer vorgegebenen Fläche.

Um derartige unbemannte Fahrzeuge zur Ausführung der obengenannten Operationen zu instruieren, gibt es einige bekannte Verfahren, welche 15 ein System anwenden, bei dem ein metallisches Glied an einer gewünschten Halteposition für das unbemannte Fahrzeug installiert ist, und das Fahrzeug wird abhängig von der Detektion des metallischen Gliedes über einen Detektor, beispielsweise einen 20 kontaktlosen Schalter, der auf dem Fahrzeug installiert ist, angehalten. Nach einem anderen bekannten System wird eine Strichcodemarkierung oder dg!., die an einem Operations-Startpunkt befestigt ist,

mittels eines auf dem unbemannten Fahrzeug ange- 25 ordneten Bildsensors optisch gelesen und das Fahrzeug in Abhängigkeit von diesem Code zur Ausführung einer bestimmten Operation in Betrieb gesetzt.

Bei den obengenannten bekannten Verfahren, 30 welche das System mit einem Metallglied und einem kontaktlosen Schalter anwenden, kann das unbemannte Fahrzeug lediglich für eine Art von Operationen instruiert werden, beispielsweise für das Anhalten. Bei dem anderen System, welches die Strich- 35 Codemarkierung und einen Bildsensor anwendet,

kann ein Lesefehler der Strichcodierung infolge von Beschmutzung oder irgendeiner Abweichung in der Leserichtung des Sensors auftreten.

Die vorliegende Erfindung umfaßt eine Detektor- 40 markierung, bestehend aus mehreren Abstimmkreisen mit abwechselnd unterschiedlichen Abstimmfrequenzen sowie einen Detektor zum Erfassen einer solchen Markierung.

Durch eine Kombination mehrerer Abstimmkreise 45 werden viele Arten von Markierungsmustern gebildet, und der Instruktionsinhalt wird so zugeordnet, daß er dem jeweiligen Markierungsmuster entspricht, wodurch eine Instruktion zur Operation eines unbemannten Fahrzeugs eingegeben wird, und 50 zwar beim Abtasten der Markierung mittels eines Markierungssensors, der auf dem Fahrzeug installiert ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen 55 näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Instruktionsstruktur für eine Operation nach den Merkmalen der Erfindung, 60

Fig. 2 eine Ansicht einer Innenstruktur einer Markierung,

Fig. 3 eine Unteransicht eines Musters auf der Rückseite der Markierung,

Fig. 4 eine Aufsicht auf die Markierung, 65

Fig. 5 ein Schaltdiagramm zur Verdeutlichung der Grundkonfiguration eines Abstimmkreises,

Fig. 6 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Frequenzen elektromagnetischer Wellen, die von einem Oszillator erzeugt werden,

Fig. 7 eine graphische Darstellung zur Veran-schauiichung des Ausgangs eines Logikkonverter-Schaltkreises und

Fig. 8 eine schematische Aufsicht auf ein unbemanntes Fahrzeug, bei dem die Erfindung Anwendung findet.

Gemäß Fig. 8 sind bei einem Fahrzeug 1 ein Paar Antriebsräder 2, 3 links und rechts von einer Position vorgesehen, die im wesentlichen entlang der Längsmittelachse des Fahrzeugkörpers verläuft. Mit den Antriebsräder 2 bzw. 3 sind Fahrmotoren 4 und 5 direkt verbunden. Das unbemannte Fahrzeug

1 wird geradeaus, vorwärts und rückwärts durch ein Drehen der beiden Antriebsräder 2, 3 mit derselben Geschwindigkeit und in derselben Richtung bewegt, oder es wird in Umlauf versetzt, indem die Räder mit wechselweise unterschiedlichen Geschwindigkeiten in derselben Richtung angetrieben werden, oder es wird auf der Stelle gedreht, indem die beiden Räder mit derselben Geschwindigkeit in entgegengesetzten Richtungen angetrieben werden.

Ebenso sind aus Fig. 8 Bremsen 6, 7 ersichtlich, welche zum Verlangsamen oder Anhalten der Antriebsräder 2 bzw. 3 dienen. Auch sind Impulsgeneratoren 8, 9 für ein Erfassen der Rotationsgeschwindigkeiten der Antriebsräder 2 bzw. 3 vorgesehen.

Leitschienensensoren 10a, 10b dienen zum Erfassen der Position auf einer Leitschiene 11, die auf einem Boden F festgelegt ist.

Markierungssensoren 20, 21 dienen zum Ablesen einer Markierung 22, die auf dem Boden einer Instruktionsposition für eine Operation befestigt ist. Die Gleitschienensensoren 10a, 10b und die Markierungssensoren 20, 21 sind so angeordnet, daß lediglich eine von ihnen je nach der Laufrichtung des unbemannten Fahrzeugs 1 allein betätigt wird. Ferner sind angetriebene Räder 12 sichtbar, welche im Fahrzeugkörper nach der Art von Schwenkrollen gelagert sind, sowie eine Stoßstange 13.

Nachfolgend werden die Markierung 22 und der Aufbau des Markierungssensors 20 unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben.

Die Markierung 22 besteht aus mehreren (vier beim dargestellten Beispiel) Abstimmkreisen 23a bis 23d, von denen jeder eine Schichtspule 25 und einen Kondensator 26 auf einer doppelseitig flexiblen Leitergrundplatte 24 aufweist. Fig. 5 gibt ein Schaltbild des Abstimmkreises wieder. In den vier Abstimmkreisen sind die Verbindungen der Spulen 25 und die Kapazitäten der Kondensatoren 26 zueinander unterschiedlich, so daß die entsprechenden Abstimmfrequenzen abwechselnd verschieden sind. Bei dem Innenaufbau der Markierung 22 gemäß Fig.

2 ist die Grundplatte üblicherweise mit einem Schichtmaterial überzogen, so daß die Schaltkreisanordnung im Einsatz nicht sichtbar ist. Auf der Markierungsoberfläche angebrachte Zeichen 27b bis 27d geben Ausschnittpositionen wieder. Fig. 3

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zeigt das Rückseitenmuster der Markierung 22, wobei mit 26a ein Abschnitt des Kondensators, der auf der Rückseite plaziert ist, bezeichnet wird. Ferner sind durchgehende Löcher 28a bis 28d sichtbar, die in leitfähiger Weise die jeweiligen vorderen und hinteren Oberflächen der Schaltkreise durchbohren.

Der in Fig. 1 gezeigte Markierungssensor 20 umfaßt eine Detektorspule30 und einen Oszillator 31 variabler Frequenz zum kontinuierlichen Erzeugen von elektromagnetischen Wellen über die Detektorspule 30, wobei die Wellenfrequenzen in einem Bereich zwischen f1 bis f2 (MHz) innerhalb einer kurzen Zeit t, wie graphisch in Fig. 6 gezeigt, variiert werden. Ein Schwingungsstärkedetektor 32 dient zum Erfassen der Schwingungsstärke des Oszillators 31 und ein Logikkonverterschaltkreis 33 zur logischen Bearbeitung des Ausgangs des Detektors 32. Der Ausgang des logischen Konverterschaltkreises 33 wird an eine Servo-CPU 34 gelegt, welche Ausgangsinstruktionen an Motorantriebe 35, 36 der Fahrmotoren 4, 5 zum Antreiben der Räder 2, 3 liefert. Die Servo-CPU 34 empfängt Eingangsinstruktionen entsprechend der Umwandlung der Rotationsgeschwindigkeiten der Motoren 4,5 von den Führungsschienensensoren 10a, 10b oder von einer Haupt-CPU 37 des unbemannten Fahrzeugs 1.

Die folgende Beschreibung dient zum Verständnis der Instruktionen zur Betätigung des unbemannten Fahrzeugs 1 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel nach dem vorstehend beschriebenen Aufbau.

Es soll angenommen werden, daß die Abstimmkreise 23a - 23d der Markierung 22 jeweils Abstimmfrequenzen fa, fb, fc, fd besitzen, welche selektiv so eingestellt werden, daß sie der Bedingung f1 < fa < fb < fc < fd < f2 folgen. Aus der Darstellung geht hervor, daß dort, wo kein Bezugszeichen, das eine Schnittposition repräsentiert, in den Abstimmkreis 23 eingezeichnet ist, niemals ein Ausschnitt des Abstimmkreises 23a auftaucht. Insgesamt werden 23=8 Muster der Markierung 22 ausgebildet, indem die verbleibenden drei Abstimmkreise 23c, 23d, 23e in einen Betriebszustand versetzt werden, d.h. ohne ein Ausschneiden der entsprechenden Zeichen 27b, 27c, 27d, oder durch ein Versetzen dieser drei Schaltkreise in einen Abschaltzustand durch ein Herausschneiden der besagten Zeichen. Bei dieser Ausführungsform ist lediglich ein Abschnitt des Abstimmkreises 23c, entsprechend dem Durchgangsloch 28c, herausgeschnitten, so daß der Schaltkreis 23c in einen nicht-betriebsbereiten Zustand versetzt wurde. Zum Herausschneiden des Durchgangsloches kann eine Fahrkartenzange oder dgl. Verwendung finden.

Wenn das unbemannte Fahrzeug sich ohne die Markierung 22 auf einer Laufbahn bewegt, wird der Ausgang des Schwingungsstärkedetektors 32 konstant gehalten, so daß kein Signal vom logischen Konverterschaltkreis 33 abgegeben wird.

Wenn jedoch der Markierungssensor 20 über die Markierung 22 läuft, nähert sich die Frequenz des Oszillators 31 den Abstimmfrequenzen fa, fb, fd des Abstimmkreises 23a, 23b, 23d, welche nicht herausgeschnitten sind, wodurch dann die elektromagnetische Energie vom Oszillator 31 in Richtung auf die Abstimmkreise 23a, 23b, 23d absorbiert und dadurch die Schwingungsstärke in den einschlägigen Bereichen stark herabgesetzt wird. Die Schwingungsstärke vom Schwingungsstärkedetektor 32 wird zum Logikkonverterschaltkreis 33 abgegeben, in welchem ein fester Schwellenpegel vorgegeben ist. Wenn die Schwingungsstärke auf einen kleineren Wert als der Schwellenpegel reduziert wird, erfolgt eine Abgabe des Wertes einer solchen Reduktion in Form eines positiven Logikausgangssignals an den Servo-CPU 34. Bei dieser Ausführungsform wird die Schwingungsstärke des Oszillators 31 stark herabgesetzt bzw. reduziert, wenn dessen Frequenz mit einer der Abstimmfrequenzen fa, fb, fc zusammenfällt, und auf diese Weise werden die Logikausgänge R, wie in Fig. 7 gezeigt, erhalten.

Die auf derartige Logikausgänge ansprechende Servo-CPU 34 führt die folgenden Entscheidungen aus: Der Abstimmkreis 23a dient als eine Referenz, und ein erster Logikausgang wird als Read-Start-Si-gnal S betrachtet. Infolgedessen wird die Anwesenheit eines Ausgangssignals in ein Signal «1 » umgesetzt, während die Abwesenheit eines Ausgangssignais in ein Signal «0» übersetzt wird. Bei dieser Ausführungsform wird die gesamte Markierung 22 in ein Signal «S101 » übersetzt, falls der Befehl des unbemannten Fahrzeugs 1, entsprechend dem Signal «S101» «Halt» bedeutet; an die Motorantriebe 35, 36 wird eine Instruktion ausgegeben, um die Motoren 4, 5 zu betätigen und den Befehl oder die Instruktion «Halt» auszuführen.

Obwohl bei dieser Ausführungsform insgesamt acht Markierungsmuster bei Verwendung von vier Abstimmkreisen gebildet werden ist es möglich, mehr Muster zu erhalten, indem die Anzahl dieser Kreise auf fünf, sechs usw. Kreise erhöht wird. Die Markierung 22 dieser Ausführungsform kann auf dem Boden befestigt oder in diesen eingebettet sein, und in jeder Richtung eingesetzt werden. Wenn nämlich ein unbemanntes Fahrzeug 1 unter einem Winkel auf die Markierung aufläuft, was entsprechend ein schräges Überqueren des Markierungssensors der Markierung bedeutet, tritt niemals ein Fehlablesen auf. Da die Markierung 22 auch während der fortgesetzten Bewegung des unbemannten Fahrzeugs 1 gelesen werden kann, braucht das Fahrzeug 1 nicht an jeder Markierung 22 angehalten zu werden.

Da der Aufbau des anderen Markierungssensors 21 genau dem des vorstehend beschriebenen Markierungssensors 20 entspricht, kann auf eine wiederholte Erläuterung des weiteren Sensors verzichtet werden.

Das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel stellt lediglich eine Möglichkeit der Anwendung der Erfindung bei unbemannten Fahrzeugen dar. Die Erfindung ist somit auch auf weitere Fahrzeuge, z.B. ein Förderfahrzeug in einem automatisierten Warenhaus oder dgl. anwendbar. Eine darüberhinausgehende Anwendung ist möglich in den unterschiedlichen Bereichen, in denen Strichcode derzeit Verwendung finden.

Mit der Erfindung ist es möglich, ein zufriedenstellendes Erfassen und Abtasten zum Erhalten einer Vielzahl erforderlicher Daten durchzuführen, und zwar mit einer hohen Stabilität der Datenerfas-

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sung, die unabhängig ist von irgendeiner Verschmutzung der zu erfassenden Markierung oder der Erfassungsrichtung.

Claims (4)

Patentansprüche

1. Detektorvorrichtung, gekennzeichnet durch eine durch einen Detektor erfaßbare Markierung (22), bestehend aus mehreren Abstimmkreisen (23a-23d) mit wechselweise unterschiedlichen Abstimmfrequenzen und einem Detektor (20, 21) zum Erfassen dieser Markierung.

2. Detektorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abstimmkreis (23a-23d) der erfaßbaren Markierung (22) aus einer Schichtspule (25) und einem Kondensator (26) gebildet ist und daß die Anzahl der Wicklungen der Spule (25) und der Kapazitäten voneinander unterschiedlich eingestellt sind, so daß die entsprechenden Abstimmfrequenzen voneinander unterschiedlich sind.

3. Detektorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (20, 21 ) eine Detektorspule (30), einen Oszillator (31) mit variabler Frequenz zur kontinuierlichen Erzeugung von elektromagnetischen Wellen über die Detektorspule (30) aufweist, wobei die Frequenzen der elektromagnetischen Wellen innerhalb einer kurzen Zeitspanne veränderbar sind; sowie einen Schwingungsstärkedetektor (32) zum Erfassen der Schwingungsstärke des Oszillators (31) und schließlich einen Logikkonverterschaltkreis (33) zum logischen Verarbeiten des Ausgangs des Schwingungsstärkedetektors (32).

4. Unbemanntes Fahrzeug mit einer Detektorvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (20, 21) zum Erfassen der Markierung auf dem Fahrzeug angeordnet ist, welches ein Paar Antriebsräder (2, 3) rechts und links von einer Position, die im wesentlichen entlang der Längsmittelachse des Fahrzeugkörpers verläuft, aufweist, ferner Fahrmotoren (4, 5), die mit den Antriebsrädern (2, 3) verbunden sind, Bremsen (6, 7) für die Antriebsräder (2, 3) sowie Leitschienensensoren (10a, 10b) zum Erfassen einer bestimmten Position auf einer Leitschiene (11), die auf einem Boden (F) befestigt ist.

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