HK42293A - System for navigating a free ranging vehicle - Google Patents

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Jan Ootmar Ten Cate
Paul Henri Frans Peteri
Frank Van Der Heyden
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Frog Navigation Systems B.V.
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Claims (10)

  1. System zum Navigieren und Kontrollieren eines unbemannten Fahrzeuges (21), das mit Steuer- und Kontrollmitteln und Markierungsdetektoren (22a, 22b; 47a, 47b; 49a, 49b; 27a, 27b; 117a-e) ausgerüstet ist, über eine Fläche (1), die mit einer Anzahl von Markierungselementen (X1, X2 ... Y1, Y2 ...; 20) in vorherbestimmten Positionen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungselemente (X1, X2... Y1, Y2 ...; 20) gemäß einem regelmäßigen Raster angeordnet sind, die Markierungselemente (X1, X2 ... Y1, Y2 ...; 20) vom passiven Typ sind, d.h. auf einfallende Energie ansprechen oder diese reflektieren, und das Fahrzeug (21) mit einem Computersystem (46) mit Speicher-Kapazität zum Speichern von Informationen über den Raster und verbotene Zonen (2, 3, 4) auf der Fläche (1) und Software, einschließlich eines Programms zum Berechnen der von dem Fahrzeug (21) zwischen einem willkürlichen Startpunkt (5) und einem willkürlichen Bestimmungspunkt (6) unter Anwendung der gespeicherten Informationen über die Fläche (1) zu verfolgenden Wege (7), und einem Kontrollprogramm ausgerüstet ist, um den tatsächlichen Weg im Vergleich zum berechneten Weg während des Verfolgs einer geplanten Route zu korrigieren, wobei Informationen über die Position ausgewertet werden, die von den Markierungsdetoktoren (22a, 22b; 47a, 47b; 49a, 49b; 27a, 27b; 117a-117e) geliefert werden.
  2. System gemäß Anspruch 1, bei welchem die Markierungselemente (20) aus diskreten Elementen bestehen.
  3. System gemäß Anspruch 2, bei welchem die diskreten Elemente Transponder (119) sind, die durch Strahlung elektromagnetischer Energie aktiviert werden und per se bekannt sind.
  4. System gemäß Anspruch 2, bei welchem die diskreten Elemente zu einem Typ gehören, der optisch abgetastet werden kann,
  5. System gemäß Anspruch 2, bei welchem die diskreten Elemente aus magnetisch leitendem Material bestehen.
  6. System gemäß Anspruch 1, bei welchem der Raster der Markierungselemente durch ein Muster im wesentlichen kontinuerlicher Linien X1, X2, X3..; Y1, Y2, Y3...) gebildet wird, das durch aktive Detektormittel festzustellen und gemäß einem Koordinatensystem angeordnet ist.
  7. System gemäß Anspruch 6, bei welchem die Markierungselemente (31) ein magnetisch leitendes Material umfassen.
  8. System gemäß Anspruch 6, bei welchem diese Elemente aus den Metallrahmen (33a, 33b) von Bodenelementen (32a,32b) bestehen, die die Fläche bilden.
  9. Verfahren zum Navigieren eines unbemannten Fahrzeuges unter Verwendung des Systems gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 und/oder 6 bis 8, das die Schritte umfaßt:
    - Starten von einem bekannten Startpunkt unter Bestimmung des Winkels (α), in welchem das erste Markierungselement in einem ersten Schnittpunkt (P1) geschnitten wird, indem man den Weg (s) mißt, der von dem Fahrzeug seit dem Augenblick zurückgelegt wurde, an dem zwei entsprechende Detektoren mit einem bekannten gegenseitigen Abstand (d) auf dem Fahrzeug diese Markierung passiert haben (tgα = d/s),
    - Messen des Weges, den das Fahrzeug zwischen dem Ausgangspunkt und dem ersten Schnittpunkt (1) zurückgelegt hat,
    - Bestimmen der Position des ersten Schnittpunktes (P1) aus diesen Daten,
    - Vergleichen der Daten über die tatsächliche Position mit den im Computer gespeicherten nominellen Positionsdaten,
    - falls notwendig, Korrigieren des vom Fahrzeug vom ersten Schnittpunkt zum nächsten Schnittpunkt (P2), dessen nominelle Positionsdaten im Computer gespeichert sind, zu verfolgenden Weges und
    - Wiederholen des obigen Verfahrens für die anschließenden Schnittpunkte.
  10. Verfahren zum Navigieren eines unbemannten Fahrzeuges unter Verwendung des Systems gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, das die Schritte umfaßt:
    - Starten von einem bekannten Startpunkt, wobei beim Passieren des ersten diskreten Markierungselementes dessen Abstand (l₁) zu einem Bezugspunkt auf dem Fahrzeug sowie die vom Fahrzeug zurückgelegte Distanz (s0) gemessen werden,
    - Vergleichen der tatsächlichen Daten mit den relativen nominellen Daten, die im Computer des Fahrzeuges gespeichert sind,
    - falls notwendig, Korrigieren des Weges, der vom Fahrzeug vom ersten Schnittpunkt zum nächsten Schnittpunkt, dessen nominelle Positionsdaten über den zu verfolgenden nominellen Weg im Computer gespeichert sind, zu verfolgen ist,
    - beim Passieren des nächsten Schnittpunktes Vergleichen des Abstandes (l₂) zu dem Bezugspunkt auf dem Fahrzeug und der vom Fahrzeug zurückgelegten Distanz (s1), wenn sich das Fahrzeug vom ersten Schnittpunkt zum nächsten Schnittpunkt bewegt,
    - Wiederholen der obigen Schritte des Vergleichens und Korrigierens und
    - Wiederholen des obigen Verfahrens für die anschließenden Schnittpunkte.
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