LU86130A1 - Kurssicherung fuer ein steuerungssystem fuer fahrerlose fahrzeuge - Google Patents

Description

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KURSSICHERUNG FuR EIN STEUERUNGSSYSTEM FÜR FAHRERLOSE FAHRZEUGE

Die Erfindung betrifft eine Kurssicherung für ein Steue-rungssystem für fahrerlose Fahrzeuge, die entlang vorbestimmter individueller Strecken eines Streckennetzes fahren sollen, mit Bezugsmarken, die entlang der Strecken verteilt auf der Fahrbahn angeordnet sind, mit einem Markertaster an jedem Fahrzeug, der beim Überfahren einer Bezugsmarke ein Bezugsmarkensignal erzeugt, mit einem Zählimpulsgeber an jedem Fahrzeug, der in Abhängigkeit von der gefahrenen Wegstrecke Zählimpulse erzeugt, mit einem Weg-zähler an jedem Fahrzeug, der von den Zählimpulsen und Bezugsmarkensignalen angesteuert wird, mit einem Fahrrouti-penspeicher an jedem Fahrzeug, der von dem Uegzähler angesteuert wird und in dem ein oder mehrere Fahrroutinen ab-fragbar speicherbar sind, wobei eine Fahrroutine aus Fahrroutinensignalen besteht, die die Fahr- und Lenkbefehle und gegebenenfalls Befehle für Funktionseinheiten für eine an einer Bezugsmarke beginnende und an einer Bezugsmarke endende Fahrstrecke enthalten.

Fahrzeuge dieser Art dienen zum Beispiel dazu, in automatischen Fertigungsstraßen Uerkstücke oder Werkzeuge zu bewegen und zu handhaben.

Die Fahrzeuge fahren nach einer jeweils vorgegebenen Fahrroutine und betätigen an bestimmten Positionen ihre Funktionseinheiten, zum Beispiel Halterungen für Werk-. stücke. Die Fahrroutine liefert nach Ablauf einer bestimm ten Wegstrecke in Abhängigkeit vom Zählerstand des Wegzählers zum Beispiel den Lenkungsbefehl für eine Links-Kurve. Diese Kurve wird nun ein bestimmtes Wegstück, wiederum in Abhängigkeit von der weiter 1 aufenden Zählung des WegZahlers, gefahren und dann kommt möglicherweise ein neuer Lenkurigsbefehl. Dabei können sich Fehler hinsichtlich der i/ m - 2 - A 37 35S 16.10.85.

» »* / abgefahrenen Ueglange ergeben, die aber durch Bezugsmarken korrigiert uerden können. Solchen entlang einer Strecke angeordneten Bezugsmarken sind dann ganz bestimmte Zäh1ei— stände des Uegzählers zugeordnet und wenn da Fehler in der Zählung unterlaufen sind, dann kann bei einer solchen Be-- ' zugsmarke der Ulegzählerstand auf den richtigen, der Be zugsmarke entsprechenden Uert korrigiert uerden.

Neben den Fehlern bedingt durch die Länge des zurückgelegten Ueges können sich auch Fehler durch eine Abueichung von der richtigen Fahrtrichtung ergeben.

•Aufgabe der Erfindung ist es, den Kurs gegen solche Fehler zu sichern.

Diese Aufgabe uird dadurch gelöst, daß Führungsleiterabschnitte in einer Ebene planparallel zur Fahrbahn in Richtung und entlang der Strecken verlegt sind, daß ein Führungstaster an jedem Fahrzeug vorgesehen ist, der beim Anfahren an einen Führungsleiterabschnitt ein Lenkungskorrektursignal erzeugt in Abhängigkeit der Abueichung des tatsächlich gefahrenen Kurses gegenüber dem durch den FUhrungs1eiterabschnitt vorgegebenen Kurs, aus dem Korrekturbefehle für die Lenkung abgeleitet uerden.

Man könnte den Kurs sichern durch einen entlang der gesamten Fahrstrecke verlegten Führungsleiterabschnitt. Das ist . aber fUr die Installation sehr aufuendig und erfordert auch zusätzliche Maßnahmen beim überfahren von Abzueigun-„ gen. Nach der Erfindung uerden nur diskrete Führungslei terabschnitte benötigt, die entsprechend einfach zu installieren sind. Es genügt, uenn ein solcher Fuhrungslei-terabschnitt eine mit Toleranzzugabe für die Lenkungskorrektur des maximal zulässigen Kursfehlers gerade ausreichende Länge aufueist und der Abstand zuischen zuei der gleichen Strecke hintereinander zugeordneten Führungs- /1 - 3 - A 37 353 16.10.35.

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r *" a 1eiterabschnitten mit Toleranzzugabe so groß ist, daß der maximal zulässige Kursfehler bis zum jeweils nächsten Führungsleiterabschnitt normalerweise nicht überschritten uird.

Der Führungstaster des Fahrzeugs kann ständig eingeschaltet sein und in dem Moment, in dem er einen Führungsleiterabschnitt auffaßt, erhält er seine Korrektursignale, die das Fahrzeug wieder auf den richtigen Kurs bringen, das heißt also durch Lenkungsausschläge möglicherweise seitlich versetzen und in die richtige Fahrtrichtung ausrich-* ten.

Fs empfiehlt sich, daß jedem Führungsleiterabschnitt mindestens eine Bezugsmarke räumlich zugeordnet ist, vorzugsweise mit einer für alle Fuhrungsleiterabschnitte einheitlichen Zuordnung.

Dann kann gleichzeitig mit einem Kursfehler auch ein Ueg-längenfehler korrigiert werden und die Kurskorrektur kann sich auf eine korrigierte, also richtige Angabe über den zurückgelegten Ueg stützen,.so daß nicht ein vorhandener Uegfehler in die Kurskorrektur eingeht.

Bezugsmarken, die ein eindeutig der betreffenden Bezugsmarke zugeordnetes Bezugsmarkensignal auslösen, sind auf-. wendiger als solche Bezugsmarken, die nur ein neutrales

Bezugsmarkensignal auslösen. Eine kostengünstige Kurssicherung durch viele ßezugsmarken erzielt man dadurch, daß Bezugsmarken vorgesehen sind, die ein der betreffenden Bezugsmarke eindeutig zuordbares Bezugsmarkensignal auslösen, daß daneben Bezugsmarken vorgesehen sind, die nur ein neutrales Bezugsmarkensignal auslösen, und daß ein solches neutrales Bezugsmarkensignal mit einer im Fahrrout inen-

Speicher abgelegten, der Bezugsmarkenposition eindeutig / ' // zuordbaren Erwartung zur Auswertung verglichen wird.

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Zueckmäßig ordnet man die Führungsleiterabschnitte und die - zugehörige Bezugsmarke an den Stellen an, an denen der

Kurs besonders kritisch ist, wo also das Fahrzeug exakt fahren muß, zum Beispiel an einer Stelle, an der Funktionseinheiten tätig werden, beispielsweise in Gegenüberstellung zu einer Werkzeugmaschine.

Der Führungsl-eiterabschnitt sollte berührungslos abtastbar sein. Er kann also zum Beispiel aus einem Farbstrich bestehen, der auf die Fahrbahn gezeichnet oder geklebt ist .und von einem optisch wirkenden Führungstaster abgetastet werden kann.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleiterabschnitte permanentmagnetisch sind und daß ein Führungstaster ein Magnet-feldsensor ist, der das Magnetfeld eines Fuhrungsleiters erfassen kann und dicht über der Fahrbahn am Fahrzeug gelagert ist.

Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist da- . durch gekennzeichnet, daß die Führungsleiterabschnitte elektrisch leitend sind, daß die Führungsleiterabschnitte | an einen zentralen Führungsstromgenerator angeschlossen : sind, der diese mit einem Führungswechselstrom beauf- ‘ schlagt, und daß ein Führungstaster ein Magnetfeldsensor | ist, der das Magnetfeld eines Führungsleiters erfassen kann und dicht über der Fahrbahn am Fahrzeug gelagert ist.

Für Führungsleiter mit Magnetfeld empfiehlt es sich, daß ein Führungstaster mindestens zwei, bezogen auf die Feldrichtung, koaxial mit Abstand zueinander aufgereihte Mag-netfeldsensoren aufueist, und daß die Magnetfeldsensoren, bezogen auf die Feldrichtung, quer zur Geradeausfahrtrich- Λ ./ tung horizontal nebeneinander angeordnet sino? I / /

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Das bei einem elektrisch leitenden Führungsleiterabschnitt - vorhandene durch die Führungsleiterabschnitte und deren

Anschlußleitungen an den Führungsstromgenerator gebildete * Leitungsnetz kann man 2ur Signal übermitt 1ung zwischen den einzelnen Fahrzeugen und den Fahrzeugen einerseits und einer gegebenenfalls vorgesehenen Zentrale vorsehen.

Für diesen Fall empfiehlt es sich, daß die Sende- und Empfangsbereitschaft eines Fahrzeuges sichergestellt wird, sobald das Fahrzeug in hinreichende Nähe zu einem Führungsleiterabschnitt gerät, und daß die Sende- und Empfangsbereitschaft selbsttätig und/oder auf Abfrage gemeldet uird.

Für die Signalübermittlung von einer vorgesehenen Zentrale zu den Fahrzeugen empfiehlt es sich, den Führungswechsel-ström heranzuziehen. Das kann dann geschehen, indem die Signal übermitt 1ung zu den Fahrzeugen digitalisiert 0/1 erfolgt mit einer Tastung der Frequenz F des Führungswech-selstroms auf Digitale "0" = F + DF und Digitale "1" = F - DF mit DF = 0,05 F bis 0,15 F. In einem solchen Fall dämpft man den Führungstaster eingangsseitig auf mindestens eine auswertbare Bandbreite von F = +/- DF.

Dann uird durch die Signalübermitt1ung die Führungs-funktion nicht beeinträchtigt.

Für die umgekehrte Signalübermitt1ung von den Fahrzeugen zur Zentrale oder für die Fahrzeuge untereinander kann man auch das vorgesehene Leitungsnetz heranziehen. In diesem Fall empfiehlt es sich aber für die Signal übermitt 1ung in jedem Fahrzeug einen Sender anzuordnen, für dessen Sendefrequenz LJ vorzugsweise U = 5 F bis 20 F gilt. An diesen Sender ist dann ausgangsseitig eine Antenne angeschlossen, die, bezogen auf den korrekten Kurs, auf einen gerade // überfahrenen F1, 'zrungsl eiterabschni 11 ausgerichtet ist. Die a λ' - 6 - A 37 358 16.10.85.

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Signale können dann digitalisiert dieser Sendefrequenz aufgeprägt sein. In der Zentrale beziehungsweise in den anzusprechenden Fahrzeugen ist dann ein Empfänger vorgesehen, der unter Zwischenschaltung eines auf diese Signale abgestimmten Filters an das Führungsleiternetz angeschlossen ist.

Uenn keine elektrisch leitenden Führungsleiterabschnitte vorgesehen sind, kann man die Kommunikation auch über das sowieso vorhandene Stromnetz vornehmen. Die Einkoppelung erfolgt dann von den einzelnen Fahrzeugen in das Stromnetz drahtlos, wozu man zweckmäßig an den einzelnen Fahrzeugen Antennen vorsieht, und an das Stromnetz angeschlossene, stationäre Antennen vorsieht, die von dem Kraft- oder liichtstrom des Stromnetzes abgekoppelt sind. Die Koppelung kann zum Beispiel kapazitiv erfolgen. Die Signal Übertragung erfolgt dann über Trägerfrequenzen, die von der Frequenz des Stromnetzes entsprechend entfernt liegen.

Die Erfindung ist auch anwendbar zur Umrüstung eines bereits bestehenden Steuerungssystems, bei dem die Fahrzeuge entlang eines Führungsleiters geführt werden, der sich über die ganze Fahrstrecke erstreckt. Die nach der .Erfindung wmgerüsteten Fahrzeuge können dann auch mit einem Steuerungssystem fahren, bei dem statt des durchgehenden Führungsleiters nur Führungsleiterabschnitte verlegt sind.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung naher erläutert.

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In der Zeichnung 2eigt: j ! Figur 1 ein Streckennetz mit elektrisch leitenden • « Führungsleiterabschnitten» die in die ' Fahrbahn verlegt sind, | ’ ♦ Figur 2 einen Abschnitt eines Streckennetzes mit j einem permanentmagnetischen Führungslei- j terabschnitt,

Figur 3 im Blockschaltbild ein Steuerungssystem, dessen Fahrzeuge nach dem Streckennetz nach Figur 1 fahren,

Figur 4 . ein entsprechend Figur 3 ausgerüstetes

Fahrzeug im Schnitt III aus Figur 5,

Figur 5 die Ansicht gemäß dem Pfeil V aus Figur 4,

Figur 6 ein Zählrad für den Uegzähler eines Fahr zeuges nach Figur 4 und 5 und Figur 7 den Teilschnitt VII aus Figur 2.

Das Streckennetz 30 aus Figur 1 besteht aus mehreren Strecken, die durch strichpunktierte Linien angezeigt sind, und zwar aus einer geschlossenen Strecke 31 und zwei Abzweigen 32 und 33, die wieder in die geschlossene Strecke 31 einmünden. In dem Streckennetz sind insgesamt vier "Führungsleiterabschnitte 34, 35, 36, 37 verlegt, und zwar in einer Ebene planparallel zur horizontalen Fahrbahn 38 und in Richtung souie entlang der betreffenden Strecke. Die Führungsleiterabschnitte 34 bis 37 sind elektrisch leitende Drähte, die mit einem Abstand von etwa 3 cm (Zentimeter) unterhalb der Fahrbahn in dem Boden verlegt sind. Die Führungs1eiterabschnitte sind über das elektrische Leitungsnetz 39 an eine Zentrale 55 angeschlossen, und zwar an einen Fuhrungsstromgenerator 56, wie aus Figur. 3 ersichtlich, von dem sie mit einem Führungsstrom beaufschlagt werden.

,/) Den einzelnen Führungsl eiteribschnitten 34 bis 37 ist je // lli I e ,- - δ - A 37 358 16.10.85.

eine Bezugsmarke 40 bis 43 räumlich zugeordnet. Eine solche Bezugsmarke kann aus einem auf die Fahrbahn 38 ge-„ zeichneten Farbfleck bestehen oder aus einer auf die Fahr bahn aufgeklebten metallischen Scheibe. Wesentlich ist, daß diese Bezugsmarke von einem am Fahrzeug 60 -vergleiche Figur 4 und 5 - angeordneten Markertaster 78 aufgefaßt uerden kann. Der Markertaster 78 arbeitet berührungslos, er kann optisch, elektrisch, magnetisch oder auf Ul traschal 1 ba.sis abtastend ausgebildet sein. Die Bezugsmarke ist dann entsprechend ausgebildet.

Es sind fahrerlose Fahrzeuge vorgesehen, die entlang voi— bestimmter, individueller Strecken des Streckennetzes fahren sollen. Im Beispiel handelt es sich um die Strecken 31, 32, 33. Die Fahrzeuge fahren fahrerlos nach einer vorgegebenen Fahrroutine entlang der ausgeuählten Strecke, uobei der Kurs gesichert uird durch die Führungsleiterabschnitte und Bezugsmarken. Uie das im einzelnen geschieht, uird insbesondere anhand der Figur 3 erläutert.

Figur 2 zeigt eine andere Ausgestaltung eines Führungslei-terabschnittes. Der Führungsleiterabschnitt 44, der ent-• lang des Streckenabschnittes 50 verlegt ist, besteht aus einer' Reihe von Permanentmagneten 45 bis 47, die quer zum Streckenabschnitt magnetisiert sind. Die Permanentmagneten sind, uie aus Figur 7 ersichtlich, nach Art einer Schraube ausgebildet und in einen in die Fahrbahn 29 eingelassenen Dübel 48 eingeschraubt.

Die Führungsleiterabschnitte 34 bis 37 aus Figur 1 und der Führungsleiterabschnitt 44 aus Figur 2 erzeugen über der Fahrbahn ein Magnetfeld, das von einem als Magnetfeldtaster ausgebildeten Führungstaster 61 - vergleiche Figur 3 bis 5 -, der an .jedem Fahrzeug angebracht ist, aufgefaßt uerden kann. Durch das aufgefaßte Magnetfeld uerden vom /7 Führu'3staster Lenkungskorrektursignale erzeugt in-Abhän- A / //Ir - 9 - A 37 35S 16.10.85.

» * gigkeit von der Abweichung des tatsächlich gefahrenen Kurses gegenüber dem durch den Führungsleiterabschnitt vor-gegebenen Kurs, aus dem dann Korrekturbefehle für die Lenkung des betreffenden Fahrzeuges abgeleitet werden.

Jeder Führungsleiterabschnitt 34 - 37 beziehungsweise 44 ist mit Toleranzzugabe für eine Lenkungskorrektur eines maximalen Kursfehlers ausreichend lang bemessen, so daß, wenn ein Fahrzeug mit maximalem Kursfehler an einen solchen Führungsleiterabschnitt heranfährt, der Kursfehler korrigiert wird, während -das Fahrzeug das Magnetfeld des Führungsleiterabschnittes auffaßt. Der Abstand zwischen zwei der gleichen Strecke hintereinander zugeordneten F-ührungsl eiterabschnitten, also zum Beispiel der Abstand zwischen den Führungsleiterabschnitten 34 und 36, ist mit Toleranzabzug so groß bemessen, daß der maximal zulässige Kursfehler bis zum jeweils nächsten Führungsleiterabschnitt normalerweise nicht überschritten wird. Ein solcher Kursfehler kann entstehen durch Toleranzen bei der Lenkungssteuerung, bei der Lenkung, bei der Antriebssteuerung und beim Antrieb. Ein Kursfehler kann auch durch Unebenheiten in der Fahrbahn entstehen. Es sind auch außergewöhnliche Situationen denkbar, bei denen zum Beispiel das Fahrzeug durch Kollision mit einem nicht zum System gehörenden Gegenstand aus dem Kurs geworfen wird. Dann kann ein Kursfehler entstehen, der größer ist als der maximal zulässige Kursfehler. Dieser Kursfehler kann dann vielleicht nicht mehr korrigiert werden. In einem solchen . . Fall sind Vorkehrungen getroffen, daß das Fahrzeug seine Fahrt unterbricht und diese Störung durch ein Signal gemeldet wird, zum Beispiel an das Aufsichtspersonal oder an die Zentrale.

Die Teile, die in Figur 3 durch die Strichpunktierte Linie 53 umfahren sind, gehören zur Zentrale 55. Die Teile, die 3 . ) ff in Figur 3 durch die strichpunktierte Linie 57 umfahren * - 10 - A 37 358 16-10-85.

sind, gehören zu einem Fahrzeug 60. Andere Fahrzeuge, die auf dem gleichen Streckennetz fahren, sind genauso ausge-- rüstet, ihnen ist nur ein anderes Adressenuort zugeordnet.

’ * Ein Fahrzeug, zum Beispiel das Fahrzeug 60, ueist uie jedes andere auf dem Streckennetz 30 betriebene Fahrzeug einen Führungstaster mit mindestens zuei Induktionsspulen 63, 64 auf, die koaxial nebeneinander angeordnet sind, und zuar mit einer Achsrichtung parallel zur Fahrbahn und senkrecht zur Fahrtrichtung. Der Führungstaster 61 ist an eine Steuerschaltung 65 angeschlossen, die eine dem Führungstaster 61 nachgeordnete Ausuertschaltung 66 aufueist.

Die Steuerschaltung 65 ueist einen Fahrroutinenspeicher auf, in dem eine oder mehrere Fahrroutinen abfragbar gespeichert sind, uobei eine Fahrroutine aus Fahrroutinensignalen besteht, die die Fahr- und Lenkbefehle und gegebenenfalls Befehle für Funktionseinheiten für eine an einer Bezugsmarke beginnende und an einer Bezugsmarke endende Fahrstrecke enthalten. Anfang und Ende einer Fahrstrecke können durch die gleiche oder auch verschiedene Bezug smarken definiert sein.

In manchen Fällen genügt es, das Fahrzeug immer entlang vorgegebener Fahrroutinen zu steuern und diese Fahrroutinen einzugeben. In manchen Fällen ist es.aber uünschens-uert, das Fahrzeug an ein ganz bestimmtes Ziel zu führen, und für diesen Fall empfiehlt es sich, Vorkehrungen zu treffen, damit das Fahrzeug selbsttätig auf einem optima-; len Ueg dieses Ziel ansteuert. Zu diesem Zueck ist dann in ‘ der Steuerschaltung 65 neben dem Fahrroutinenspeicher auch noch ein Ziel parameterspeicher vorgesehen, der mit dem Fahrroutinenspeicher zusammenuirkt und bei Eingabe von Ziel Parametern. zum Beispiel über das Bedienungspult 120 oder über das Steuerpult 131, die einem bestimmten Fahrt- -ziel zugeordnet sind, in einer gegebenenfalls gerade ge- /i :> ff fahrenen Fahrroutine dieses ziel sucht und, uenn es gefun- - 11 - A 37 358 16-10.85.

» « den uiird, seine Ansteuerung auslöst, und, falls dieses Ziel in der gerade gefahrenen Fahrroutine nicht vorliegt oder gerade keine Fahrroutine gefahren wird, ein Anfahren über anschließende Fahrroutinen optimiert sucht und an-steuert.

Statt der Induktionsspulen 63 und 64 können auch anders ausgestaltete Ilagnetf el dtaster vorgesehen sein. Uenn die Führungsleiterabschnitte kein Magnetfeld erzeugen, sondern anders berührungslos abtastbar sind, zum Beispiel optisch oder mit Ultraschall, dann sind statt der Magnetfeldtaster entsprechend andere Taster vorgesehen, die den Führungsleiterabschnitt und dessen Ausrichtung im Raum erkennen können.

Während das Fahrzeug nach der Fahrroutine fährt, ist der Führungstaster weitgehend funktionslos. Erst wenn die Induktionsspulen 63 und 64 eines Führungstasters das Magnetfeld eines Führungsleiterabschnittes 34 bis 37 auffassen, werden von dem Führungstaster Führungsssignale erzeugt, die an die Steuerschaltung gelangen und dort Lenkungskorrektursignal e auslösen in Abhängigkeit von der Abweichung des tatsächlich gefahrenen Kurses gegenüber dem durch den Führ'ungsl eiterabschnitt vorgegebenen Kurs. Aus den Korrekturbefehlen werden Befehle für die Lenkung abgeleitet, und zwar so lange bis die beiden Induktionsspulen 63, 64 den betreffenden Führungsleiterabschnitt, zum Beispiel den Führungsleiterabschnitt 37, in die Mitte nehmen. Das entspricht dann dem gewünschten Kurs des Fahrzeugs. Der Lenkantrieb 67 für das Fahrzeug ist an die Steuerschaltung 65 angeschlossen.

In dem Fahrzeug 60 ist eine Uegzähleinrichtung 70 installiert. Zu der Uegzähleinrichtung 70 gehört ein Zählrad 71, das über den Zähl impulsgeber 72 an einen Ueqzähler 73 an- ' ,1 ^ // geschlossen ist. Mit 78 ist ein Markertaster bezeichnet.

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der bei überfahren einer Bezugsmarke 40 bis 43 beziehungsweise 49 ein Bezugsmarkensignal auslöst. Dieses Bezugsmai— kensignal gelangt über einen Decoder 75 an eine Fehlei— Schaltung 74. In der Fehlerschaltung 74 wird die Zählstellung des Uegzählers 73 mit dem decodierten Bezugsmarkensignal verglichen und wenn das decodierte Bezugsmarkensignal einem anderen Zählerstand entspricht als der tatsächliche Zählerstand im Uegzähler 73 wird ein Fehlersignal erzeugt, die über eine Grenzwert schaltung 66 an die Steuerschaltung 65 gelangt. Außerdem wird der Uegzähler 73 durch das decodierte Bezugsmarkensignal auf die diesem Bezugsmarkensignal entsprechende korrekte Zählung umgeschaltet. Den einzelnen Bezugsmarken sind ganz bestimmte Uegzählerstel1ungen zugeordnet, auf die der Uegzähler beim Überfahren der betreffenden Bezugsmarke korrigiert wird, wenn er eine davon abweichende Zählung aufweist.

Es sind zweckmäßig Bezugsmarken vorgesehen, die ein eindeutig die betreffende Bezugsmarke kennzeichnendes Bezugsmarkensignal auslösen. Solche Bezugsmarken sind aufwendig. Deshalb sind auch Bezugsmarken vorgesehen, die weniger aufwendig sind und nur ein neutrales Bezugsmarkensignal •auslösen. Ein solches neutrales Bezugsmarkensignal wird, dann mit einer im Fahrroutinenspeicher abgelegten, der Bezugsmarkenpo5ition eindeutig zuordbaren Erwartung 2ur Auswertung verglichen.

Das Fahrzeug 60 ist zweiachsig und vierrädrig. Die Räder 101, 102 der vorderen Achse 103 sind lenkbar durch den Lenkantrieb 67. Die lenkbare Radachse 103 ist um die vertikale Achse 104 schwenkbar. Mit der Radachse schwenkt der an der Radachse befestigte Führungstaster 61, so daß die gemeinsame Achse 110 der beiden Induktionsspulen 63, 64 immer rechtwinklig zur angesteuerten Fahrtrichtung steht. Uenn die lenkbare Radachse 103 insgesamt nicht schwenkbar , ist scrjern nur die Räder 101. 102 entsprechend lenkbar Λ - 13 - A 37 358 16.10.85.

sind, dann ist der Führungstaster 61 an einem entsprechenden Gestänge angebracht, durch das er im selben Winkel uie die Räder geschwenkt wird.

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In der Fahrzeugmitte ist unten am Fahrzeug das Zählrad 71 gelagert. Das Zählrad ist drehbar um die Radachse 100 in -einer Gabel 111 gelagert. Die Gabel 111 ist schwenkbar um eine vertikale Schwenkachse 112 an einem Drehteller 113 gelagert. Der Drehtel1 er 113 ist schwenkbar um eine vertikale Achse 114 unten am Fahrzeug in einem Schwenklager 99 gelagert. Die Gabel 111 stützt sich über eine Druckfeder 115 am Drehteller 113 ab. An der Gabel 111 ist der Zählimpulsgeber 72 angeordnet, der bei jeder Umdrehung des Zäh 1 — rades' eine Folge von fünfundzwanzig Zählimpulsen erzeugt. Das Zählrad 71 läuft also ohne Tragfunktion mit und wird durch die Rückstellkraft der Feder 115 in ständigem, hinreichenden Kontakt mit der Fahrbahn 81 gehalten. Die Gabel 111 und damit auch die Radachse 100 wird immer nachgezogen gegenüber der Schwenkachse 112· Bei jeder Kurve schwenkt der Drehteller entsprechend, so daß die Gabel 111 immer nach hinten weist und das Zählrad ohne zu radieren sauber auf der Fahrbahn rollt.

Die Streuerschal tung kann bedient werden durch ein Bedienungspult 120 und steuert auch den Fahrzeugantrieb 121.

Die Bewegung des Fahrzeuges auf dem Streckennetz 30 kann aufgrund der bis jetzt beschriebenen Teile nach einem in der Steuerschaltung 65 vorliegenden Programm erfolgen unter Berücksichtigung der Steuerimpulse aus der Uegzähl-einrichtung 70 und unter Berücksichtigung der Steuersignale aus dem Führungstaster 61 beziehungsweise der Auswertschaltung 66.

In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die Bewegung der einzelnen Fahrzeuge von der Zentrale 55 aus zu überwachen und j gegebenenfalls zu steuern. Die dazu erfOrder 1iche Kommuni- /fj - 14 - A 37 358 16.10.85.

kation kann bei diesem Ausführungsbeispiel unter Ausnutzung des Netzes 39 erfolgen. Die Informationsübermittlung , von der Zentrale 55 zu den einzelnen Fahrzeugen erfolgt digitalisiert durch Umtastung der Frequenz F des Führungs-. uechselstroms. Für den Führungswechsel ström gilt F = 5.6 kHz. Für eine digitale "0" wird die Frequenz F um 500 Hz niedriger getastet auf 5,1 kHz und für eine digitale ”1" wird die Frequenz F höher getastet auf 6,1 kHz.

Die Schwingkreise der Induktionsspulen 63, 64 eingangsseitig an der Auswertschaltung 66 sind so weit gedämpft auf die Führungswechselstromfrequenz F abgestimmt, daß die Auswertung durch diese Tastung nicht gestört wird. An die eine Induktionsspule 64 ist ein Frequenzdiskriminator 122 'angeschlossen, der die durch Frequenzumtastung aufgeprägten Digital Signale zurückgewinnt und an ein Steuergerät 123 weiterleitet. Das Steuergerät 123 steuert Funktionseinheiten 150 an und nimmt von diesen Funktionseinheiten auch Signale auf, die die jeweilige Funktion der Funktionseinheit kennzeichnen und gegebenenfalls an die Zentrale weitergemeldet werden sollen. Eine entsprechende Informationsverbindung besteht auch zwischen der Steuerschaltung 65 und dem Steuergerät 123.

Auf Seiten der Zentrale ist ein Steuer-gerät 130 vorgesehen, das an einem Steuerpult 131 bedient werden kann. Das Steuergerät steuert mit der digitalisierten, auszusenden- ! den Nachricht einen.Frequenzumschalter 132 an, der die \ ! Frequenz des Führungsstromgenerators 56 entsprechend um tastet.

Für die·Nachrichtenübermitt1ung von einem Fahrzeug zur Zentrale ist ein Sender 135 vorgesehen, der an das Steuer- · gerät 123 angeschlossen ist und mit einer Sendefrequenz f tastet, die fünf bis zehn mal so hoch ist wie die Frequenz F des Führungswechsel Stroms. Diese Sendefrequenz f wird / / - 15 - A 37 358 16.10.85.

entsprechend der zu sendenden Digitalnachricht ein- und ausgetastet.

' Es ist am Fahrzeug eine Sendeantenne 136 vorgesehen, die in der vertikalen Längsmi11e1 ebene des Fahrzeuges angeordnet ist. Diese Sendeantenne 136 ist, bezogen auf den'koi— rekten Kurs, auf einen gerade überfahrenen Führungsleiter-ab5chnitt, zum Beispiel den Führungsleiterabschnitt 34, ausgerichtet. Die Sendefrequenz f wird über das Streckennetz 30 an die Zentrale übertragen und gelangt dort über ein auf die Sendefrequenz f abgestimmtes Filter 142 an einen Empfänger 140, dem ein Decodieren 141 nachgeordnet ist, der die empfangenen Digital signale an die Steuerschaltung 130 ueitermeldet.

Auf dem Streckennetz 30 können mehrere Fahrzeuge unabhängig voneinander fahren, die genauso ausgerüstet sind uie das Fahrzeug 60. Jedem dieser Fahrzeuge ist aber ein besonderes Adressenwort zugeordnet. Alle Nachrichten der Zentrale, die nicht durch das zugehörige Adressenuort adressiert sind, werden von den Fahrzeugen ignoriert, und die Zentrale erkennt dasjenige Fahrzeug, das eine eingehende Nachricht abgesandt hat, an dem zugehörigen jeueils mitgesendeten Adressenuort.

Die Sende- und Empfangsbereitschaft eines-Fahrzeuges 60. kann sichergestellt werden, .sobald das Fahrzeug in hinreichende Nähe zu einem Führungs1eiterabschnitt gerät. Die Sende- und Emp'fangsbereitschaft kann selbsttätig und/oder auf Abfrage seitens des Fahrzeuges gemeldet werden.

Die Zentrale kann den Fahrzustand und auch den Funktionszustand der einzelnen Fahrzeuge mit Hilfe des Kommunikationssystems überwachen. Sie kann insbesondere Kollisionen verhindern.

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Claims (12)

16. A 37 358 16.10.85.

1. Kurssicherung für ein Steuerungssystem für fahrerlose . Fahrzeuge, die entlang vorbestimmter individueller • * Strecken eines Streckennetzes fahren sollen, > * mit Bezugsmarken, die entlang der Strecken verteilt auf der Fahrbahn angeordnet sind, mit einem Narkertaster an jedem Fahrzeug, der beim Überfahren einer Bezugsmarke ein Bezugsmarkensignal erzeugt, mit einem Zähl impulsgeber an jedem Fahrzeug, der in Abhängigkeit von der gefahrenen Uegstrecke Zähl impulse .erzeugt, mit einem Uegzähler an jedem Fahrzeug, der von den Zählimpulsen und ßezugsmarkensignal en angesteuert uird, und mit einem Fahrroutinenspeicher an jedem Fahrzeug, der von dem Uegzähler angesteuert uird und in dem ein oder mehrere Fahrroutinen abfragbar speicherbar sind, uobei eine Fahrroutine aus Fahrroutinensignalen besteht, die die Fahr- und Lenkbefehle und gegebenenfalls Befehle für j Funktionseinheiten für eine an einer Bezugsmarke beginnen- { de und an einer Bezugsmarke endende Fahrstrecke enthalten, i * ! dadurch gekennzeichnet, i daß Führungsleiterabschnitte ( 34 - 37 ) in einer Ebene planparallel zur Fahrbahn ( 29 ) in Richtung und entlang der Strecken verlegt sind, ; daß ein Führungstaster ( 61 ) an jedem Fahrzeug ( 60 ) I vorgesehen ist, der beim Anfahren an einen Führungsleiter- i abschnitt ein Lenkungskorrektursignal erzeugt in Abhängig keit der Abueichung des tatsächlich gefahrenen Kurses gegenüber dem durch den Fuhrungsleiterabschnitt vorgegebenen Kurs, aus dem Korrekturbefehle für die Lenkung abgeleitet uerden. // /1 ^ m “ 17 “ A 37 358 16.10.85. » %

2· Kurssicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Führungsleiterabschnitt ( 34 - 37 ) min-* destens eine Bezugsmarke ( 40 - 43 ) räumlich zugeordnet ist, vorzugsweise mit einer für alle Führungsleiterabschnitte einheitlichen Zuordnung.

3. Kurssicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß Bezugsmarken ( 40 - 43 ) vorgesehen sind, die ein der betreffenden Bezugsmarke eindeutig zuordbares Bezugsmarkensignal auslösen, daß daneben Bezugsmarken vorgesehen sind, die nur ein neutrales Bezugsmarkensignal auslösen, und daß ein solches neutrales Bezugsmarkensignal mit einer im Fahrroutinenspeicher abgelegten, der Bezugsmarkenposition eindeutig zuordbaren Eruartung zur Auswertung verglichen wird.

4. Kurssicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ziel parameterspeicher ( 65 ) vorgesehen ist, der mit dem Fahrroutinenspeicher ( 65 ) zusammenuirkt und . bei Eingabe von Ziel Parametern, die einem bestimmten m Fahrtziel zugeordnet sind, in einer gegebenenfalls gerade gefahrenen Fahrroutine dieses Ziel sucht .und, wenn es gefunden wird, seine Ansteuerung auslöst, und, falls dieses Ziel in der gerade gefahrenen Fahrroutine nicht vorliegt oder gerade keine Fahrroutine gefahren wird, ein Anfahren über anschließende Fahrroutinen optimiert sucht - und ansteuert.

5. Kurssicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, » daß ein Fuhrungsleiterabschnitt < 34 - 37 ) eine mit Toleranzzugabe für die Lenkungskorrektur des maximal zu-Æ lässigen Kursfehlers gerade ausreichende Länge aufueist * » *

18. A 37 35δ 16.10.85. und daß der Abstand zwischen zwei der gleichen Strecke hintereinander zugeordneten Führungsleiterabschnitten ( 34, 36 ) mit Toleranzabzug so groß ist, daß der maximal zulässige Kursfehler bis zum jeweils nächsten Führungsleiterabschnitt normal erweise nicht überschritten wird.

6· Kurssicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleiterabschnitte ( 44 ) permanentmagnetisch sind und daß ein Führungstaster ein Magnetfeldsensor ist, der das Magnetfeld eines Führungsleiters erfassen kann und dicht über der Fahrbahn am Fahrzeug gelagert ist.

7. Kurssicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleiterabschnitte ( 34 - 37 ) elektrisch leitend sind, daß die Führungsleiterabschnitte an einen zentralen Führungsstromgenerator ( 56 ) angeschlossen sind, der diese mit einem Führungswechselstrom beaufschlagt, und , daß ein Führungstaster ( 61 ) ein Magnetfeldsensor ist, der das Magnetfeld eines Führungsleiters erfassen kann und φ dicht über der Fahrbahn ( 38 ) am Fahrzeug gelagert ist.

8. Kurssicherung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungstaster ( 61 ) mindestens zwei, bezogen auf die Feldrichtung, koaxial mit Abstand zueinander aufgereihte Magnetfeldsensoren ( 63. 64 ) aufweist und daß die Magnetfeldsensoren, bezogen auf die Feldrichtung, quer zur Geradeausfahrtrichtung horizontal nebeneinander angeordnet sind- «I Μ

19. A 37 358 16.10.85.

9. Kurssicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Führungsleiterabschnitte ( 34 - 37 ) . und deren Anschlußleitungen an den Führungsstromgenerator ( 56 ) gebildete Leitungsnetz ( 39 ) zur Signal Übermittlung vorgesehen ist.

10. Kurssicherung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangsbereitschaft eines Fahrzeuges ( 60 ). sichergestel1t uird, sobald das Fahrzeug in hinreichende Nähe zu einem Führungsleiterabschnitt ( 34 - 37 ) gerät, und daß die Sende- und Empfangsbereitschaft selbsttätig und/oder auf Abfrage gemeldet wird.

11. Kurssicherung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zentrale ( 55 ) vorgesehen ist, daß die Signal übermit't 1 ung von der Zentrale zu den Fahrzeugen ( 60 ) digitalisiert 0/1 erfolgt mit einer Tastung der Frequenz F des Führungswechsel Stroms auf Digitale "0" = F + DF und Digitale "1" = F - DF mit DF = 0,05 F bis 0,15 F und daß der Fuhrungstaster ( 6 ) eingangsseitig gedämpft ist auf mindestens eine auswertbare Bandbreite von F = +/- DF.

12» Kurssicherung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch ge- kennzeichnet. daß eine Zentrale ( 55 ) vorgesehen ist, daß für die Signalübermitt1ung von den Fahrzeugen ( 60 ) zur Zentrale in jedem Fahrzeug ein Sender ( 135 ) angeordnet ist, für dessen Sendefrequenz U vorzugsweise U = 5 F bis 20 F gilt, daß dieser Sender ausgangsseitig an eine Antenne ( 136 ) angeschlossen ist, die, bezogen auf den korrekten Kurs, auf einen gerade überfahrenen Fuhru>. ?s 1 e i t erab- ' - 20 - A 37 358 16.10.85. ** » schnitt ( 34 ) ausgerichtet ist, daß die Signale digitalisiert dieser Sendefrequenz aufgeprägt sind und daß an der Zentrale ein Empfänger ( 140 ) vorgesehen ist, der unter Zwischenschaltung eines auf diese Signale abgestimmten Filters ( 142 ) an das Führungsleiternetz angeschlossen ist. 3