WO2001087444A2 - Verfahren zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen steuerung von gleisgeführten spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen modellbahnen und modellzügen, anordnung zur durchführung eines solchen verfahrens, gleise, gleisstücke oder weichen zur verwendung bei einem verfahren - Google Patents

Verfahren zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen steuerung von gleisgeführten spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen modellbahnen und modellzügen, anordnung zur durchführung eines solchen verfahrens, gleise, gleisstücke oder weichen zur verwendung bei einem verfahren Download PDF

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    • A63H18/16—Control of vehicle drives by interaction between vehicle and track; Control of track elements by vehicles
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H19/00—Model railways
    • A63H19/24—Electric toy railways; Systems therefor
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    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H19/00—Model railways
    • A63H19/24—Electric toy railways; Systems therefor
    • A63H2019/243—Anti-collision systems

Definitions

  • the invention relates to a method for true to the original, realistic automatic or semi-automatic control of track-guided toys, in particular model trains and model trains operated by an electric motor, and an arrangement for carrying out such a method. Furthermore, the invention proposes tracks, track pieces or switches for use in an automatic control method for model trains and model trains as well as rolling stock, in particular locomotives, for the same purpose. In addition, the invention relates to a method for controlling a toy with at least one track-guided toy vehicle that can be moved on a roadway and a method for determining the position of a toy vehicle and / or for detecting a course of the roadway with at least one track-guided toy vehicle that can be moved on a roadway. Furthermore, the invention proposes arrangements for realistic, automatic or semi-automatic control of track-guided toy vehicles and roadway components for track-guided toy vehicles and toy vehicles that can be used for this purpose.
  • Digital model railway controls have been state of the art for several years. In such controls, the full is always Driving voltage, e.g. 16 V, on the track.
  • the rails also serve to transmit digital data and form a so-called data bus.
  • the driving voltage is overlaid by corresponding digital control commands.
  • digital control commands are issued by a controller in a digital transmission format, e.g. MRA / DCC, coded and decoded in the respective model.
  • a controller e.g. MRA / DCC, coded and decoded in the respective model.
  • each locomotive has a so-called locomotive decoder, which outputs the direction, speed and additional functions, such as lighting or automatic coupling, according to the user's commands.
  • Such decoders can also be used in other functional items, e.g. Cranes, switches or the like are used to trigger control commands remotely.
  • the subclaims include at least expedient refinements and developments of the invention.
  • the basic idea of the invention according to the teaching of the claims is to achieve a detection and feedback of the current position of the rolling material on the track, so that on the given feedback possibility realistic driving is possible, in which, in addition to the position, the absolute model speed is also fixed, for example, stopping precisely in front of signals, controlling speed restrictions via signals or from a central control, as well as actions of standing trains before signals, e.g. the output of light and sound signals, but also waiting times at the activated exit signal.
  • Such driving operation with detection of the exact position down to the decimeter range also prevents flanking, crossing or frontal driving with a correspondingly higher level of safety during play.
  • the advantages of an already existing digital control can be raised to a significantly higher level of use, for example the programming of individual and location-based residence times, an automatic, digital block point operation, and the assignment of three-dimensional images of the locomotive and the train on a display in the sense of a virtual model train and the like.
  • the control software can be operated via a public network, e.g. the Internet, are transmitted, so that a quasi remote-controlled play of several users who are located in distant places and which play the game e.g. viewing via a web cam is possible.
  • an exact track diagram including e.g. the position of buffers and the position can be determined with the required accuracy
  • a shunting operation can be implemented with the compilation of certain train sequences as well as an exact stopping of a locomotive e.g. in front of a bumper.
  • the positions of the vehicles ie the rolling stock and their functional states, can be recorded and displayed on an operating display, which can be designed in the form of a touch screen, for example.
  • the operation of the game is also made very interesting by the fact that the user has the option of setting temporary speed limits on existing construction sites on the route or also maximum speeds for each train, e.g. Freight train, passenger train, express train, to specify.
  • temporary speed limits e.g. Freight train, passenger train, express train, to specify.
  • a particularly interesting aspect is the possibility of digitally controlled parallel exits of several trains with adapting speed.
  • each track, piece of track or switch, but also selected buildings and other system parts are connected to a contactlessly readable memory module, in particular a transponder, data and / or geometry-specifying data being stored in the memory module or transponder, as well as each one Track clearly defining identification is present.
  • the rolling stock is equipped with a memory reader and a data transmission device for the feedback of the read out and possibly decoded information.
  • the memory reader is able to take over the data from the identification means, for example the transponder, without contact.
  • the transponder used with preference is a microelectronic circuit with a transmitting and receiving antenna, control logic and a data and energy store. This transponder can be completely injected, for example, into the track bed or a holding device for this purpose, or can otherwise be connected to the respective track or track piece already in the manufacturing process.
  • transponders can be used, but there is also the possibility of using transponders which allow the stored information to be overwritten with the aid of a special programming device.
  • transponders which take the energy required for the information transmission from the electromagnetic field which arises when the memory reader comes into contact with the transponder or approaches it.
  • Reading antenna of the memory reader in the transponder area so that the existing energy storage, e.g. a capacitor is charged.
  • the transponder then sends the content of a data memory, i.e. the type and / or geometry-specifying information about the respective track including individual identification to the memory reader.
  • the dialog or the data transmission is repeated cyclically as long as the transponder or the memory reader is in the transmission area with respect to one another, with data security being ensured during the transmission by a predetermined data protocol.
  • the route is driven for the first time with rolling stock of the type described above, ie with at least one memory reader.
  • the track plan is virtually scanned and entered into a higher-level control system using the data transmission device. This is possible due to the individual identification (track length and track type) and the defined geometry of each track or track section.
  • the control system and the control software available there receive an exact electronic image of the system with all elements, for example also signals, switches, bumpers, which can also be equipped with transponders. The electronic system would therefore be able to operate its own trains.
  • An additional sensor such as a magnetic field sensor, which can be integrated in the rolling stock, makes it possible to detect changes in direction, especially when driving and scanning the route or the track diagram for the first time, so that route detection can be carried out in a shorter time and with less " computational effort ,
  • a similar additional sensor system is able to detect changes in the vertical route, e.g. Incline or incline to be determined in order to be able to control systems on several levels.
  • an electronic inclination sensor is used here, which changes the direction of information about the data transmission device in the track-bound mobile machine in predefinable time periods or when certain threshold values are exceeded, i.e. the locomotive issues.
  • memory readers and data transmission devices are not only in the mobile Machines, ie the locomotives, but also in the wagon material, so that an automatic maneuvering, for example putting together tank wagon trains, stake wagons and so on is possible.
  • the data transmission i.e. the feedback can be done via the two-wire bus e.g. in NMRA-DCC format or wirelessly, whereby it is important to ensure real-time capability taking into account the actual model train speeds.
  • Such special functions can include, for example, travel authorizations, speed specifications, start-stop requests, braking and / or acceleration tasks and the like.
  • the memory modules are activated and read out one after the other and, using the route image or route stored in the central memory, the position of the train or train is continuously determined via feedback to the central memory, using tasks that can be specified to carry out the railway operation under Consideration of the route and speed information as well as the special functions one or more machines are checked and controlled automatically.
  • the one in the memory of the Content stored in the memory chip specifies the respective type of product and has clear individual identification.
  • the type specification for a track or piece of track relates, for example, to the length, curve radius, branch radius or branch angle for switches, as well as the radius of the main track and the radius of the branch track for curved switches.
  • the arrangement has at least one memory reader in the rolling model material, in particular the electrical machine, which furthermore has a data transmission device for forwarding the detected contents when the memory modules are passed over or reached.
  • the arrangement also includes a higher-level central control and storage unit for determining the position and determining the speed, taking into account a detected or predetermined track diagram.
  • transponders are preferably used as memory modules, which e.g. in the bedding of the track or with other of the aforementioned products are only destructively connected.
  • the individual identification which is stored in the transponder, represents a running, non-repeating sequence of numeric or alphanumeric characters.
  • the rolling stock in particular locomotive, has an electronic unit for activating and scanning transponder contents, as well as a decoder and the aforementioned data transmission device.
  • the data transmission device is connected to the decoder, to which the scanned transponder contents are fed, the data transmission device being designed as a wired or wireless interface.
  • a sensor for detecting changes in the movement of the locomotive in the vertical and / or horizontal direction can be contained in the rolling material.
  • An advantage resulting from the features of this claim is that a semi or fully automatic control of track-guided toy vehicles on a model system is possible.
  • the position determination or observation of processes of the toy which is formed by the roadway or the toy vehicle itself, made possible with this method, at the same time allows the visualization of these processes on a commercially available computing unit, in particular on a personal computer.
  • the advantages resulting from the combination of features of this claim lie in the fact that an almost fully automatic scanning or detection of an arbitrarily constructed roadway course is made possible by simply driving through the entire route network.
  • the read identifiers can be transferred to a central evaluation device in a simple manner and can be used by the latter for a wide variety of evaluations, in particular for generating a virtual system image.
  • a further development according to claim 21 is of advantage because the scanning of a route can be carried out almost completely independently of user activities.
  • the current position of the toy vehicle can be determined at any time.
  • the accuracy can be increased and / or error corrections can be carried out in the control and / or observation processes.
  • the measures according to claim 23 and / or 24 can be used to visualize roadway images, functional states and toy vehicles in accordance with the respective wishes or requirements.
  • the game action can be invigorating actions, such as. • Information announcements, light signals, traffic signs and the like. , to be activated.
  • the realistic sequence of traffic systems can be implemented by means of specifications in the form of timetables.
  • the identifier can then be used as a pointer to data blocks or data records with comparatively more extensive data, such as Geometry data can be used.
  • the configuration according to claim 31 makes it possible to avoid user-related incorrect assignments of identification carriers to roadway components.
  • the features of claim 32 make it possible to determine the relative position of a toy vehicle with reference to the roadway component.
  • a high level of interference immunity or transmission security of the type-specific identifiers is achieved by the measures according to claim 33.
  • the geometry of a complex route network can be determined with the aid of a computer by assigning the geometry data to the identifiers for an evaluation device.
  • the label carriers do not have to be assigned an independent energy supply, but rather the label carriers are designed as passive electronic components.
  • the cabling effort for setting up a data transmission path from the toy vehicle to the evaluation unit controlling the sequence is superfluous due to the configuration according to claim 44.
  • the measures according to claim 45 make it possible in a simple manner to set up a unidirectional or bidirectional transmission path between the toy vehicle and an evaluation unit.
  • the figures here show basic representations of the attachment of transponders in or on the track as well as a locomotive approaching a transponder.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the attachment of a transponder in or on the track and a
  • FIG. 2 shows a basic illustration of the components required for the method according to the invention for controlling a track-guided toy
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the arrangement of the components essential for the method according to the invention.
  • FIG. 4 shows a roadway component with a marking carrier permanently installed in a rail
  • 5 shows a roadway component with a marking carrier installed in the track substructure; 6 shows a roadway component with an identification carrier installed in a threshold;
  • FIG. 7 shows a roadway component with an identification carrier fastened to a track substructure
  • FIG. 8 shows a roadway component with a label carrier designed as a barcode on the track substructure
  • FIG. 9 shows a roadway component with an identification carrier designed as a barcode on a threshold
  • FIG. 10 shows a basic illustration of a part of a roadway designed for branching a roadway with several
  • FIG. 11 shows a basic illustration of a roadway component designed for branching a roadway with a direction marking carrier.
  • Track type and geometry specifying a transponder 2 arranged or permanently connected to the track by the manufacturer, e.g. injected into the bedding or integrated into part of the track substructure.
  • the transponder 2 also has a further individual identification, which is not repeated.
  • the locomotive 3 has a memory reader with antenna 4 and a data transmission device 5.
  • the data transmission device 5 establishes a wireless connection to one
  • Receiver 6 and central memory which can be part of a personal computer.
  • the track diagram is shown on a monitor 7 and the current position of the rolling material on the route can be displayed.
  • the high-frequency field which is emitted via the antenna 4, excites that in the transponder 2 integrated receiving antenna, so that data can be read from the transponder 2 in a next step and recorded by the antenna 4 of the memory reader.
  • the data and information obtained then reach the receiving device 6 via a wireless transmission link 8, which is able to determine the position and speed of the locomotive or the train based on the known route.
  • the type- and geometry-specifying data stored in the transponder can be derived, for example, from the article designation of the track or track section, whereby the individual identification is a consecutive number that is only assigned once, so that each track section reaching the end user is clearly defined and in its geometry is determined.
  • transponders can also be integrated into signals, switches or other railway equipment to trigger special functions when these resources are reached, to start a defined control or switchover or to check the functionality of the equipment.
  • Encapsulated transponders in the smallest version have a diameter of approximately 2 mm and a length of approximately 10 mm and have a weight of approximately 0.1 to 0.25 g.
  • the read distance from transponders currently on the market for encapsulated versions is in the range of approximately 200 to 400 mm, which is sufficient for the application cases given here.
  • FIG. 2 shows a basic illustration of the components essential for the method according to the invention for controlling a track-guided toy.
  • a toy vehicle 101 is located on a piece of a roadway component 102 forming a roadway, to which identification carriers 103 are attached, which are provided with an identifier 104 or represent an unmistakable, unique identifier for them themselves.
  • the toy vehicle 101 is equipped with a reading device 105, the identification carriers 103 being read contactlessly.
  • the signals of the reading device 105 corresponding to the identifier 104 are sent via a decoder 106 in a data transmission device 107 and via a transmission link 108 to an evaluation unit 109.
  • the transmission link 108 can be wired or wireless. In the case of model railways, wired transmission, e.g. over the rails of the tracks. With wireless execution of the
  • Transmission path 108 is the data exchange between the data transmission device 107 and the evaluation unit 109, for example via radio with the aid of appropriate antennas.
  • the Evaluation unit 109 can be implemented, among other things, by control software in a personal computer, the information being able to be displayed on a monitor 110.
  • the toy vehicle 101 can have a direction sensor 111, with which changes in direction can be determined, an inclination sensor 112 and a distance length measuring device 113, with which the distance covered on the road can be determined.
  • the vertical position or the height of the toy vehicle 101 can be determined in the evaluation unit 109 from the data of the inclination sensor 112 and of the line length measuring device 113, especially in the case of roadways laid out in several planes.
  • At least the type data of the roadway component 102 are stored in the identification carriers 103 of a roadway component 102.
  • Different types of roadway components 102 would be e.g. straight road components, branches, e.g. Turnouts, crossings, or curve pieces and similar components.
  • the identifier 104 of a type of roadway component is encoded by a running, non-repeating sequence of numeric or alphanumeric characters.
  • Transponders designed as passive electronic components are preferably used as identification carriers 103.
  • the transponder is excited to transmit the identifier 104, which can thus be detected by the reader 105, by means of a radio-frequency field that is generated by an antenna of the reader 105.
  • the identifier 104 is designed as an electrically or magnetically detectable feature.
  • the transponder which is designed as a label carrier 103, has a transmitting and receiving antenna, control logic and a data and energy store, although a separate or self-sufficient power supply is not necessary.
  • the energy taken from the electromagnetic field of the transmission antenna of the reading device 105 is sufficient as electrical operating energy for the transponder.
  • the reading device 105 is designed with a limited spatial range for reading out the identification carriers 103. This can be achieved in that the transmission power of the transmission antenna of the reading device 105 is reduced accordingly.
  • the spatial range can be restricted to a range from 0 mm to 50 mm, preferably from 0 mm to 30 mm, in accordance with the size ratios customary for model railways.
  • identification carrier 103 could thus be formed by a bar code, in particular by a bar code that is only visible under UV light.
  • a corresponding reading device 105 would in this case be implemented by a bar code scanner.
  • a reader 105 designed for ultrasound scanning to recognize the roadway components 102.
  • the roadway component 102 itself is the identification carrier in which its outer shape is used for recognition.
  • the toy vehicle 101 moves on a roadway component 102 which is designed as a track, as is customary, for example, in model railways.
  • the toy vehicle can be supplied with the driving voltage necessary for the operation of the engine via the rails of the track, but the signal exchange between the toy vehicle 101 and the evaluation unit 109 can also be carried out.
  • the signals of the data transmission device 107 reach the wheels of the toy vehicle 101 and the rails of the roadway component 102 and beyond follow via the transmission link 108 to the signal converter 114.
  • the signals are converted by the signal converter 114 into a format that can be processed by the evaluation unit 109 and are forwarded to this.
  • the signal converter 114 can optionally be designed as an independent component or as an interface card that is built into a personal computer.
  • the transmission path 108 for transmitting the signals between the tracks of the roadway component 102 and the signal converter 114 can of course be implemented both wirelessly and by wire.
  • a roadway component 102 consists of a track 120, formed from rails 121 and sleepers 122 and a track substructure 123.
  • the identification carriers 103 are preferably designed as transponders.
  • the identification carrier 103 is permanently installed in a rail 121.
  • the identification carrier 103 is injected into the track substructure 123. It is also possible to install the identification carrier 103 in the threshold 122 (FIG. 6).
  • the identification carriers 103 are thus only separably connected to the roadway component 102 in a destructive manner. According to FIG. 7, however, it is also possible to subsequently attach a marking carrier 103 to a track substructure 123.
  • a fastening device 124 is provided on the track substructure 123 of the carriageway component 102, with the aid of which the identification carrier 103 can be fastened to the carriageway lower part 102. This can be done by the manufacturer in the production of the carriageway components 102, but it is also possible for the label carrier 103 to be installed subsequently by the user. This allows the user to individually retrofit the toy with identification carrier 103.
  • identification carrier 103 on the one with the roadway component 102
  • FIG. 8 and 9 show exemplary embodiments of a roadway component 102, in which the identification carriers 103 are formed by a barcode.
  • the identification carrier 103 is attached to the track substructure 123 (FIG. 8) or to a threshold 122 (FIG. 9).
  • this bar code is designed such that it is not visible to the human eye, e.g. can only be read under UV light.
  • FIG. 10 and 11 show the simplified representation of a roadway component 102 which is used for branching a roadway, as it is e.g. is realized in the case of model railways by a switch, with the arrangement of a plurality of identification carriers 103.
  • an identification carrier 103 is arranged on each of the end regions.
  • the individual identifier 104 of each of the identification carriers 103 makes it possible for the approaching toy vehicle to determine the relative spatial position of the carriageway component 102 by means of the reading device and the corresponding evaluation in the evaluation unit in connection with the geometry data of the carriageway component 102.
  • FIG. 11 shows a roadway component designed as a branch with a directional identification carrier 126 formed from three identification carriers 103.
  • a directional identification carrier 126 formed from three identification carriers 103.
  • the roadway components 102 (FIGS. 2, 3) are provided with an identification carrier 103, the identification 104 of which at least designates the type of the roadway component 102, and the play
  • a roadway is constructed, as is customary in model construction, by different types of roadway components 102. This is e.g. around straight track sections, switches, crossings etc. The control is however
  • toy vehicles in which the carriageway is not formed by track-like guidance, but in which the guidance by e.g. an electronic or ferromagnetic guidance system arranged in a recessed manner in the roadway is formed.
  • guidance e.g. an electronic or ferromagnetic guidance system arranged in a recessed manner in the roadway is formed.
  • the identification carriers in particular a transponder
  • a toy vehicle and to drive a plurality of reading devices.
  • These reading devices are preferably integrated in the roadway components and are in an electrically conductive connection with the rails of a built-up track system.
  • the rail network of this track system is used as a two-wire bus or as a feedback bus to the higher-level evaluation unit.
  • control signals can be modulated onto the travel voltage applied to the rail system.
  • the evaluation unit in particular the personal computer, is connected to the rails, for example via an interface card or some other adapter device.
  • the control elements present in a standard model train such as so-called locomotive mice, control desks and the like, should preferably be used. continue to be usable.
  • These standard control systems can then be used in addition or as an alternative to the input devices
  • Evaluation unit which is formed for example by a conventional keyboard, can be used.
  • a toy vehicle travels a newly built road for the first time, reading the type-specific identifications of the road components with the reader makes it possible to record the entire road course. If the corresponding geometric data or the directional information for each type of roadway component are stored in the evaluation unit, as explained in the figure descriptions of FIGS. 10 and 11, then by assigning type-specific geometry data to individual roadway components, when driving past detected sequence of individual identifiers a virtual image of the road can be generated. With the inclusion of the information from the inclination measurement with the inclination sensor and the route length measurement with the corresponding route length measuring device on the toy vehicle, an overall three-dimensional image of the course of the road can be generated by correspondingly linking these data.
  • the corresponding data can, for example, be in a table in which one individual marking of a roadway component, the corresponding type-specific identifications and their geometry or direction data are assigned. Further functions can also be assigned to individual roadway components in this table. Functions of this type make it possible for the toy vehicles to achieve realistic driving operation by individual sections of the route or roadway components, for example driving authorizations, speed requirements, start / stop requests, braking and / or acceleration tasks and the like. be assigned to.
  • the current position of the toy vehicle can be determined at any time by continuously transmitting the identifiers of the roadway components from the reader of the toy vehicle to the evaluation unit.
  • the movements of the toy vehicles on the roadway or relative to other toy components can be monitored and influenced by the predetermined functions.
  • By capturing the virtual image in the evaluation unit and determining the position of the toy vehicles it is thus also possible to display a roadway image on a monitor using a personal computer.
  • By assigning functions for route sections or individual roadway components defined signal images can also be determined or light actions of the toy vehicle can be triggered.
  • the control by means of a program stored in the evaluation unit also makes it possible to implement a schedule-controlled operation for the toy vehicles on the course of the road.
  • the roadway components only carry identifications which contain the type of the roadway component, but not an individual identifier. If, in this case, a toy vehicle, as is often the case, is removed from the road and put on again at a completely different location, the problem arises that for this In accordance with the evaluation options of the evaluation unit, the toy vehicle initially only knows the type of roadway component on which the toy vehicle is located, but not the actual instantaneous position on the corresponding individual roadway component. The identification of the actual position on the course of the lane can be done both semi-automatically and automatically. On the one hand, the operator can indicate his actual position to the toy vehicle via the control program on the personal computer.
  • a label carrier for at least one type of roadway component.
  • this is the case with roadway components that are designed for a straight direction of travel. Since all other types are equipped with a label carrier, the current position of the toy vehicle clearly results from the identifier of the road component last equipped with a label carrier and the distance covered in relation to this, which is measured by the track length measuring device in the toy vehicle.
  • FIGS. 2; 3; 4, 5, 6, 7; 8, 9; 10, 11 shown form the subject of independent, inventive solutions.
  • the relevant tasks and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen Modellbahnen und Modellzügen. Erfindungsgemäss werden typ- und/oder geometriespezifizierende, kontaktlos lesbare Speicherbausteine (2) an oder in jedem zu verbauenden Gleis, Gleisstück, Prellbock, Signal und/oder Weiche angeordnet, wobei jeder Speicherbaustein (2) und damit jedes Gleis zusätzlich eine laufende, sich nicht wiederholende Kennzeichnung aufweist. Weiterhin wird das rollende Material, vorzugsweise die Lokomotiven, mit einem Speicherlesegerät (4) sowie einer (5) Datenübertragungseinrichtung zur Rückmeldung ausgerüstet. Nach einem erstmaligen Befahren der Strecke liegt der Streckenaufbau als elektronisches Abbild vor und kann in einem Zentralspeicher (6) festgehalten werden. Beim anschliessenden Streckenbefahren wird die jeweilige momentane Position der Bahn oder des Zuges durch Speicherbaustein-Lesen und Rückmeldung an den Zentralspeicher bzw. ein zentrales Steuersystem ermittelt, wobei anhand vorgebbarer Aufgaben zur Durchführung des Bahnbetriebs unter Berücksichtigung der Strecken- und der Geschwindigkeitsinformation sowie von Sonderfunktionen eine oder mehrere Maschinen selbsttätig kontrolliert und gesteuert werden.

Description

Verfahren zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen Modellbahnen und Modellzügen, Anordnung zur Durchführung eines solchen
Verfahrens, Gleise, Gleisstücke oder Weichen zur Verwendung bei einem Verfahren zur Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen sowie rollendes Material, insbesondere Lokomotiven, ebenfalls zur Verwendung bei einem Verfahren zur Steuerung von
Modellbahnen und Mode11zügen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen Modellbahnen und Modellzügen und eine Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens . Weiterhin schlägt die Erfindung Gleise, Gleisstücke oder Weichen zur Verwendung bei einem automatischen Steuerungsverfahren für Modellbahnen und Modellzüge sowie rollendes Material, insbesondere Lokomotiven für den gleichen Verwendungszweck vor. Zudem betrifft die Er- findung ein Verfahren zur Steuerung eines Spielzeuges mit zumindest einem auf einer Fahrbahn verfahrbaren, spurgeführten Spielfahrzeug sowie ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Spielfahrzeuges und/oder zum Erfassen eines Fahrbahnverlaufes mit zumindest einem auf einer Fahrbahn verfahrbaren, spurge- führten Spielfahrzeug. Weiterhin schlägt die Erfindung Anordnungen zur realitätsnahen, automatischen oder halbautomatischen Steuerung von spurgeführten Spielfahrzeugen und Fahrbahnbauteile für spurgeführte Spielfahrzeuge sowie hierfür verwendbare Spielfahrzeuge vor.
Digitale Modellbahn-Steuerungen sind seit mehreren Jahren Stand der Technik. Bei derartigen Steuerungen liegt ständig die volle Fahrspannung, z.B. 16 V, am Gleis an. Die Schienen dienen gleichzeitig der Übertragung von digitalen Daten und bilden einen sogenannten Datenbus .
Hierbei wird die Fahrspannung von entsprechenden digitalen Steuerbefehlen überlagert . Diese digitalen Steuerbefehle werden von einer Steuerung in einem digitalen Übertragungsformat , z.B. MRA/DCC, codiert und im jeweiligen Modell decodiert. Für das Decodieren weist jede Lokomotive ein sogenannten Lokdecoder auf, der entsprechend den Befehlen des Nutzers Richtung, Geschwindigkeit und Zusatzfunktionen, wie Beleuchtung oder automatische Kupplung, ausgibt. Derartige Decoder können auch in andere Funktionsartikel, z.B. Kräne, Weichen oder dergleichen eingesetzt werden, um Steuerbefehle fernbedient auszulösen.
Der Vorteil von digitalen Systemen besteht darin, daß alle Steuerbefehle über das Gleis zugeführt werden. Demnach kann die gesamte Anlage mit Lokomotiven, Funktionsmodellen und Weichen über ein zweipoliges Anschlußkabel betrieben werden. Die ansonsten bei analoger Technik herkömmliche aufwendige Verkabelung entfällt.
Dadurch, daß die einzelnen Decoder über eine frei programmierbare Adresse gezielt ansprechbar sind, können mehrere Lokomotiven völlig unabhängig voneinander auf einem Stromkreis fahren und auch beliebig abgestellt werden. Gleistrennstellen 'sind nicht mehr erforderlich.
Es bietet also die vorgestellte digitale Technik wesentliche Vorteile sowohl bei der Errichtung der Anlage als auch im Spielbetrieb, jedoch existieren noch keine den Anforderungen der Praxis genügende und kostenseitig günstig umzusetzende Systeme, die eine Positionserkennung des rollenden Materials, d.h. der Züge auf der Fahrstrecke ermöglichen. Erst die genaue Positionsbestimmung der Fahrzeuge sowie die Bestimmung der tatsächlichen Geschwindigkeit ermöglicht aber eine Aktionskontrolle, z.B. die Ausgabe von definierten Stoppbefehlen, das Einhalten von vorgegebenen Geschwindigkeiten, die Vorgabe definierter Fahrstraßen und so weiter. Letztendlich ist gerade bei Großanlagen eine Kontrolle und Überwachung des Zugbetriebs mit tatsächlicher Positionserfassung oder Positionszuordnung sehr wesentlich, damit Funktionsstörungen erkannt und mögliche Kollisionen im Modellbahn-Betrieb vermieden werden können.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zur möglichst originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen Modellbahnen und Modellzügen anzugeben, welches bzw. welche es in kostengünstiger Art möglich macht, in exakter Weise eine Positionserkennung des rollenden Materials durchzuführen, und wobei die Möglichkeit geschaffen wird, das Strecken- oder Gleisbild in einfacher Weise beim Abfahren der Strecke selbst aufzunehmen und einem Zentralspeicher zur
Durchführung von Steuer- und Kontrollaufgaben zu übergeben, so daß eine aufwendige manuelle Streckenerfassung nach Aufbau einer Anlage entfällt. Weiterhin soll erfindungsgemäß ein Gleis, Gleisstück, Weiche oder dergleichen zur Verwendung beim genannten Verfahren sowie hierfür geeignetes rollendes Material angegeben werden.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt verfahrensseitig gemäß der Lehre nach Patentanspruch 1 sowie hinsichtlich der Anordnung mit den Mitteln nach Patentanspruch 10.
Bezüglich der Gleise, Gleisstücke, Weichen oder dergleichen, die für eine Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet sind, sei auf Anspruch 11 und hinsichtlich des rollenden Materials auf Anspruch 15 verwiesen.
Die Unteransprüche umfassen mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht gemäß der Lehre der Patentansprüche darin, eine Erfassung und Rückkopplung der momentanen Position des rollenden Material auf der Strecke zu erreichen, so daß über die so gegebene Feedback-Möglichkeit ein realitätsnaher Fahrbetrieb möglich wird, in dem neben der Position auch die absolute Modellgeschwindigkeit feststeht, was beispielsweise ein punktgenaues Anhalten vor Signalen, eine Steuerung von Geschwindigkeitsbeschränkungen über Signale oder von einer zentralen Steuerung vorgegeben, sowie Aktionen stehender Züge vor Signalen, z.B. die Ausgabe von Licht- und Schallzeichen, aber auch Wartezeiten am freigeschalteten Ausfahrtssignal ermöglicht. Ein derart gestalteter Fahrbetrieb mit Erfassung der genauen Position bis hin in den Dezimeterbereich verhindert darüber hinaus Flanken-, Kreuzungs- oder Frontalfahrten mit entsprechend höherer Sicherheit im Spielbetrieb.
Durch die erfindungsgemäße Lehre können die Vorteile einer bereits bestehenden digitalen Steuerung auf ein wesentlich höheres Nutzungsniveau gehoben werden, wobei hier beispielhaft an die Programmierung von individuellen und ortsbezogenen Aufenthaltszeiten, an einen automatischen, digitalen Blockstellenbetrieb, an die Zuordnung von dreidimensionalen Bildern der Lok und des Zuges auf einem Display im Sinne einer virtuellen Modellbahn und dergleichen mehr gedacht ist. In einer denkbaren Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuersoftware über ein öffentliches Netz, z.B. dem Internet, übertragen werden, so daß auch ein quasi fernbedientes Spielen mehrerer Nutzer, die an räumlich entfernten Orten sitzen und die den Spielbetrieb z.B. über eine Web-Cam betrachten, möglich ist .
Dadurch, daß unter Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zugehörigen Anordnung ein exaktes Gleisbild einschließlich z.B. der Lage von Prellböcken vorhanden ist und die Positionsbestimmung in der geforderten Genauigkeit möglich wird, kann ein Rangierbetrieb mit dem Zusammenstellen bestimmter Zugfolgen ebenso umgesetzt werden wie ein exaktes Anhalten einer Lok z.B. vor einem Prellbock erfolgen.
Die Positionen der Fahrzeuge, d.h. des rollenden Materials und deren Funktionszustände, können erfaßt und auf einem Bedien- display, das z.B. in Form eines Touch-Screens ausgebildet sein kann, dargestellt werden.
Im Sinne der Erhöhung der Betriebssicherheit besteht darüber hinaus die Möglichkeit, Warnhinweise bei kritischen Funktions- zuständen mit Positionsangabe anzugeben, so daß vom Nutzer und Betreiber der Anlage hier sofort reagiert und eingegriffen werden kann. Unter Berücksichtigung der Zeit- und Ortserfassung kann in Verbindung mit einem zugehörigen Steuerprogramm eine stufenweise Reduzierung oder Anpassung der Zuggeschwindigkeit bei Bremsabschnitten oder Geschwindigkeitsbegrenzungen mit anschließendem Beschleunigen im Sinne eines intelligenten Bremsens respektive eines intelligenten Zugbetriebs vorgenommen werden.
Der Spielbetrieb wird weiterhin dadurch sehr interessant gestaltet, daß der Nutzer die Möglichkeit hat, an auf der Strecke vorhandenen Baustellen vorübergehende Geschwindigkeitsbegrenzungen einzurichten oder aber auch für jeden Zug Maximalgeschwindigkeiten, z.B. Güterzug, Personenzug, Schnell- zug, vorzugeben. Ein besonders interessanter Aspekt stellt die Möglichkeit digital gesteuerter Parallelausfahrten mehrerer Züge mit sich anpassender Geschwindigkeit dar.
Durch die Zeit- und Positionserfassung ist demnach ein realer Zugbetrieb nach einem modellbahngerechten Fahrplan möglich.
Er indungsgemäß werden jedes Gleis, Gleisstück oder Weiche, aber auch ausgewählte Gebäude und sonstige Anlagenteile mit einem kontaktlos lesbaren Speicherbaustein, insbesondere einem Transponder, verbunden, wobei im Speicherbaustein bzw. Trans- ponder typ- und/oder geometriespezifizierende Daten abgelegt sind sowie weiterhin eine jedes Gleis eindeutig definierende Kennzeichnung vorhanden ist. Das rollende Material ist mit einem Speicherlesegerät sowie einer Datenübertragungseinrichtung zur Rückmeldung der ausgelesenen und ggf. decodierten Informationen ausgestattet. Das Speicherlesegerät ist in der Lage, die Daten aus dem Identifikationsmittel, z.B. dem Transponder, kontaktlos zu übernehmen. Der bevorzugt eingesetzte Transponder ist ein mikroelektronischer Schaltkreis mit einer Sende- und Empfangs- antenne, einer Steuerlogik und einem Daten- und Energiespeicher. Dieser Transponder kann komplett z.B. in das Gleisbett oder eine Haltevorrichtung hierfür eingespritzt oder anderweitig mit dem jeweiligen Gleis oder Gleisstück schon im Herstellungsprozeß verbunden werden.
Erfindungsgemäß können vom Hersteller festprogrammierte Transponder eingesetzt werden, wobei aber auch die Möglichkeit besteht, Transponder einzusetzen, die ein Überschreiben der gespeicherten Information mit Hilfe eines speziellen Pro- grammiergeräts gestatten.
Bevorzugt wird auf Transponder zurückgegriffen, die die notwendige Energie für die Informationsübertragung dem elektromagnetischen Feld entnehmen, welches entsteht, wenn das Speicherlesegerät mit dem Transponder in Verbindung kommt bzw. sich diesem nähert. In diesem Fall gelangt die Schreib- und
Leseantenne des Speicherlesegeräts in den Transponderbereich, so daß dort zunächst der vorhandene Energiespeicher, z.B. ein Kondensator aufgeladen wird. Der Transponder sendet dann den Inhalt eines Datenspeichers, d.h. die typ- und/oder geometrie- spezifizierenden Informationen zum jeweiligen Gleis einschließlich Individualkennzeichen an das Speicherlesegerät . Der Dialog bzw. die Datenübertragung erfolgt zyklisch wiederholend, solange der Transponder bzw. das Speicherlesegerät sich zueinander im Übertragungsbereich befinden, wobei die Datensicher- heit während der Übertragung durch ein vorgegebenes Datenprotokoll gewährleistet ist.
Nachdem eine Anlage mit den speziellen Gleisen, Gleisstücken und/oder Weichen, enthaltend die kontaktlos lesbaren Speicher- bausteine, errichtet oder nachträglich umgerüstet wurde, erfolgt ein erstmaliges Befahren der Strecke mit rollendem Material der vorbeschriebenen Art, d.h. mit mindestens einem Speicherlesegerät . Bei diesem Befahren der Strecke wird der Gleisplan quasi gescannt und mit Hilfe der Datenübertragungs- einrichtung in ein übergeordnetes Steuersystem eingegeben. Dies ist durch die individuelle Kennung (Gleislänge und Gleisart) und die definierte Geometrie jedes Gleises bzw. Gleisstücks möglich. Auf diese Weise erhält das Steuersystem und die dort vorhandene Steuersoftware ein exaktes elektronisches Bild der Anlage mit allen Elementen, z.B. auch Signalen, Weichen, Prellböcken, die ebenfalls mit Transpondern ausgerüstet sein können. Es wäre also das elektronische System in der Lage, einen eigenen Zugbetrieb zu realisieren.
Für den Fall größerer Anlagen bei sehr hohen Genauigkeits- bzw. Auflösungsanforderungen besteht weiterhin die Möglichkeit, einen definierten und geometrisch exakt bestimmten Referenz- punkt vorzusehen, um mit Hilfe dieses Punkts ein Einmessen zu ermöglichen, wobei auch im späteren Betrieb ein Abgleich der aus den einzelnen Positionspunkten ermittelten rechnerischen Positionsbestimmung beim Überqueren oder Nähern des Referenzpunkts realisierbar ist .
Ein zusätzlicher Sensor, z.B. ein Magnetfeldsensor, der im rollenden Material integriert sein kann, schafft die Möglichkeit, insbesondere beim erstmaligen Befahren und Einscannen der Strecke bzw. des Gleisbilds Richtungsänderungen zu erfassen, so daß die Streckenerfassung in kürzerer Zeit und mit geringerem" Rechenaufwand erfolgen kann.
Eine ähnliche zusätzliche Sensorik ist in der Lage, Änderungen in der vertikalen Streckenführung, z.B. Gefälle oder Steigungen, zu ermitteln, um auch in mehreren Ebenen geführte Anlagen zu beherrschen. Beispielsweise kommt hier ein elektronischer Neigungssensor zum Einsatz, welcher in vorgebbaren Zeitabschnitten oder beim Überschreiten bestimmter Schwellwerte Richtungsänderungs- Informationen über die Datenübertragungs- einrichtung in der gleisgebundenen fahrbaren Maschine, d.h. der Lok ausgibt .
In einer Ausführungsform der Erfindung sind Speicherlesegeräte und Datenübertragungseinrichtungen nicht nur in den fahrbaren Maschinen, d.h. den Lokomotiven, sondern auch im Waggonmaterial vorhanden, so daß ein automatisches Rangieren, z.B. Zusammenstellen von Kesselwagenzügen, Rungenwagen und so weiter möglich wird.
Die Datenübertragung, d.h. die Rückmeldung kann sowohl über den Zweidrahtbus z.B. im NMRA-DCC-Format oder aber auch drahtlos vorgenommen werden, wobei es gilt, die Echtzeitfähigkeit unter Berücksichtigung der tatsächlichen Modellbahngeschwindigkeiten zu gewährleisten.
Verfahrensgemäß sind dann mit Hilfe der Systemsteuerung und unter Rückgriff auf einen Personal-Computer und einer dort vorhandenen Steuersoftware ausgewählten Gleisen, Signalen, Weichen und/oder Streckeabschnitten Sonderfunktionen zum
Ausführen eines realitätsnahen Bahnbetriebs' zuweisbar. Derartige Sonderfunktionen können z.B. Fahrtberechtigungen, Geschwindigkeitsvorgaben, Start-Stop-Aufforderungen, Brems- und/oder Beschleunigungsaufgaben und dergleichen mehr umfassen.
Beim Streckenbefahren erfolgt durch nacheinander realisiertes Aktivieren und Auslesen der Speicherbausteine, insbesondere Transponder und unter Nutzung des im Zentralspeicher abgelegten Streckenbilds bzw. Streckenverlaufs eine laufende Ermittlung der Position der Bahn oder des Zuges über Rückmeldungen an den Zentralspeicher, wobei anhand vorgebbarer Aufgaben zur Durchführung des Bahnbetriebs unter Berücksichtigung der Strecken- und Geschwindigkeitsinformation sowie der Sonderfunktionen eine oder mehrere Maschinen selbsttätig kontrolliert und gesteuert werden.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen Modellbahnen und Modellzügen wird auf mindestens einen kontaktlos lesbaren Speicherbaustein im oder am Gleis, Gleisstück, Prellbock, Signal und/oder Weiche ausgegangen, wobei der im Speicher des Speicherbausteins abgelegte Inhalt den jeweiligen Typ des Produkts spezifiziert und eine eindeutige Individualkennzeichnung aufweist . Die Typspezifikation bei einem Gleis oder Gleisstück betrifft z.B. die Länge, den Kurvenradius, den Abzweigradius oder Abzweigwinkel bei Weichen sowie den Radius des Stammgleises und den Radius des Abzweiggleises bei Bogenweichen.
Weiterhin weist die Anordnung mindestens ein Speicherlesegerät in dem rollenden Modellmaterial, insbesondere der elektrischen Maschine auf, welche weiterhin eine Datenübertragungseinrichtung zum Weiterleiten der erfaßten Inhalte beim Überfahren oder Erreichen der Speicherbausteine besitzt.
Die Anordnung umfaßt darüber hinaus eine übergeordnete zentrale Steuer- und Speichereinheit zur Positionsermittlung und Ge- schwindigkeitsbestimmung unter Berücksichtigung eines erfaßten oder vorgegebenen Gleisbilds . Als Speicherbausteine kommen wie erwähnt bevorzugt Transponder zum Einsatz, die z.B. in die Bettung des Gleises oder mit einem sonstigen der vorgenannten Produkte nur zerstörend trennbar verbunden sind. Die Indivi- dualkennzeichnung, die im Transponder abgelegt ist, stellt eine laufende, sich nicht wiederholende Folge numerischer oder alphanumerischer Zeichen dar.
Das rollende Material, insbesondere Lokomotive, besitzt erfindungsgemäß eine elektronische Einheit zum Aktivieren und Scannen von Transponderinhalten sowie einen Decoder und die genannte Datenübertragungseinrichtung. Die Datenübertragungs- einrichtung ist mit dem Decoder verbunden, welchem die gescannten Transponderinhalte zugeführt werden, wobei die Datenübertragungseinrichtung als drahtgebundene oder drahtlose Schnittstelle ausgeführt wird.
Zusätzlich kann im rollenden Material ein Sensor zur Erfassung von Änderungen der Bewegung der Lokomotive in vertikaler und/oder horizontaler Richtung enthalten sein.
Weiters liegt eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren und hierfür verwendbare Bauteile anzugeben bzw. zu schaffen, mit dem bzw. denen einem Anwender eine Mehrzahl von den Spiel- anreiz steigernden Möglichkeiten zur Verfügung gestellt wird.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An- Spruches 19 gelöst .
Ein sich durch die Merkmale dieses Anspruches ergebender Vorteil liegt darin, daß eine halb- oder vollautomatische Steuerung von spurgeführten Spielfahrzeugen auf einer Modellanlage ermöglicht ist. Die mit diesem Verfahren ermöglichte Positionsbestimmung bzw. Beobachtung von Abläufen des Spielzeuges, welches durch die Fahrbahn bzw. das Spielfahrzeug an sich gebildet ist, erlaubt gleichzeitig die Visualisierung dieser Abläufe auf einer handelsüblichen Recheneinheit, insbesondere auf einem Personal-Computer. Neben diesen Beobachtungs- bzw. Visualisierungsmöglichkeiten ist es selbstverständlich auch möglich, ausgehend von der vorzugsweise in Form eines Personal-Computers ausgeführten Auswerteeinheit aktive Eingriffe bzw. Beeinflussungen der Abläufe vorzunehmen.
Diese Aufgabe der Erfindung wird eigenständig auch durch die Merkmale des Anspruches 20 gelöst.
Die sich aus der Merkmalskombination dieses Anspruches ergeben- den Vorteile liegen darin, daß eine nahezu vollautomatische Abtastung bzw. Erfassung eines beliebig aufgebauten Fahrbahnverlaufes durch einfaches Befahren des gesamten Streckennetzes ermöglicht ist . Die gelesenen Kennungen können in einfacher Art und Weise zu einer zentralen Auswerteeinrichtung übertragen werden und von dieser für vielfältigste Auswertungen, insbesondere zur Erzeugung eines virtuellen Anlagenbildes, verwendet werden .
Von Vorteil ist dabei eine Weiterbildung nach Anspruch 21, da dadurch die Abtastung eines Streckenablaufes nahezu vollständig losgelöst von Benutzeraktivitäten vorgenommen werden kann. Zudem kann die momentane Position des Spielfahrzeuges jederzeit bestimmt werden. Durch die optionalen Maßnahmen nach Anspruch 22 kann die Genauigkeit erhöht und/oder können Fehlerkorrekturen in den Steue- rungs- und/oder Beobachtungsabläufen vorgenommen werden.
Durch die Maßnahmen nach Anspruch 23 und/oder 24 kann eine den jeweiligen Wünschen bzw. Erfordernissen gerechte Visualisierung von Fahrbahnbildern, Funktionszuständen sowie Spielfahrzeugen vorgenommen werden.
Durch die weiterführenden Maßnahmen nach Anspruch 25 können das Spielgeschehen belebende Aktionen, wie z .B . • Informationsdurchsagen, Lichtsignale, Verkehrsleitzeichen und dgl . , aktiviert werden.
Durch die Maßnahmen nach Anspruch 26 kann durch Vorgaben in Art von Fahrplänen der realitätsnahe Ablauf von VerkehrsSystemen realisiert werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird unabhängig davon auch durch die Merkmale des Anspruches 27 gelöst.
Die sich aus der Merkmalskombination dieses Anspruches ergebenden Vorteile liegen darin, daß mit relativ geringem hardware- technischen Aufwand, insbesondere mit geringem Verkabelungsaufwand, eine hochentwickelte Steuerung und/oder Beobachtung von Spielzeugen, insbesondere mittels Fahrbahnen, spurgeführten Spielfahrzeugen, ermöglicht ist.
Eine eigenständige Lösung der Aufgabe der Erfindung ist auch durch die Merkmale des Anspruches 28 definiert.
Die aus der Merkmalskombination dieses Anspruches erzielbaren Vorteile liegen darin, daß der in vergleichsweiser hoher Stück- zahl benötigte Kennzeichnungsträger den relativ zahlreich benötigten Fahrbahnbauteilen zugeordnet ist, wodurch die Gesamtkosten des erfindungsgemäßen Systems niedrig gehalten werden können. Darüber hinaus ermöglicht die Anordnung eines Streckenlängenmeßgerätes eine höhere Auflösung der Positionsbestimmung.
Eine eigenständige Lösung der Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale gemäß Anspruch 29 definiert.
Die sich aus der Merkmalskombination dieses Anspruches ergebenden Vorteile liegen darin, daß damit eine kostengünstige Basis zur automatisierten Steuerung und Beobachtung von Abläufen im Spielbetrieb geschaffen ist. Nachdem der Kennzeichnungsträger nur die Kennung des Typs eines Fahrbahnbauteiles wiedergeben muß, können standardmäßig verfügbare Kennzeichnungsträger, welche relativ kostengünstig sind, eingesetzt werden. Aufgrund der relativ niedrigen Datenmengen können Kennzeichnungsträger mit niedriger Speicherkapazität verwendet werden. Die jeweilige
Kennung kann dann quasi als Zeiger zu Datenblöcken bzw. Datensätzen mit vergleichsweise umfassenderen Daten, wie z.B. Geometriedaten, genutzt werden.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 30 wird eine hohe Flexibilität bei der Zuordnung von Funktionen bzw. Aktionen zu gewissen Fahrbahnabschnitten erreicht.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 31 können benutzerbe- dingte FehlZuordnungen von Kennzeichnungsträgem zu Fahrbahnbauteilen vermieden werden.
Durch die Merkmale nach Anspruch 32 ist es möglich, die relative Position eines Spielfahrzeuges unter Bezugnahme auf das Fahrbahnbauteil zu bestimmen.
Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 33 wird eine hohe Störsicherheit bzw. Übertragungssicherheit der typspezifischen Kennungen erreicht .
Die Geometrie eines komplexen Streckennetzes ist durch die Zuordnung der Geometriedaten zu den Kennungen für eine Auswerte- einrichtung rechnergestützt ermittelbar. Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 35 ist von Vorteil, daß derartige Kennungen mit standardmäßigen Sensoriken zuverlässig erfaßt werden können.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 36 ist von Vorteil, daß den Kennzeichnungsträgern keine eigenständige Energieversorgung zugeordnet werden muß, sondern die Kennzeichnungsträger als passive elektronische Bauelemente ausgeführt sind.
Bei der möglichen Ausführungsform nach Anspruch 37 oder 38 ist von Vorteil, daß eine Detektion der Kennungen auch bei hohen elektromagnetischen Störfeldern zuverlässig ist.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 39 oder 40 ist von Vorteil, daß die Richtung eines Spielfahrzeuges relativ zum Streckenverlauf unter Bezugnahme auf ein einziges Fahrbahnbauteil bestimmbar ist .
Die Aufgabe der Erfindung wird eigenständig auch durch die Merkmale des Anspruches 41 gelöst.
Die sich aus den Merkmalen dieses Anspruches ergebenden Vorteile liegen darin, daß ein Lesegerät mit zugeordneter Daten- Übertragungseinrichtung ausreichend ist, um eine Positionsbestimmung vornehmen zu können.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 42 oder 43 ist von Vorteil, daß eine Fremdbeeinflussung des Lesegerätes durch benachbarte Kennzeichnungsträger in einfacher Art und Weise vermieden werden kann.
Der Verkabelungsaufwand zum Aufbau einer Datenübertragungs- strecke vom Spielfahrzeug zu der den Ablauf steuernden Aus- werteeinheit ist durch die Ausgestaltung nach Anspruch 44 erübrigt. Durch die Maßnahmen nach Anspruch 45 ist es in einfacher Art und Weise ermöglicht, eine uni- bzw. bidirektionale Übertragungsstrecke zwischen dem Spielfahrzeug und einer Auswerteeinheit aufzubauen.
Durch die optionale Weiterbildung nach Anspruch 46 oder 47 können zusätzliche Informationen, wie Höhenunterschiede oder Richtungswechsel, erfaßt werden.
Schließlich ist eine mögliche Weiterbildung gemäß Anspruch 48 von Vorteil, da dadurch Fehlerkorrekturen vorgenommen werden können und/oder- eine hochauflösende Positionsbestimmung ermöglicht wird.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Die Figuren zeigen hierbei prinzipielle Darstellungen des An- bringens von Transpondern im oder am Gleis sowie eine sich ei- nem Transponder nähernde Lok.
Es zeigen, in vereinfachter Darstellung:
Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung des Anbringens eines Transponders im oder am Gleis sowie eine sich dem
Transponder nähernde Lok;
Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung der für das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines spurgeführten Spielzeuges erforderlichen Bauteile;
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung der für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlichen Bauteile;
Fig. 4 einen Fahrbahnbauteil mit einem in einer Schiene fest eingebauten Kennzeichnungsträger;
Fig. 5 einen Fahrbahnbauteil mit einem im Gleisunterbau einge- bauten Kennzeichnungsträger; Fig. 6 einen Fahrbahnbauteil mit einem in einer Schwelle eingebauten Kennzeichnungsträger;
Fig. 7 einen Fahrbahnbauteil mit einem an einem Gleisunterbau befestigten Kennzeichnungsträger;
Fig. 8 einen Fahrbahnbauteil mit einem als Barcode ausgebildeten Kennzeichnungsträger am Gleisunterbau;
Fig. 9 einen Fahrbahnbauteil mit einem als Barcode ausgebildeten Kennzeichnungsträger an einer Schwelle;
Fig. 10 eine prinzipielle Darstellung eines zur Verzweigung ei- ner Fahrbahn ausgebildeten Fahrbahnteiles mit mehreren
Kennzeichnungsträgern;
Fig. 11 eine prinzipielle Darstellung eines zur Verzweigung einer Fahrbahn ausgebildeten Fahrbahnbauteils mit einem Richtungskennzeichnungsträger.
Im oder am Gleis 1 ist im jeweiligen Gleisabschnitt bzw. am
Gleis typ- und geometriespezifizierend ein Transponder 2 angeordnet bzw. herstellungsseitig fest mit dem Gleis verbunden, z.B. in die Bettung eingespritzt oder in einen Teil des Gleisunterbaus integriert . Der Transponder 2 weist neben den typ- und geometriespezifizierenden Daten auch eine weitere Individualkennzeichnung, welche sich nicht wiederholt, auf.
Die Lokomotive 3 besitzt ein Speicherlesegerät mit Antenne 4 und eine Datenübertragungseinrichtung 5. Die Datenübertra- gungseinrichtung 5 baut eine drahtlose Verbindung zu einem
Empfangsgerät 6 und Zentralspeicher auf, der Bestandteil eines Personal-Computers sein kann. Auf einem Monitor 7 ist das Gleisbild dargestellt und es kann die jeweilige momentane Position des rollenden Materials auf der Strecke angezeigt werden.
In dem Moment, wo die Lokomotive 3 in den Übertragungsbereich des Transponders 2 gelangt, erregt das Hochfrequenzfeld, welches über die Antenne 4 abgestrahlt wird, die im Transponder 2 integrierte Empfangsantenne, so daß in einem nächsten Schritt Daten aus dem Transponder 2 ausgelesen und von der Antenne 4 des Speicherlesegeräts aufgenommen werden können. Die erhaltenen Daten und Informationen gelangen dann über eine drahtlose Übertragungsstrecke 8 auf das Empfangsgerät 6, welches anhand des bekannten Streckenverlaufs in der Lage ist, Position und Geschwindigkeit der Lokomotive bzw. des Zuges zu ermitteln.
Die typ- und geometriespezifizierenden, im Transponder abge- legten Daten können beispielsweise aus der Artikelbezeichnung des Gleises oder Gleisstücks abgeleitet werden, wobei die Individualkennzeichnung eine laufende Nummer ist, die nur einmal vergeben wird, so daß jedes an den Endverbraucher gelangende Gleisstück eindeutig definiert und in seiner Geo- metrie bestimmt ist .
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird von einer drahtlosen Übertragungsstrecke ausgegangen, wobei auch die Möglichkeit besteht, für die Rückmeldung auf ein ohnehin vorhandenes digitales Zweidraht-Bussystem zurückzugreifen. Zusätzlich können Transponder auch in Signale, Weichen oder sonstige Bahnbetriebsmittel integriert werden, um beim Erreichen dieser Mittel Sonderfunktionen auszulösen, eine definierte Steuerung oder Umschaltung zu starten oder die Mittel auf Funktionsfähigkeit zu überprüfen.
Insgesamt gelingt es mit der vorstehend beschriebenen Erfindung, einen realen Modellbahn-Fahrbetrieb zu gestalten, in dem eine sehr genaue Positionserfassung des rollenden Materials möglich ist. Aufwendige Veränderungen oder eine zusätzliche Stromversorgung am Gleis für die dort vorzusehenden Speicherbausteine sind aufgrund der Eigenschaften passiver Transponder nicht erforderlich, so daß die ausrüstungsseitigen Kosten sich in Grenzen halten. Gekapselte Transponder weisen in Kleinstausführung einen Durchmesser von etwa 2 mm bei einer Länge von ca. 10 mm auf und besitzen ein Gewicht von etwa 0,1 bis 0,25 g. Der Leseabstand von derzeit am Markt befindlichen Transpondern liegt bei gekapselten Ausführungen im Bereich von etwa 200 bis 400 mm, was für die hier gegebenen Applikationsfälle ausreichend ist .
Es sei festgehalten, daß in den nach olgenden Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in dieser Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der nachfolgenden Be- Schreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen zu diesen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Die Fig. 2 zeigt eine prinzipielle Darstellung der für das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines spurgeführten Spielzeuges wesentlichen Bauteile.
Ein Spielfahrzeug 101 befindet sich auf einem ein Stück eines eine Fahrbahn bildenden Fahrbahnbauteils 102, an dem Kennzeichnungsträger 103 befestigt sind, die mit einer Kennung 104 ver- sehen sind bzw. für sie selbst eine unverwechselbare, eindeutige Kennung darstellen. Zur Detektion der Kennungen 104 ist das Spielfahrzeug 101 mit einem Lesegerät 105 ausgestattet, wobei die Kennzeichnungsträger 103 kontaktlos lesbar sind. Die der Kennung 104 entsprechenden Signale des Lesegerätes 105 ge- langen über einen Decoder 106 in einer Datenübertragungseinrichtung 107 und über eine Übertragungsstrecke 108 in eine Auswerteeinheit 109. Die Übertragungsstrecke 108 kann drahtgebunden oder drahtlos ausgeführt sein. Für den Fall von Modell- bahnen wäre eine drahtgebundene Übertragung, z.B. über die Schienen der Gleise, möglich. Bei drahtloser Ausführung der
Übertragungsstrecke 108 erfolgt der Datenaustausch zwischen der Datenübertragungseinrichtung 107 und der Auswerteeinheit 109, z.B. über Funk unter Zuhilfenahme entsprechender Antennen. Die Auswerteeinheit 109 kann u.a. durch eine Steuersoftware in einem Personal-Computer realisiert sein, wobei die Informationen auf einem Monitor 110 dargestellt werden können. Optional kann das Spielfahrzeug 101 über einen Richtungssensor 111, mit dem Richtungswechsel festgestellt werden können, über einen Neigungssensor 112 und über ein Streckenlängenmeßgerät 113, mit dem die auf der Fahrbahn zurückgelegte Strecke bestimmt werden kann, verfügen. Aus den Daten des Neigungssensors 112 und des Streckenlängenmeßgerätes 113 kann in der Auswerteeinheit 109 auch die vertikale Position bzw. die Höhenlage des Spielfahrzeuges 101, vor allem bei in mehreren Ebenen angelegten Fahrbahnen, bestimmt werden.
In den Kennzeichnungsträgern 103 eines Fahrbahnbauteiles 102 sind zumindest die Typendaten des Fahrbahnbauteiles 102 abgespeichert. Unterschiedliche Typen von Fahrbahnbauteilen 102 wären z.B. gerade Fahrbahnbauteile, Verzweigungen, wie z.B. Weichen, Kreuzungen, oder Kurvenstücke und ähnliche Bauteile. Die Kennung 104 eines Typs eines Fahrbahnbauteiles wird dabei durch eine laufende, sich nicht wiederholende Folge numerischer oder alphanumerischer Zeichen codiert .
Als Kennzeichnungsträger 103 werden bevorzugt als passive elektronische Bauteile ausgebildete Transponder verwendet . Durch ein Hochfrequenzfeld, das von einer Antenne des Lesegerätes 105 erzeugt wird, wird der Transponder dazu angeregt, die Kennung 104 auszusenden, die somit vom Lesegerät 105 detektiert werden kann. Die Kennung 104 ist in diesem Fall als ein elektrisch bzw. magnetisch detektierbares Merkmal ausgebildet. Der als Kennzeichnungsträger 103 ausgebildete Transponder verfügt über eine Sende- und Empfangsantenne, eine Steuerlogik sowie einen Daten- und Energiespeicher, wobei jedoch eine eigene bzw. autarke Stromversorgung nicht notwendig ist. Die dem elektromagnetischen Feld der Übertragungsantenne des Lesegerätes 105 entnommene Energie ist als elektrische Betriebsenergie für den Transponder ausreichend. Bedingt durch die geringen Abstände zwischen den Fahrbahnbauteilen 102 von Spielzeugen sind auch die Abstände zwischen den als Transponder realisierten Kennzeichnungsträgem 103 relativ gering und besteht an sich daher die Gefahr, daß durch ein Lesegerät 105 gleichzeitig mehrere Kennzeichnungsträger 103 ausgelesen werden. Um dies zu verhindern, wird das Lesegerät 105 mit einer beschränkten räumlichen Reichweite für die Auslesung der Kennzeichnungsträger 103 ausgebildet. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Sendeleistung der Übertragungs- antenne des Lesegerätes 105 entsprechend reduziert wird. Entsprechend den bei Modellbahnen üblichen Größenverhältnissen kann die räumliche Reichweite auf einen Bereich von 0 mm bis 50 mm, bevorzugt von 0 mm bis 30 mm, eingeschränkt werden.
Selbstverständlich ist es auch möglich, Systeme aus Kennzeichnungsträgern 103 und Lesegeräten 105 aufzubauen, die andere Merkmale zur Realisierung einer Kennung 104 benutzen. So könnte der Kennzeichnungsträger 103 durch einen Barcode, insbesondere durch einen nur unter UV-Licht sichtbaren Barcode, gebildet sein. Ein entsprechendes Lesegerät 105 wäre in diesem Fall durch einen Barcodescanner zu realisieren. In einer anderen Ausbildungsform der Erfindung ist es auch möglich, ein zur Ultraschallabtastung ausgebildetes Lesegerät 105 zur Erkennung der Fahrbahnbauteile 102 zu benutzen. In diesem Fall ist der Fahrbahnbauteil 102 selbst der Kennzeichnungsträger, in dem seine äußere Form zur Erkennung benutzt wird.
Die Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung der für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlichen Bauteile. Das Spielfahrzeug 101 bewegt sich dabei auf einem Fahrbahnbauteil 102, der als Gleis, wie es z.B. bei Modellbahnen üblich ist, ausgebildet ist. Über die Schienen des Gleises kann das Spielfahrzeug mit der für den Betrieb des Motors notwendigen FahrSpannung versorgt werden, aber auch der Signalaustausch zwischen dem Spielfahrzeug 101 und der Auswerteeinheit 109 kann durchgeführt werden. Die Signale der Datenübertragungseinrichtung 107 gelangen dabei über die Räder des Spielfahrzeuges 101 und die Schienen des Fahrbahnbauteiles 102 und in weiterer Folge über die Übertragungsstrecke 108 zum Signalumsetzer 114. Vom Signalumsetzer 114 werden die Signale in ein für die Aus- werteeinheit 109 verarbeitbares Format umgewandelt und an dieses weitergeleitet. Der Signalumsetzer 114 kann wahlweise als eigenständiger Bauteil ausgeführt sein oder als Schnittstellenkarte, die in einen Personal-Computer eingebaut ist, aufgebaut sein. Die Übertragungsstrecke 108 zur Übertragung der Signale zwischen den Gleisen des Fahrbahnbauteiles 102 und dem Signalumsetzer 114 kann selbstverständlich sowohl drahtlos als auch drahtgebunden ausgeführt sein.
Die Fig. 4 bis 7 zeigen verschiedene Anordnungen von Kennzeichnungsträgern 103 in einem Fahrbahnbauteil 102, wie er für Modellbahnen verwendet wird. Dabei besteht ein Fahrbahnbauteil 102 aus einem Gleis 120, gebildet aus Schienen 121 und Schwellen 122 und einem Gleisunterbau 123. Die Kennzeichnungsträger 103 sind bevorzugt als Transponder ausgebildet.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Kennzeichnungsträger 103 in einer Schiene 121 fest eingebaut. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist der Kennzeichnungsträger 103 im Gleisunterbau 123 eingespritzt. Ebenso ist es möglich, den Kennzeichnungs- träger 103 in der Schwelle 122 (Fig. 6) einzubauen. In den Aus- führungsbeispielen nach den Fig. 4, 5 und 6 sind die Kennzeich- nungsträger 103 somit nur zerstörend trennbar mit dem Fahrbahnbauteil 102 verbunden. Nach Fig. 7 ist es aber auch möglich, einen Kennzeichnungsträger 103 nachträglich an einem Gleisunterbau 123 zu befestigen. Dazu ist am Gleisunterbau 123 des Fahrbahnbauteiles 102 eine Befestigungsvorrichtung 124 vorge- sehen, mit deren Hilfe der Kennzeichnungsträger 103 am Fahrbahnunterteil 102 befestigt werden kann. Dies kann sowohl her- stellungsseitig bei der Produktion der Fahrbahnbauteile 102 erfolgen, es ist aber auch möglich, daß Kennzeichnungsträger 103 erst vom Anwender nachträglich eingebaut werden. Dies erlaubt es dem Anwender, das Spielzeug individuell mit Kennzeichnungs- trägem 103 nachzurüsten.
Selbstverständlich ist es aber auch möglich, den Kennzeichnungsträger 103 an einem mit dem Fahrbahnbauteil 102 bloß in Verbindung stehenden Teil anzubringen oder den Kennzeichnungs- träger 103 in einem dem Fahrbahnbauteil 102 zugeordneten anderen Spielzeugbauteil, wie z.B. einer Lichtsignalanlage oder einem Verkehrszeichen oder derartigen Spielzeugbauteilen zu be- festigen.
Die Fig. 8 und 9 zeigen Ausführungsbeispiele eines Fahrbahnbauteils 102, bei denen die Kennzeichnungsträger 103 durch einen Barcode ausgebildet sind. Der Kennzeichnungsträger 103 ist da- bei am Gleisunterbau 123 (Fig. 8) oder an einer Schwelle 122 (Fig. 9) befestigt. Um das äußere Erscheinungsbild des Fahrbahnbauteils 102 nicht zu stören, wird dieser Barcode so ausgebildet, daß er für das menschliche Auge nicht sichtbar ist, also z.B. nur unter UV-Licht lesbar ist.
Die Fig. 10 und 11 zeigen die vereinfachte Darstellung eines Fahrbahnbauteiles 102, der zur Verzweigung einer Fahrbahn dient, wie es z.B. bei Modellbahnen durch eine Weiche realisiert ist, mit der Anordnung mehrerer Kennzeichnungsträger 103. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ist an jedem der stirnseitigen Endbereiche jeweils ein Kennzeichnungsträger 103 angeordnet. Durch die jeweils individuelle Kennung 104 jedes der Kennzeichnungsträger 103 ist es für das sich annähernde Spielfahrzeug mittels des Lesegerätes und der entsprechenden Auswertung in der Auswerteeinheit in Verbindung mit den Geometriedaten des Fahrbahnbauteils 102 möglich, die relative räumliche Lage des Fahrbahnbauteils 102 zu bestimmen.
Die Fig. 11 zeigt einen als Verzweigung ausgebildeten Fahrbahn- bauteil mit einem aus drei Kennzeichnungsträgern 103 gebildeten Richtungskennzeichnungsträger 126. Durch die Anordnung von zumindest drei Kennzeichnungsträgern 103 ist es für ein sich näherndes Spielfahrzeug möglich, aus den Signallaufzeiten zwischen dem Lesegerät und den einzelnen Kennzeichnungsträgern 103 die relative räumliche Lage des Fahrbahnbauteils 102 zu bestim¬ men. Dazu ist es erforderlich, daß die Geometriedaten als auch die relative Lage des Richtungskennzeichnungsträgers 126 in der Auswerteeinheit abgespeichert sind. Es ist selbstverständlich auch möglich, Richtungskennzeichnungsträger 126 zu verwenden, die nicht aus einer Anordnung von mehreren Kennzeichnungs- träge 103 aufgebaut sind, sondern Kennzeichnungsträger 103, die ein physikalisches Merkmal tragen, aus dem sich die räum- 5' liehe Lage bestimmen läßt.
Um in der Auswerteeinheit eine Positionsbestimmung des Spiel- fahrzeuges vornehmen zu können, ist es erforderlich, daß zu jedem Fahrbahnbauteil neben den typspezifischen Geometriedaten,
10 wie z.B. der Länge, dem Radius, dem Abzweigwinkel, dem Abzweigradius, dem Kreuzungswinkel und/oder dem Neigungswinkel auch die relative Lage der Kennzeichnungsträger 103, insbesondere Abstände 125 (Fig. 10) , von den stirnseitigen Endbereichen in der Auswerteeinheit zur Verfügung stehen. Diese Abstände 125
15 sind so wie die Geometriedaten jeweils einheitlich für einen Typ eines Fahrbahnbauteiles .
Mit den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Bauteilen und den Anordnungen der Kennzeichnungsträger 103 entsprechend den Fig. 4
20 bis 11 ist es möglich, ein auf einer Fahrbahn spurgeführtes
Spielfahrzeug 101 halbautomatisch oder automatisch zu steuern. Dazu werden die Fahrbahnbauteile 102 (Fig. 2, 3) mit einem Kennzeichnungsträger 103, dessen Kennung 104 zumindest den Typ des Fahrbahnbauteils 102 bezeichnet, versehen und die Spiel-
25 fahrzeuge 101 mit einem Lesegerät 105 für diese Kennzeichnungs- träger 103 ausgestattet. Eine Fahrbahn wird dabei, wie im Modellbau üblich, durch unterschiedliche Typen von Fahrbahnbauteilen 102 aufgebaut. Dabei handelt es sich z.B. um gerade Gleisstücke, Weichen, Kreuzungen usw. Die Steuerung ist aber
30 auch geeignet für Spielfahrzeuge, bei denen die Fahrbahn nicht durch gleisartige Spurführung gebildet wird, sondern bei dem die Spurführung durch z.B. ein in der Fahrbahn versenkt angeordnetes elektronisches bzw. ferromagnetisches Leitsystem gebildet wird.
•35
Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich möglich, einem Spielfahrzeug die Kennzeichnungsträger, insbesondere einen Transponder, zuzuordnen und eine Mehrzahl von Lesegeräten fahr- bahnseitig anzuordnen. Diese Lesegeräte sind bevorzugt in den Fahrbahnbauteilen integriert und stehen dabei mit den Schienen eines aufgebauten Gleissystems in elektrisch leitender Verbindung. Das Schienennetz dieses Gleissystems wird dabei als Zwei- drahtbus bzw. als Rückmeldebus zur übergeordneten Auswerteeinheit genutzt. Hierfür können Steuersignale auf die am Schienensystem anliegende Fahrspannung aufmoduliert werden. Wesentlich ist dabei, daß die Auswerteeinheit, insbesondere der Personal- Computer, beispielsweise über eine Schnittstellenkarte oder eine sonstige Adaptervorrichtung mit den Schienen in Verbindung steht. Vorzugsweise sollen die bei einer standardmäßigen Modellbahn vorhandenen Steuerungselemente, wie beispielsweise sogenannte Lokmäuse, Steuerpulte und dgl . weiterhin einsetzbar sein. Diese standardmäßigen Steuerungssysteme können dann zu- sätzlich oder alternativ zu den Eingabevorrichtungen zu der
Auswerteeinheit, welche beispielsweise durch eine herkömmliche Tastatur gebildet ist, benutzt werden können.
Wird von einem Spielfahrzeug eine neu aufgebaute Fahrbahn zum ersten Mal befahren, so ist es durch das Auslesen der typspezifischen Kennungen der Fahrbahnbauteile mit dem Lesegerät möglich, den gesamten Fahrbahnverlauf zu erfassen. Sind nämlich in der Auswerteeinheit zu jedem Typ eines Fahrbahnbauteils die entsprechenden geometrischen Daten bzw. die Richtungsinforma- tionen, wie in den Figurenbeschreibungen der Fig. 10 bzw. 11 ausgeführt, abgespeichert, so kann durch die Zuordnung von typspezifischen Geometriedaten zu individuellen Fahrbahnbauteilen der beim Vorbeifahren detektierten Abfolge von individuellen Kennungen ein virtuelles Bild der Fahrbahn erzeugt werden. Un- ter Einbeziehung der Informationen aus der Neigungsmessung mit dem Neigungssensor und der Streckenlängenmessung mit dem entsprechenden Streckenlängenmeßgerät am Spielfahrzeug kann durch entsprechende rechnerische Verknüpfung dieser Daten ein insgesamt dreidimensionales Bild des Fahrbahnverlaufes erzeugt wer- den. Auf diese Weise ist eine individuelle Kennzeichnung der Fahrbahnbauteile lediglich in dem in der Auswerteeinheit erzeugten virtuellen Bild des Fahrbahnverlaufes vorhanden. Die entsprechenden Daten können z.B. in einer Tabelle, in der einer individuellen Kennzeichnung eines Fahrbahnbauteiles die entsprechenden typspezifischen Kennungen und deren Geometrie bzw. Richtungsdaten zugeordnet sind, abgespeichert sein. In dieser Tabelle können einzelnen Fahrbahnbauteilen auch noch weitere Funktionen zugeordnet sein. Durch derartige Funktionen ist es möglich, für die Spielfahrzeuge einen realitätsnahen F hrbetrieb zu erreichen, indem einzelnen Streckenabschnitten bzw. Fahrbahnbauteilen, z.B. Fahrberechtigungen, Geschwindigkeits- vorgaben, Start/Stopp-Aufforderungen, Brems- und/oder Beschleu- nigungsaufgaben und dgl . zugewiesen werden.
Indem die Kennungen der Fahrbahnbauteile fortlaufend vom Lesegerät des Spielfahrzeuges in die Auswerteeinheit übertragen werden, kann die momentane Position des Spielfahrzeuges jeder- zeit festgestellt werden. Gleichzeitig können durch die vorgegebenen Funktionen die Bewegungen der Spielfahrzeuge auf der Fahrbahn bzw. relativ zu anderen Spielzeugbauteilen überwacht und beeinflußt werden. Durch die Erfassung des virtuellen Bildes in der Auswerteeinheit und die Bestimmung der Position der Spielf hrzeuge ist es somit auch möglich, durch einen Personal- Computer ein Fahrbahnbild auf einem Monitor darzustellen. Gleichzeitig ist es auch möglich, die Funktionszustände aller Bauteile bzw. die Funktionszustände des Spielfahrzeuges und dieses selbst realitätsnah darzustellen. Durch die Vergabe von Funktionen für Streckenabschnitte bzw. einzelne Fahrbahnbauteile können auch definierte Signalbilder bestimmt werden bzw. Lichtaktionen des Spielfahrzeuges ausgelöst werden. Durch die Steuerung mittels eines in der Auswerteeinheit abgelegten Pro- grammes ist es auch möglich, für die Spielfahrzeuge auf dem Fahrbahnverlauf einen zeitplangesteuerten Betrieb zu realisieren.
In einer möglichen Ausführungsvariante der Erfindung tragen die Fahrbahnbauteile nur Kennungen, die den Typ des Fahrbahnbau- teiles, nicht jedoch eine individuelle Kennung beinhalten. Wird in diesem Fall ein Spielfahrzeug, wie es häufig der Fall ist, von der Fahrbahn genommen und an einer völlig anderen Stelle wieder aufgesetzt, so stellt sich das Problem, daß für dieses Spielfahrzeug entsprechend der Auswertemδglichkeiten der Aus- werteeinheit zunächst nur der Typ des Fahrbahnbauteiles, auf dem sich das Spielfahrzeug befindet, bekannt ist, nicht jedoch die tatsächliche momentane Position auf dem entsprechenden in- dividuellen Fahrbahnbauteil. Die Identifizierung der tatsächlichen Position auf dem Fahrbahnverlauf kann sowohl halbautomatisch als auch automatisch erfolgen. Es kann nämlich einerseits der Bediener dem Spielfahrzeug seine tatsächliche Position über das Steuerprogramm am Personal-Computer anzeigen. Andererseits ist es möglich, das Spielfahrzeug aus der zunächst unbekannten Position anfahren zu lassen und programmgesteuert fortlaufend einen Vergleich der fortlaufend länger werdenden Abfolge von Kennungen der Fahrbahnbauteile mit dem in der Auswerteeinheit gespeicherten Muster der Abfolgen der Fahrbahnbauteile durchzu- führen. Die Anzahl der Möglichkeiten, die neue Abfolge erkannter Fahrbahnbauteile mit einzelnen Streckenabschnitten des bereits bekannten Fahrbahnverlaufes zur Deckung zu bringen, wird mit zunehmender Länge dieser Abfolge immer kleiner, bis es schließlich nur mehr eine Möglichkeit dafür gibt und somit die momentane Position des Spielfahrzeuges identifiziert ist.
In einer weiteren Ausführungsvariante ist es auch möglich, bei zumindest einem Typ eines Fahrbahnbauteiles auf die Anbringung eines Kennzeichnungsträgers zu verzichten. Dies ist jedenfalls bei Fahrbahnbauteilen der Fall, die für eine gerade Fahrtrichtung ausgebildet sind. Da alle anderen Typen mit einem Kennzeichnungsträger ausgestattet sind, ergibt sich die momentane Position des Spielfahrzeuges eindeutig aus der Kennung des zuletzt mit einem Kennzeichnungsträger ausgestatteten Fahrbahn- bauteils und der relativ dazu zurückgelegten Streckenlänge, die durch das Streckenlängenmeßgerät im Spielfahrzeug gemessen wird.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des Aufbaus des Spielzeuges dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 2; 3; 4, 5, 6, 7; 8, 9; 10, 11 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Bezugszeichenliste
1 Gleis
2 Transponder
3 Lokomotive
4 Antenne
5 Datenübertragungseinrichtung zur Rückmeldung
6 Empfangsgerät und Zentralspeicher
7 Monitor
8 drahtlose Übertragungsstrecke
101 Spielfahrzeug
102 Fahrbahnbauteil
103 Kennzeichnungsträger
104 Kennung
105 Lesegerät
106 Decoder
107 Datenübertragungseinrichtung
108 Übertragungsstrecke
109 Auswerteeinheit
110 Monitor
111 Richtungssensor
112 Neigungssensor
113 Streckenlängenmeßgerät 120 Gleis
121 Schiene
122 Schwelle
123 Gleisunterbau
124 Befestigungsvorrichtung
125 Abstand
126 Richtungskennzeichnungstrager

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen Modellbahnen und Modellzügen mit folgenden Schritten: - Anordnung eines typ- und/oder geometriespezifizierenden, kontaktlos lesbaren Speicherbausteins vorzugsweise zu jedem zu verbauenden Gleis, Gleisstück, Prellbock, Signal und/ oder Weiche, wobei jeder Speicherbaustein und damit jedes Gleis zusätzlich eine laufende Kennzeichnung aufweist und die Typ-, Geometrie- und Kennzeichnungsdaten im Speicherbaustein abgelegt sind;
Ausrüsten des rollenden Materials, vorzugsweise der gleis- gebundenen fahrbaren Maschinen, mit einem Speicherlesegerät sowie einer Datenübertragungseinrichtung zur Rückmeldung; - erstmaliges Befahren der Strecke und automatisches Erfassen sowie Erzeugen eines elektronischen Abbilds des Streckenaufbaus durch Lesen der Speicherinhalte aus den Speicherbausteinen der überfahrenen Gleise, Übertragen zu und Ablegen in einem Zentralspeicher, der insbesondere Bestand- teil eines Personal-Computers ist;
Zuweisen von Sonderfunktionen, wie insbesondere Berechtigungen, Geschwindigkeiten, Start-Stop- und/oder Brems- Beschleunigungs-Aufgaben hinsichtlich ausgewählter Gleise, Signale, Weichen und/oder Streckenabschnitte zum Ausführen des Bahnbetriebs;
Streckenbefahren und hierbei Ermitteln der jeweiligen momentanen Position der Bahn oder des Zuges durch Speicherbaustein-Lesen und Rückmeldung an den Zentralspeicher, wobei anhand vorgebbarer Aufgaben zur Durchführung des Bahnbe- triebs unter Berücksichtigung der Strecken- und der Geschwindigkeitsinformation sowie der Sonderfunktionen eine oder mehrere Maschinen selbsttätig kontrolliert und gesteuert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich mindestens beim Erstbefahren der Strecke Richtungs- wechsel mittels eines Sensors, vorzugsweise Magnetfeldsensors, erfaßt und übertragen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich mindestens beim Erstbefahren Änderungen in der vertikalen Streckenführung mittels eines Neigungssensors erfaßt und übertragen werden.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch laufende Erfassung der Orts- und Geschwindigkeitsdaten und Vergleich zu erwartender Daten nach der im Zentralspeicher abgelegten Streckenführung, so daß eine Havarie und/oder ein Fahrtrichtungswechsel erkennbar ist .
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend dem momentan befahrenen oder passierten Streckenabschnitt und/oder einer zugewiesenen Sonderfunktion Aktionen an definierten Punkten, insbesondere Geräusche, Zugdurchsagen oder dergleichen ausgelöst werden.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Monitorbild eines Personal-Computers das Gleisbild und die jeweiligen Funktionszustände mit Zugerkennung dargestellt werden, wobei das Abbild des Zuges vorzugsweise der realen Darstellung weitestgehend entspricht.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erreichen eines Gleisabschnitts mit einem definierten Signalbild eine Lichtaktion des Zuges oder der Maschine ausgelöst wird.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Positionserfassung der Bahnen und Züge ein Zeitplan- gesteuerter Betrieb erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückmeldung mit an sich bekannter Technik mittels Standard NMRA-DCC oder anderem Bus oder über eine drahtlose Verbindungsstrecke erfolgt.
10. Anordnung zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen
Modellbahnen und Modellzügen, umfassend folgende Mittel: mindestens einen kontaktlos lesbaren Speicherbaustein im oder am Gleis, Gleisstück, Prellbock, Signal und/oder Weiche oder dergleichen Einrichtung, wobei der im Speicher abge- legte Inhalt den jeweiligen Typ spezifiziert und eine eindeutige Individualkennzeichnung aufweist; mindestens ein Speicherlesegerät in dem rollenden Modell- material, insbesondere der elektrischen Maschine, welche eine Datenübertragungseinrichtung zur Weiterleitung der erfaßten Inhalte beim Überfahren oder Erreichen der Speicherbausteine besitzt, sowie eine übergeordnete zentrale Steuer- und Speichereinheit zur Positionsermittlung und Geschwindigkeitsbestimmung des rollenden Modellmaterials.
11. Gleis, Gleisstück oder Weiche zur Verwendung bei einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Transponder, in welchem mindestens die Typen- bzw. Geo- metriedaten des Gleises, Gleisstücks oder Weiche sowie eine Individualkennzeichnung abgespeichert sind.
12. Gleis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Transponder in die Bettung oder den Gleisunterbau eingebracht oder mit dieser bzw. diesem nur zerstörend trennbar verbunden ist .
13. Gleis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Individualkennzeichnung eine laufende, sich nicht wieder- holende Folge numerischer oder alphanumerischer Zeichen ist.
14. Gleis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometriedaten die Gleislänge, den Gleisradius, den Abzweigwinkel und/oder Abzweigradius, den Kreuzungswinkel und/oder den Radius des Stammgleises und des Abzweiggleises bei Bogenweichen umfassen.
15. Rollendes Material, insbesondere Lokomotive zur Verwendung bei einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Einheit zum Aktivieren und Scannen von Transponderinhalten sowie einen Decoder und eine Datenübertragungseinrichtung für die gescannten Informationen und/oder Daten.
16. Rollendes Material nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragungseinrichtung mit dem Decoder verbunden ist, welchem die gescannten Transponderinhalte zugeführt sind, wobei die Datenübertragungseinrichtung als drahtgebundene oder drahtlose Schnittstelle ausgeführt ist.
17. Rollendes Material nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch einen Sensor zur Erfassung von Änderungen der Bewegung der Lokomotive in vertikaler und/oder horizontaler Richtung.
18. Gleis nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Transponder eine Sende- und Empfangsantenne, eine Steuerlogik sowie einen Daten- und Energiespeicher aufweist, wobei die elektrische Betriebsenergie dem elektromagnetischen Feld entnommen wird, wenn der Transponder in den Bereich der Strahlung einer Transmitter-Antenne gelangt .
19. Verfahren zur Steuerung eines Spielzeuges mit zumindest ei- nem auf einer Fahrbahn verfahrbaren, spurgeführten Spielfahrzeug mit folgenden Schritten: a) Anordnung zumindest eines kontaktlos lesbaren Kennzeichnungsträgers (103) mit einer unverwechselbaren Kennung (104) an wenigstens einem der Spielzeugbauteile; b) Anordnung zumindest eines Lesegerätes (105) für den Kennzeichnungsträger (103) ; c) Aufbau einer Datenübertragungseinrichtung (107) zwischen dem Lesegerät (105) und einer Auswerteeinheit (109) ; d) Bewegung des Spielfahrzeuges (101) entlang einer Fahrbahn zur Relativbewegung zwischen zumindest einem Lesegerät (105) und zumindest einem Kennzeichnungsträger (103) ; e) automatisches Erfassen der Kennungen (104) der Kennzeichnungsträger (103) und Übermittlung der Kennungen (104) zur Auswerteeinheit (109) ; f) Zuweisen von Funktionen und/oder typspezifizierenden Daten zu den einzelnen Kennungen (104) ; g) Feststellung der jeweiligen momentanen Position der relativ zueinander bewegbaren Spielzeugbauteile, wobei anhand vorgebbarer Funktionen zumindest die Bewegung eines Spielzeugbauteils gegenüber anderen Spielzeugbauteilen überwacht und/oder beeinflußt wird.
20. Verfahren zur Positionsbestimmung eines Spielfahrzeuges und/oder zum Erfassen eines Fahrbahnverlaufes mit zumindest ei- nem auf einer Fahrbahn verfahrbaren, spurgeführten Spielfahrzeug mit folgenden Schritten: a) Anordnung zumindest eines kontaktlos lesbaren Kennzeichnungsträgers (103) mit einer unverwechselbaren Kennung (104) an wenigstens einem der Spielzeugbauteile; b) Anordnung zumindest eines Lesegerätes (105) für den Kenn- zeichnungsträger (103) ; c) Aufbau einer Datenübertragungseinrichtung (107) zwischen dem Lesegerät (105) und einer Auswerteeinheit (109) ; d) Bewegung des Spielfahrzeuges (101) entlang einer Fahrbahn zur Relativbewegung zwischen zumindest einem Lesegerät (105) und zumindest einem Kennzeichnungsträger (103) ; e) automatisches Erfassen der Kennungen (104) der Kennzeich- nungsträger (103) und Übermittlung der Kennungen (104) zur Auswerteeinheit (109) ; f) Zuweisen von Funktionen und/oder typspezifizierenden Daten zu den einzelnen Kennungen (104) ; g) Erstellung oder Berechnung eines den erfaßten Kennungen
(104) entsprechenden Abbildes der Fahrbahn und/oder der Relativposition des Spielfahrzeuges (101) und Ausgabe zumindest des gewonnen Fahrbahnabbildes und/oder der Relativposition des Spielfahrzeuges (101) auf einer Ausgabevorrichtung, insbesondere auf einem Monitor (110) der Auswerteeinheit (109) .
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch ein Befahren der Fahrbahn durch das Spielfahrzeug (101) unter Bewegung der Kennzeichnungsträger (103) und der Lesegeräte
(105) relativ zueinander und durch fortlaufendes Aufzeichnen der Kennungen (104) von den am Lesegerät (105) vorbeibewegten Kennzeichnungsträgern (103) .
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, gekennzeichnet durch eine Erfassung oder Messung von zurückgelegten Streckenlängen ausgehend vom sich bewegenden Spielfahrzeug (101) und Übermittlung der erfaßten Signale oder Werte zur Auswerteeinheit (109) .
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, gekennzeichnet durch eine wenigstens symbolische Darstellung des Fahrbahnbildes und der jeweiligen Funktionszustände sowie des Spiel- fahrzeuges (101) auf einem Monitorbild eines Personal-Computers .
24. Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine dem realen Bild weitestgehend entsprechende Darstellung zumindest des Spielfahrzeuges (101) .
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erreichen eines Streckenabschnittes mit einem definierten Signalbild eine Aktion des Spielfahrzeuges (101) ausgelöst wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß basierend auf der Positionserfassung der Spielfahrzeuge (101) ein zeitplangesteuerter Betrieb erfolgt.
27. Anordnung zur realitätsnahen, automatischen oder halbautomatischen Steuerung von spurgeführten Spielzeugen, insbesondere von elektromotorisch betriebenen Spielzeugen, umfassend fol- gende Mittel:
- mindestens einen kontaktlos lesbaren Kennzeichnungsträger (103) an einem Spielzeugbauteil, wie beispielsweise an einem Fahrbahnbauteil (102) oder Spielfahrzeug (101) oder dgl . , wobei die Kennung (104) des Kennzeichnungsträgers (103) den jewei- ligen Typ des Spielzeugbauteils spezifiziert;
- mindestens ein Lesegerät (105) in einem Spielzeugbauteil, insbesondere dem Spielfahrzeug (101) , das eine Datenübertragungseinrichtung (107) zur Weiterleitung der erfaßten Inhalte beim Überfahren oder Erreichen der Kennzeichnungsträger (103) umfaßt oder mit dieser verbunden ist, sowie
- eine übergeordnete zentrale Auswerteeinheit (109) zur Positionsermittlung und/oder Geschwindigkeitsbestimmung der Spiel- fahrzeuge (101) relativ zu dessen Fahrbahn.
28. Anordnung zur realitätsnahen, automatischen oder halbautomatischen Steuerung von spurgeführten Spielzeugen, insbesondere von elektromotorisch betriebenen Spielzeugen, umfassend folgende Mittel : - mindestens einen kontaktlos lesbaren Kennzeichnungsträger (103) in den Fahrbahnbauteilen (102) mit Ausnahme der für eine gerade Fahrtrichtung ausgebildeten Fahrbahnbauteile (102) , wobei die Kennung (104) des Kennzeichnungsträgers (103) den je- weiligen Typ des Fahrbahnbauteils (102) spezifiziert;
- mindestens ein Lesegerät (105) für die Kennzeichnungsträger (103) in dem Spielfahrzeug (101) ;
- mindestens ein Streckenlängenmeßgerät (113) in dem Spielfahrzeug (101) ; - eine Datenübertragungseinrichtung (107) in dem Spielfahrzeug (101) zur Weiterleitung der erfaßten Kennungen (104) und Streckenlängen, sowie
- eine übergeordnete zentrale Auswerteeinheit (109) zur Positionsermittlung und/oder Geschwindigkeitsbestimmung der Spiel- fahrzeuge (101) .
29. Fahrbahnbauteil für spurgeführte Spielfahrzeuge (101), insbesondere zur Verwendung bei einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kennzeich- nungsträger (103) mit einer Kennung (104) , aus der zumindest die Typendaten des Fahrbahnbauteils (102) ableitbar oder durch welche der jeweilige Typ eindeutig definiert ist, ausgebildet ist .
30. Fahrbahnbauteil nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Kennzeichnungsträger (103) mit einem dem Fahrbahnbauteil (102) zuordenbaren Spielzeugbauteil, beispielsweise einem Modellbaum, einem Modellstein, einer Leiteinrichtung oder dgl . verbunden ist oder mit einem mit dem Fahrbahnbauteil (102) in Verbindung stehenden Teil verbunden ist.
31. Fahrbahnbauteil nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Kennzeichnungsträger (103) nur zerstörend trennbar mit diesem verbunden ist .
32. Fahrbahnbauteil nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Kennzeichnungsträger (103) relativ zum Fahrbahnbauteil (102) , insbesondere der Abstand (125) zu den stirnseitigen Endbereichen, typspezifisch einheitlich ist .
33. Fahrbahnbauteil nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennung (104) für einen Typ eines Fahrbahnbauteils (102) durch eine Folge numerischer oder alphanumerischer Zeichen codiert ist.
34. Fahrbahnbauteil nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß den Kennungen (104) Geometriedaten, wie
Längen und/oder Radien und/oder Abzweigwinkel und/oder Abzweigradien und/oder Kreuzungswinkel und/oder Neigungswinkel, zugeordnet sind.
35. Fahrbahnbauteil nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennung (104) für einen Typ eines Fahrbahnbauteils (102) ein elektrisch und/oder magnetisch detek- tierbares Merkmal ist.
36. Fahrbahnbauteil nach einem der Ansprüche 29 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Kennzeichnungsträger (103) eine Sende- und Empfangsantenne, eine Steuerlogik sowie einen Daten- und Energiespeicher aufweist, wobei die elektrische Betriebsenergie dem elektromagnetischen Feld entnommen wird, wenn der Kenn- zeichnungsträger (103) in den Bereich einer emittierten Strahlung eines Lesegeräts (105) gelangt.
37. Fahrbahnbauteil nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennung (104) für den Typ eines Fahr- bahnbauteils (102) ein optisch detektierbares Merkmal, insbesondere ein nur unter UV-Licht sichtbarer Barcode, ist.
38. Fahrbahnbauteil nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die typspezifische Kennung (104) eines Fahrbahnbauteils (102) ein durch Ultraschallabtastung detektierbares Merkmal ist.
39. Fahrbahnbauteil nach einem der Ansprüche 29 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest zwei voneinander distanzierten Enden je ein Kennzeichnungsträger (103) mit einer das Ende identifizierenden Kennung (104) ausgebildet ist.
40. Fahrbahnbauteil nach einem der Ansprüche 29 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß ein Richtungskennzeichnungstrager (126) , aus dem die räumliche Lage des Spielzeugbauteils detektierbar ist, ausgebildet ist.
41. Spielfahrzeug, insbesondere zur Verwendung bei einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Lesegerät (105) zum Erfassen von Fahrbahnbauteilen (102) zugeordneten Kennungen (104) sowie eine Daten- Übertragungseinrichtung (107) für die erfaßten Informationen und/oder Daten umfaßt .
42. Spielfahrzeug nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Lesegerät (105) eine beschränkte räumliche Reichweite zum Lesen der Kennzeichnungsträger (103) aufweist.
43. Spielfahrzeug nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, daß das Lesegerät (105) mit einer räumlichen Reichweite für eine Auslesung der Kennzeichnungsträger (103) im Be- reich von 0 mm bis 50 mm, bevorzugt von 0 mm bis 30 mm ausgebildet ist .
44. Spielfahrzeug nach einem der Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragungseinrichtung (107) beim Aufsetzen auf die Fahrbahn, insbesondere auf die Schienen eines Gleissystems, mit dieser in elektrisch leitender Verbindung steht .
45. Spielfahrzeug nach einem der Ansprüche 41 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragungseinrichtung (107) mit einem Decoder (106) , der insbesondere als Codier- /Decodierschaltung oder eine Modulator-/Demodulatorschaltung ausgebildet ist, verbunden ist oder diesen umfaßt, wobei die Datenübertragungseinrichtung (107) mit Schleifkontakten zur Bildung einer drahtgebundenen oder mit einer Antenne zur Bildung einer drahtlosen Übertragungsstrecke (108) verbunden ist.
46. Spielfahrzeug nach einem der Ansprüche 41 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor zur Erfassung der Bewegungen des Spielfahrzeuges (101) in vertikaler und/oder horizontaler Richtung ausgebildet ist.
47. Spielfahrzeug nach einem der Ansprüche 41 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß ein Neigungssensor (112) ausgebildet ist.
48. Spielfahrzeug nach einem der Ansprüche 41 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß ein Streckenlängenmeßgerät (113) ausgebil- det ist .
PCT/EP2001/005038 2000-05-05 2001-05-04 Verfahren zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen steuerung von gleisgeführten spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen modellbahnen und modellzügen, anordnung zur durchführung eines solchen verfahrens, gleise, gleisstücke oder weichen zur verwendung bei einem verfahren Ceased WO2001087444A2 (de)

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US10/258,573 US6908066B2 (en) 2000-05-05 2001-05-04 Method and apparatus for automatic and semi-automatic control of track-guided toys and model vehicles
EP01936323A EP1280589A2 (de) 2000-05-05 2001-05-04 Verfahren zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen steuerung von gleisgeführten spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen modellbahnen und modellzügen, anordnung zur durchführung eines solchen verfahrens, gleise, gleisstücke oder weichen zur verwendung b

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015110395A1 (de) * 2014-01-27 2015-07-30 Modelleisenbahn Gmbh Verfahren und anordnung zur steuerung von gleisgeführten spielzeugen
US20230043315A1 (en) * 2019-12-20 2023-02-09 Excellency Kristiansen Methods and devices for determination of position and control of location-based behaviour on a model railroad

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7027612B2 (en) * 2001-10-05 2006-04-11 Digimarc Corporation Marking physical objects and related systems and methods
FR2848872B1 (fr) * 2002-12-18 2005-05-27 Wany Sa Procede de pilotage d'objets mobiles, notamment des voitures miniatures, mettant en oeuvre un processus de guidage a plusieurs voies et systeme utilisant un tel procede
US7387559B2 (en) * 2003-11-17 2008-06-17 Mattel, Inc. Toy vehicles and play sets with contactless identification
US8154227B1 (en) 2003-11-26 2012-04-10 Liontech Trains Llc Model train control system
US8013550B1 (en) * 2003-11-26 2011-09-06 Liontech Trains Llc Model train remote control system having realistic speed and special effects control
EP1555054A1 (de) * 2004-01-15 2005-07-20 Esu Ag Verfahren zum Steuern einer elektrischen Modellbahn sowie Decoder und Zentraleinheit zur Durchführung des Verfahrens
US7117799B2 (en) * 2004-06-09 2006-10-10 Texas Instruments Incorporated Overhead material handling system and track block
US7199883B1 (en) 2005-04-18 2007-04-03 Union Switch & Signal, Inc. System and method for sensing position of a vehicle
DE102006023131B4 (de) * 2006-05-17 2017-02-02 Stadlbauer Marketing und Vertrieb GmbH Verfahren zum Schalten von Weichen in einem digitalen Steuersystem für spurgeführte Fahrspielzeuge
DE102007006311A1 (de) * 2007-01-30 2008-07-31 Gebrüder Märklin & Cie. GmbH Steuergerät zum Steuern einer elektrischen Modellbahn
US20080195724A1 (en) * 2007-02-14 2008-08-14 Gopinath B Methods for interactive multi-agent audio-visual platforms
US7937246B2 (en) 2007-09-07 2011-05-03 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Vertical track modulus trending
US8868220B2 (en) * 2007-07-16 2014-10-21 Crucs Holdings, Llc Systems and methods for automatically changing operational states of appliances
US9076331B2 (en) * 2007-07-16 2015-07-07 Crucs Holdings, Llc System and method to monitor vehicles on a roadway and to control driving restrictions of vehicle drivers
US8977407B2 (en) * 2009-05-27 2015-03-10 Honeywell International Inc. Adaptive user interface for semi-automatic operation
US10188958B2 (en) * 2009-05-28 2019-01-29 Anki, Inc. Automated detection of surface layout
US9155961B2 (en) 2009-05-28 2015-10-13 Anki, Inc. Mobile agents for manipulating, moving, and/or reorienting components
EP2786791A3 (de) 2009-05-28 2015-01-07 Anki, Inc. Verteiltes System aus autonom gesteuerten Mobilagenten
US8751045B2 (en) * 2010-07-29 2014-06-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method of monitoring an environmental parameter along a predetermined route
DE202010011318U1 (de) * 2010-08-12 2011-11-14 Amusys Amusement Systems Electronics Gmbh Vorrichtung zur Erfassung, Überwachung und/oder Steuerung von Rennfahrzeugen
WO2012154853A2 (en) 2011-05-09 2012-11-15 Build-A-Bear Workshop, Inc. Point-of-sale integrated storage devices, systems for programming integrated storage devices, and methods for providing custom sounds to toys
US8393100B1 (en) * 2011-12-06 2013-03-12 John T. Hrehoriak Holiday display
DE202012000819U1 (de) * 2012-01-27 2012-03-06 Gebr. Faller GmbH Fabrik für Qualitätsspielwaren System zum Betrieb von Modellfahrzeugen und Modellfahrzeug dafür
US9072973B2 (en) 2012-05-31 2015-07-07 Build-A-Bear Workshop, Inc. Interactive play station
WO2014088627A1 (en) * 2012-11-04 2014-06-12 Board Of Regents Of The University Of Nebraska System for imaging and measuring rail deflection
US9045151B2 (en) * 2013-06-18 2015-06-02 Tech4U Dynamics Inc. Track barcode systems for railroad management
JP6072307B2 (ja) 2014-01-09 2017-02-01 三菱電機株式会社 列車位置検知装置
US9437124B1 (en) * 2014-10-31 2016-09-06 John T. Hrehoriak Flying decoration
US9996369B2 (en) 2015-01-05 2018-06-12 Anki, Inc. Adaptive data analytics service
US10905932B2 (en) 2015-01-06 2021-02-02 Trackpacer LLC Track-runner pacing system with moving light
US9308902B1 (en) * 2015-03-02 2016-04-12 General Electric Company System and method for controlling a vehicle system to avoid destructive resonance
US10343075B2 (en) * 2015-03-06 2019-07-09 Oceaneering International, Inc. Bubble logic for ride vehicle control
KR102502235B1 (ko) 2015-07-16 2023-02-21 삼성전자주식회사 물류 모니터링 시스템 및 이의 동작 방법
CN106274972B (zh) * 2016-08-25 2018-08-14 北京京天威科技发展有限公司 一种峰尾平面调车车列推进作业时的领车设备和领车方法
US10652719B2 (en) 2017-10-26 2020-05-12 Mattel, Inc. Toy vehicle accessory and related system
US10425158B2 (en) * 2017-11-21 2019-09-24 Hak Seo Oh Apparatus for controlling line guide of automated material handling system and method thereof
US11590430B2 (en) * 2018-01-27 2023-02-28 Richard C. Farewell, JR. Analog DC model train system and method of use
US11471783B2 (en) 2019-04-16 2022-10-18 Mattel, Inc. Toy vehicle track system
KR102099081B1 (ko) * 2019-06-11 2020-04-09 정경미 스토리가 결합된 시간간격 장치
US20210138356A1 (en) * 2019-11-08 2021-05-13 James Bevan LEWIS Led scene controller for a model train system and related methods
JP2022092851A (ja) * 2020-12-11 2022-06-23 株式会社アガツマ 軌道装置及び走行体

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4445640C2 (de) 1994-12-21 1997-03-27 Hubert Dipl Ing Bauer Anordnung zum Bestimmen der Gleisbelegung von Gleisabschnitten einer Modelleisenbahnanlage
DE19604154A1 (de) 1996-02-06 1998-02-05 Nils Graef ARGOS ist ein bidirektionaler Zwei-Leiter-Bus zur Rückmeldung von Streckendaten über den Stromverbrauch, die eine Infrarot-Reflex-Lichtschranke aus der Zählung der Schwellen ermittelt
DE19622132A1 (de) 1996-06-01 1997-12-04 Josef Duell Steuersystem für Modellbahnen
DE19704766A1 (de) 1997-02-08 1998-08-13 Matthias Weindler Gleisbesetztmeldung für Modelleisenbahnen aller Spurweiten
DE19822114C1 (de) * 1998-05-08 1999-12-30 Siemens Ag Anordnung zum Übertragen eines Sendesignals von einem Sender zu einem Schienenfahrzeug zur Ortung und Informationsübermittlung
US6220552B1 (en) * 1999-07-15 2001-04-24 Anthony John Ireland Model railroad detection equipment
DE19938909A1 (de) 1999-08-13 2000-03-30 Jegorow Detlev Schaltung zum Selektivenschalten von Geräten (Schaltstellen) z.b. auf einer digitalen Modellbahnanlage
US6456937B1 (en) * 1999-12-30 2002-09-24 General Electric Company Methods and apparatus for locomotive tracking
FR2819772B1 (fr) * 2001-01-22 2004-05-28 Alstom Dispositif et procede pour la localisation ponctuelle d'un vehicule ferroviaire le long d'une voie ferree equipee de balises et antenne destinee a equiper un tel dispositif
US6513763B1 (en) * 2002-01-03 2003-02-04 Anthony John Ireland Mode-conversion method for model railroad decoders

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015110395A1 (de) * 2014-01-27 2015-07-30 Modelleisenbahn Gmbh Verfahren und anordnung zur steuerung von gleisgeführten spielzeugen
DE102015000702A1 (de) 2014-01-27 2015-08-13 Modelleisenbahn Gmbh Verfahren und Anordnung zur Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen
US20230043315A1 (en) * 2019-12-20 2023-02-09 Excellency Kristiansen Methods and devices for determination of position and control of location-based behaviour on a model railroad

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Publication number Publication date
EP1280589A2 (de) 2003-02-05
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