CN103492969B - 具有能在地面上行驶的车辆的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种系统、尤其是设备，具有能在地面上行驶的车辆，其中，所述车辆具有RFID阅读器，所述阅读器与天线SL连接，其中在天线SL进入到一在地面敷设的、与静止设置的RFID应答器尤其是RFID标签相连接的天线的耦合区域中时能由阅读器读出储存在应答器中的数据，其中，一个或多个永磁体设置在地面上，尤其是固定连接在地面中，所述车辆具有用于检测磁场方向的传感器。

Description

具有能在地面上行驶的车辆的系统
技术领域
本发明涉及一种系统、尤其是设备，其具有能在地面上行驶的车辆。
背景技术
已知的是，通过RFID阅读器读出储存在应答器中的数据。
发明内容
因此本发明的目的是，改进一种具有能在地面上行驶的车辆的系统、尤其是设备，其中要能改进导航。
该目的根据本发明通过按照在权利要求1中给出的特征所述的、具有能在地面上行驶的车辆的系统、尤其是设备得以实现。
本发明在具有能在地面上行驶的车辆的系统、尤其是设备方面的重要特征是，所述车辆具有RFID阅读器，该阅读器与一天线SL连接，其中，在天线SL进入到一敷设在地面的、与静止设置的RFID应答器——尤其是RFID标签——连接的天线的耦合区域中时能由阅读器读出储存在应答器中的数据，其中，一个或多个永磁体设置在地面上，尤其是固定连接在地面中，所述车辆具有用于检测磁场方向的传感器。
在此优点是，利用应答器能确定车辆的位置并且利用磁场能确定车辆的行驶方向。因此能确定车辆的取向和位置，即全部空间方位的位置信息。
因为可以使用简单且成本有利的永磁体，因此同样也能以简单的方式确定车辆的方位、进而行驶方向。
在一有利的设计方案中，在地面上静止地设置——尤其是在地面敷设——有多个RFID应答器、尤其是RFID标签，其分别具有连接的天线，由此能使与阅读器连接的车辆天线SL进入到耦合区域中。在此优点是，利用应答器能传输并进而以简单的方式检测关于位置的信息。此外还能将应答器中的其它数据传输到车辆上。
在一有利的设计方案中，所述永磁体这样布置，使得由该永磁体或这些永磁体产生的磁场在多个耦合区域中具有相同的方向，尤其是其中，所述耦合区域直线状地排列成行。在此优点是，唯一的永磁体能用于多个耦合区域，并因此能以简单的方式实现方向检测。
在一有利的设计方案中，一另外的应答器具有天线S0，其耦合区域包括或者至少部分地包括所述多个应答器的耦合区域。在此优点是，能储存大的数据量，其中，所属的应答器能用于多个耦合区域。也即同样的数据可储存用于相属的耦合区域。
在一有利的设计方案中，所有永磁体这样布置，使得在耦合区域中由永磁体产生的磁场总是具有相同的方向，和/或在各应答器中不仅储存关于位置的信息，而且也储存关于与应答器天线耦合区域相关联的磁场方向的信息，并且这些信息能由阅读器读出。在此优点是，能读出其它信息。例如是这样的信息——如对于车辆的行驶指令或命令。此外，如果阅读器也能作为写入器运行，那么信息能储存在应答器中以用于后面的车辆。
在一有利的设计方案中，在所述另外的应答器中储存有、能储存和能读出与应答器的位置无关的信息，尤其是其中，这些信息包括用于后面车辆的指令。在此优点是，能由前面行驶的车辆储存用于后面车辆的指令。
在一有利的设计方案中，所述传感器包括霍尔传感器和/或维甘德传感器，尤其由此能检测横穿传感器的感测范围的磁场的方向。在此优点是，能检测车辆的行驶方向即方位。
在一有利的设计方案中，所述天线SL设计为平面绕组，其中所述平面与敷设在地面的应答器的天线所在的平面平行和/或间隔开。在此优点是，敷设在地面的部件能由车辆驶过，并且传感器能设置在地面上方的高度处。
在一有利的设计方案中，所述RFID阅读器是RFID写/读器，即设计为适用于发送和选择性地接收数据。在此优点是，数据不仅能由应答器读出，而且也能传输并因此能储存在应答器的储存器中、尤其是下述这样的应答器的储存器中：该应答器的配属于其天线S0的耦合区域包括或者至少部分地包括多个耦合区域。
在一有利的设计方案中，所述耦合区域是感应耦合的区域，尤其是由于天线SL通过使车辆到达合适的位置的方式而能与应答器天线感应耦合。在此优点是，不发生远距离传输，而是应答器的位置信息只能在围绕应答器天线的窄的空间区域中——即在其耦合区域中——实现感应耦合，并因此只能在这个空间区域中传输位置信息。因此能防止在确定位置时的误差。
在一有利的设计方案中，所述由永磁体产生的磁场在耦合区域中至少十倍、尤其至少百倍地强于其余的背景场、尤其是地磁场。在此优点是，利用永磁体能抑制背景场并且能达到高的信噪比。
在一有利的设计方案中，在地面中敷设有初级导体，车辆的次级绕组感应耦合在该初级导体上，用以感应地为车辆供电，其中，所述应答器天线分别具有第一分绕组和另一分绕组，所述第一分绕组和另一分绕组具有这样的缠绕面积、这样的卷绕方向和这样的绕组匝数，使得由初级导体在这些分绕组中感生出的电压在数值上相等并且相互抵消，尤其是其中，所述初级导体这样远地与敷设在地面的天线的耦合区域间隔开，使得由初级导体产生的磁场基本上是均匀的。在此优点是，尽管出现了由初级导体的强电流引起的磁场，对于车辆而言仍然能应用感应供电。但是因为应答器的天线和阅读器的天线分别由分绕组组成，在所述分绕组中感生出的电压数值相等、但方向相反，因此能抑制初级导体电流的效果并且能不受干扰地执行数据传输。但是为此阅读器的天线必须这样定位在相应应答器天线的耦合区域中，使得应答器天线的第一分绕组与阅读器天线的第一分绕组耦合。此外应答器与阅读器的另外的天线同样也必须相互耦合。
其它优点由从属权利要求给出。本发明不局限于权利要求的特征组合。对于本领域技术人员而言尤其可以由任务提出和/或通过与现有技术比较而提出的任务而给出权利要求和/或各个权利要求特征和/或说明书特征和/或附图特征的其它合适的组合可能性。
附图说明
下面借助于示意图详细说明本发明：
在图1中示出根据本发明的第一实施例，其中永磁体在RFID应答器的区域中静止地设置在被车辆驶过的面积上。
在图2中示出根据本发明的第二实施例，其中永磁体与图1相比以转了90°的方式设置。
在图3中示出在到达应答器天线S0时车辆的位置。
在图4中示出在车辆M的天线SL的区域中的、车辆M的传感器H。
在图5中示出车辆的行驶方向，该车辆遇到应答器T0的第一天线并且之后遇到应答器T0的平行移位设置的另一天线S0，其中，在车辆M进入到第一天线S0的范围中时确定车辆的位置和方向，并且与此相关地执行方向变换，由此使车辆到达另一天线的范围并且在那里到达另一应答器区域中所期望的位置。
具体实施方式
如图1中所示，在设备的地面上设置有永磁体，其中永磁体相互平行地取向。
此外RFID应答器T0配备有纵向延伸敷设的天线S0，在其区域中设置有其它RFID应答器T1、T2、T3、T4、T5，它们具有各自的天线S1、S2、S3、S4、S5。
相互平行的永磁体在一设置在地面上方的平面中产生基本上方向相同的磁场，由此在该平面中在应答器的天线S1、S2、S3、S4、S5的范围中产生所标出的磁场方向。所述平面优选地与地面稍微隔开并且平行于地面。
可在地面上行驶的车辆M具有RFID阅读器，该阅读器具有天线SL，在其区域中、尤其是在其缠绕的面积中设置有磁传感器H、尤其是霍尔传感器或者GMR传感器。
因此在车辆的天线SL进入到一在其中能够在阅读器与在地面敷设的应答器T1、T2、T3、T4或T5之间传输数据的空间区域中时，不仅能利用读出这个应答器实现位置确定，而且能借助检测磁场、尤其是确定由永磁体产生的磁场方向而实现确定车辆M的取向。
此外由阅读器也能读出应答器T0的更大的数据量，该应答器用于储存大的数据量。
通过这种方式也就在天线SL进入到与应答器T3的天线S3的耦合区域中时能从应答器数据读出关于所到达的位置的信息，利用传感器H能确定车辆的方向，并且利用数据传输能读出应答器T0的其它数据。如果车辆的天线SL到达其它应答器T1、T2、T4或T5的位置，则也能读出所述其它数据。
车辆具有转向装置，因此能根据所确定的行驶方向和新确定的目标位置控制方向变换。
在到达根据图1的平行移位地设置在地面上的另一区域时，通过那里的应答器(T1、T2、T3、T4或T5)又能够确定新的位置并且能够从那里的新的应答器T0读出数据。此外又能够确定行驶方向和与此相关地控制新的行驶方向。因此也就能够实现在地面上的导航，而车辆无需具有导航系统或类似系统。
与图1不同，在图2中磁场方向在天线S0的区域中转了90°。
耦合区域指的是在各发送装置的有效范围中的这样的空间区域，在该空间区域中能执行在阅读器的天线S0与应答器之一的天线(S1、S2、S3、S4、S5)之间的数据传输。因此这个空间区域取决于发送功率和接收器的灵敏度。耦合区域优选是感应耦合的区域，由此通过天线的感应耦合实现数据传输——但是不通过远距离传输。也即有效距离仅略大于发送器的天线。因此能够实现精确的位置确定，其中，精度相应于在空间区域的数量级上的分辨率。
在其它根据本发明的实施例中，代替阅读器使用写/读器，由此也能将数据从车辆传输到应答器例如T0，并且能储存在那里。因此数据例如对于后面的车辆的行驶命令也能储存在应答器T0中，并且能传输到后面的车辆上。
附图标记列表：
T0用于数据储存的应答器
T1、T2、T3、T4、T5用于定位标记的应答器
S0应答器T0的天线
S1、S2、S3、S4、S5各个应答器T1、T2、T3、T4、T5的天线
N永磁体的北极
S永磁体的南极
M移动单元，即车辆
SL车辆M的RFID阅读器的天线
H磁传感器，尤其是霍尔传感器或者GMR传感器
┄＞磁场线
→行驶方向

Claims (19)

1.一种具有能在地面上行驶的车辆的系统，其中，所述车辆具有RFID阅读器，所述阅读器与一天线SL连接，其中，在所述天线SL进入到一在地面敷设的、与静止设置的RFID应答器相连接的天线的耦合区域中时能由所述阅读器读出储存在所述应答器中的数据，其中，一个或多个永磁体设置在地面上，所述车辆具有用于检测磁场方向的传感器，
其中，在地面上静止地设置有多个RFID应答器，所述应答器分别具有所连接的天线，由此能使车辆的与阅读器连接的天线SL进入耦合区域中，
一另外的应答器具有天线(S0)，该另外的应答器的耦合区域包括或者至少部分地包括所述多个RFID应答器的耦合区域。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述RFID应答器是RFID标签。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述永磁体固定连接在地面中。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个RFID应答器敷设在地面上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述永磁体设置成，使得由所述永磁体产生的磁场在多个耦合区域中具有相同的方向。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述耦合区域直线地排列成行。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，
所有永磁体设置成，使得在各耦合区域中，由永磁体产生的磁场总是具有相同的方向，
和/或
在各应答器中不仅储存关于位置的信息，而且也储存关于与应答器天线耦合区域相关联的磁场方向的信息，并且这些信息能由阅读器读出。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，在所述另外的应答器中储存有、能储存和能读出与应答器的位置无关的信息。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述与应答器的位置无关的信息包括用于后面的车辆的指令。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述传感器包括霍尔传感器和/或维甘德传感器，由此能检测横穿传感器的感测区域的磁场的方向。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述天线SL设计为平面绕组，其中，该平面与包括在地面敷设的应答器的天线的平面平行和/或间隔开。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述RFID阅读器是RFID写/读器，即设计为适于发送和选择性地接收数据。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述耦合区域是感应耦合的区域，天线SL能通过使车辆到达合适的位置而与应答器的天线感应耦合。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，由永磁体产生的磁场在耦合区域中至少十倍地强于其余的背景场。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，由永磁体产生的磁场在耦合区域中至少百倍地强于其余的背景场。
16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，其余的背景场是地磁场。
17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，其余的背景场是地磁场。
18.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，
在地面中敷设有初级导体，车辆的次级绕组感应地耦合在该初级导体上，用以感应地为车辆供电，
其中，所述应答器的天线分别具有第一分绕组和另一分绕组，所述第一分绕组和另一分绕组所具有的缠绕面积、卷绕方向和绕组匝数使得由初级导体在这些分绕组中感生出的电压在数值上相等并且相互抵消。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述初级导体这样远地与在地面敷设的天线的耦合区域间隔开，使得由初级导体产生的磁场基本上是均匀的。
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