DE10148976A1

DE10148976A1 - Transpondergestütztes Fahrzeug- und Transportleitsystem

Info

Publication number: DE10148976A1
Application number: DE10148976A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2003-04-30

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Fahrzeug- und Transportleitsystem, bestehend aus einem Sende- und Empfangsgerät im Fahrzeug und aus einer quasi endlosen Transpondersequenz in der Fahrbahn. Die Transponder, im wesentlichen bestehend aus einer Antenne und einem Halbleiterchip, sind mehrfach nicht flüchtig beschreibbar und beliebig oft auslesbar. In den Transpondern werden die zur mannlosen Fahrzeugsteuerung notwendigen Daten, insbesondere die Ortsinformation desselben sowie Fahrwegeigenschaften gespeichert. Diese werden beim Überfahren der Transponder durch das Fahrzeug ausgelesen und zur Steuerung desselben verwendet. Die Transponder funktionieren ohne eigene Stromversorgung und sind kostengünstig herstellbar.

Description

Im Stand der Technik sind Fahrzeugleitsysteme auf der Basis von Schienen, Seilzügen, Fahrbahnmarkierungen, in die Fahrbahn integrierte stromdurchflossene Leiter basierend auf magnetischer Induktion, sattelitengestützte und laseroptische Verfahren in unterschiedlichster Form dokumentiert.
In DE 31 07 077 C2 ist ein Fahrzeugleitsystem beschrieben. Dieses basiert auf in die Fahrbahn integrierte Führungsleiter, welche mittels Detektoren im Fahrzeug abgetastet wird. Über ein HF-Induktionsfeld wird das Fahrzeug anhand dieses Leiters, der an einer Stelle mit Energie versorgt wird, geführt.
In DE 40 13 168 C2 wird ein Fahrsteuerverfahren und Fahrsteuereinrichtung für ein Mobilroboter beschrieben. Hier werden den Mobilrobotern die Daten über deren Verfahrweg über eine zentrale Funkeinrichtung übertragen.
In der Patentschrift DE 41 33 533 A1 wird ein Verfahren zur Ist-Lage-Erfassung von landgebundenen Fahrzeugen, insbesondere von mobilen Robotern, von Gabelstablern und dergleichen und Lageerfassungssystem zur Durchführung eines solchen Verfahrens beschrieben. Grundlage dieses Verfahrens ist die Unterstützung der odometrischen Navigation durch kuppelnde Verfahren basierend auf ortsfesten Stützpunkten.
Die Patentschrift DE 34 90 712 C2 legt ein Fahrzeugleitsystem basierend auf einer Kopppelnavigation und die dazu erforderlichen Komponenten dar.
In der Patentschrift DE 195 47 574 A1 wird ein Verfahren für ein Fahrzeugleit- und Informationssystem dokumentiert. Dazu werden mittels eines Funkübertragungssystems Daten sowie verkehrsrelevante Informationen an das Fahrzeug übermittelt. Im Fahrzeug werden diese Daten in Echtzeit verarbeitet und daraus die Fahrzeugposition errechnet und im Fahrzeugangezeigt.
In der Patentschrift DE 197 29 008 A1 wird ein Fahrzeugbewegungssystem beschrieben welches Geschwindigkeit und Passierdaten eines vorausfahrenden Fahrzeugs einer in einer Strassenoberfläche angeordneten Elektrowellenmakierung übermittelt. Diese Daten werden dem nachfolgenden Fahrzeug, wenn dieses die Markierung überfährt, mitgeteilt. Weiterhin erhält das Fahrzeug bei Überfahren der Makierung Daten aus einer Steuerzentrale über Verkehrsstaus. Aus diesen Daten kann das Fahrzeug seinen Fahrbetrieb abhängig von den Verkehrsdaten steuern.
In DE 35 36 974 wird ein Fahrzeugleitsystem beschrieben, welches mit Hilfe eines im Bereich der Fahrbahn angebrachten Laserleitstrahles und im Fahrzeug integrierte optische Sensoren die Position des Fahrzeuges in Bezug auf den Leitstrahl und damit zur Fahrbahn ermittelt.
In DE 299 07 911 U1 wird ein Fahrer- und Fahrzeugleitsystem beschrieben welches auf in die Leitplanken integrierten Reflektoren beruht.

Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Leitsystem welches in ein Fahrzeug oder eine beliebige fahrende Transporteinrichtung integrierte Sende- und Empfangsgeräte enthält. Diese Sende und Empfangsgeräte sind in der Lage über eine kurze Reichweite bis typisch 10 m ein hochfrequentes Signal zu senden und zeitgleich zu empfangen. Aufgrund der hohen Trägerfrequenz ist eine relativ hohe Datenübertragungsrate möglich, wodurch eine ausreichende Informationsmenge schnell übertragen werden kann.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Leitsystem welches in die Fahrbahnoberfläche eingefügte oder auf diese aufgebrachte Transponder enthält. Diese Transponder sind in einem Abstand in der Grössenordnung von deren Reichweite bis typisch 10 m in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet.
Eine Eigenschaft dieser Tranponder ist es, dass sie im wesentlichen aus einer Antenne und einem Halbleiterbauelement bestehen. Im nichtflüchtigen Speicher dieses Transponders werden die Daten seiner Ortskordinaten auf der Fahrbahn bzw. Strasse hinterlegt. Zusätzlich werden im Speicher Informationen über den Kurvenradius, über die zulässige Höchstgeschwindigkeit und über die Fahrbahnsteigung hinterlegt. Eine weitere besondere Eigenschaft dieser Transponder ist es, das der Speicher mehrfach beschrieben, beliebig oft ausgelesen werden kann und ohne eigene Energieversorgung auskommt.
Beim Überfahren des Fahrzeuges erhält dieses nach Senden einer Anfrage an den jeweiligen Transponder unmittelbar eine Auskunft über die Ortkoordinaten des Transponders nach Längen- und Breitengrad. Aus diesen Informationen wird im Fahrzeug die Position desselben errechnet und mit einer im Fahrzeug hinterlegten Strassenkarte in Datenform ortssynchronisiert.
Darüber hinaus erhält das Fahrzeug Fahrbahnspezifische Daten. Diese Daten in Verbindung mit den Ortskoordinaten können so aufbereitet werden, dass eine mannlose Führung des Fahrzeuges ermöglicht wird.
Weiterhin werden die in der Fahrbahn eingefügten Transponder mit deren Ortskoordinaten beschrieben. Dazu wird ein Programmierfahrzeug die Strasse überfahren und Ortskoordinaten quasi in die Strasse schreiben (speichern). Dieser Vorgang kann durch ein Sattelitennavigationssystem unterstützt werden. Bei optimaler Kopplung zwischen dem Sender im Fahrzeug und dem Transponder sowie Ausgleich von ggf. notwendigen Korrekturen wird die aktuelle Position des Fahrzeuges und damit einhergehend des Transponders in diesen nichtflüchtig geschrieben. Der Speicherzugriff kann durch einen Code datentechnisch geschützt werden und damit nur von bestimmten zugriffsberechtigten Personen beschrieben bzw. korrigiert oder verändert werden. Die jeweilige Istposition des Fahrzeuges bzw. des Transponders steht entweder durch das Sattelitennavigationssystem zur Verfügung oder wird dadurch ermittelt, dass "Kommunikations-Knoten" eingerichtet werden die wiederum drahtlos mit bestehenden IT-Systemen verknüpft werden. Damit kann das Strassennetzwerk mit den Transpondern in bestehende Netzwerke eingebunden werden.
Besonderer Vorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ist es, dass das System nach dessen einmaliger Programmierung unabhängig von einer Sattelitennavigation oder auf hohe Entfernungen < typisch 10 m ausgelegte Funkkopplungsverfahren arbeitet. Eine Instabilität welche bei sattellitengestützten Systemen z. B. bei Funklöchern zu erwarten ist, kann damit ausgeschlossen werden.
Weiterer Vorteil der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ist es, das die in die Fahrbahn integrierten Leitelemente bzw. Transponder ohne eigene Energieversorgung arbeiten und die benötigte Energie lediglich zum Zeitpunkt der Notwendigkeit durch das Fahrzeug selbst bereit gestellt wird. Darüber hinaus lassen sich alle für eine mannlose Fahrzeugführung notwendigen Orts- und Fahrbahninformationen im Transponder hinterlegen womit gegenüber nach dem Stand der Technik in die Fahrbahn integrierte Induktionsspulen oder Elektrowellenmarkierungen ein erheblicher Vorteil erreicht wird. Für den Aufbau einer mannlosen Fahrzeugsteuerung reicht das in dieser Erfindung beschriebene System in Verbindung mit einem Abstandsmess- und erfassungssystem für das ggf. vorausfahrende Fahrzeug bzw. weitere Verkehrsteilnehmer aus.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch das eventuelle Änderungen der Fahrbahneigenschaften lediglich durch eine Neuprogrammierung der Transponder des Fahrbahnabschnittes dem Leitsystem mitgeteilt werden müssen und damit eine aufwendige Datenpflege, wie sie Systeme nach dem Stand der Technik erfordern, nicht notwendig ist.

Claims

1. Fahrzeugleitsystem, das im Fahrzeug oder Transportsystem (1) integrierte Sende- und Empfangsgeräte (2) aufweist und in die Fahrbahn (7) oder Transportbahn integrierte Transponder (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet dass dem Fahrzeug oder dem Transportsystem beim Überfahren des Transponders die aktuellen Ortsinformationen der Position des Transponders welche in diesem gespeichert ist nach Längen- und Breitengrad oder in Bezug auf ein anderes beliebiges Bezugssystem übertragen (12) wird und diese Information zur Steuerung des Verfahrweges in Echtzeit genutzt wird.

2. Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über das gleichzeitige Auslesen von mehreren Transpondern (4) im Fahrzeug Information über Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung erzeugt werden.

3. Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über das Auslesen der Transponder (4) dem Fahrzeug (1) Informationen über zulässige Geschwindigkeit, Steigung und Kurvenradius der Fahrbahn, welche im Transponder gespeichert sind, geliefert werden.

4. Leitsystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine mannlose Fahrzeugsteuerung möglich ist.

5. Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (4) mehrfach nichtflüchtig beschreibbar, über Datenspeicher verfügt und beliebig oft auslesbar ist.

6. Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (4) im wesentlichen aus einer Antenne (5) und einem Halbleiter Chip (6) besteht.

7. Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (4) über das Sendegerät im Fahrzeug mit Energie versorgt wird und keine eigene Energieversorgung benötigt.

8. Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine endlose Transpondersequenz (8) in etwa im Abstand der Sendereichweiten desselben in Fahrt- bzw. Transportrichtung auf oder in die Fahrbahnoberfläche (7) gefügt ist.

9. Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das im Fahrzeug enthaltene Sendegerät (2) beim Überfahren des Transponders und innerhalb von dessen Reichweite eine Anfrage richtet.

10. Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das im Fahrzeug (1) enthaltene Empfangsgerät (2) beim Überfahren des Transponders (4) und innerhalb von dessen Reichweite vom Transponder eine Antwort gemäss Anspruch 2 und 3 erhält.

11. Leitsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über die Ortskoordinaten des Transponders während des Überfahrens (12) desselben in diesen geschrieben und gespeichert werden können.

12. Leitsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über die Ortskoordinaten der Transponder beim Überfahren derselben durch ein sattellitengestütztes Navigationssytem (10,11) zur Verfügung gestellt wird.