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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung.
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Eine
derartige Vorrichtung ist aus der
DE
102 11 779 B1 bekannt. Die dort beschriebene Vorrichtung
weist einen optischen Sensor mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden
Sender, einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, Mitteln
zur Führung
der Sendelichtstrahlen innerhalb eines Abtastbereichs und einer
Auswerteeinheit zur Auswertung der am Ausgang des Empfängers anstehenden Empfangssignale
auf. Mit dem optischen Sensor erfolgt die Erfassung von Marken,
welche ein Positionsmaßsystem
bilden. Durch die Erfassung von Marken des Positionsmaßsystems
zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten wird zudem die Geschwindigkeit
des optischen Sensors relativ zum Positionsmaßsystem bestimmt.
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Der
optische Sensor ist besonders vorteilhaft an einem Fahrzeug angebracht,
wobei das Positionsmaßsystem
stationär
an der Fahrbahn angeordnet ist, entlang derer das Fahrzeug bewegt
wird. Prinzipiell kann auch ein Positionsmaßsystem bezüglich einer stationär angeordneten
optoelektronischen Vorrichtung bewegt werden. Durch die fortlaufende
Erfassung der Marken des Positionsmaßsystems werden in dem optischen
Sensor kontinuierlich die aktuellen Geschwindigkeits- und Positionsmesswerte
ermittelt und an die Steuerung des Fahrzeuges übermittelt. In der Steuerung
können
diese Messwerte ohne weitere Auswertung und insbesondere ohne jeden
Synchronisationsaufwand direkt zur Steuerung des Fahrzeugs verwendet
werden. Insbesondere kann in der Steuerung die Einhaltung von vorgegebenen
Geschwindigkeitsprofilen für
das Fahrzeug fortlaufend kontrolliert werden. Zusammen mit den aktuellen
Informatio nen über
die Position des Fahrzeugs kann dieses reproduzierbar und punktgenau
auf vorgegebene Sollpositionen eingefahren werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art derart weiterzubilden, dass diese in sicherheitstechnischen Anwendungen
einsetzbar ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte
Ausführungsformen
und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
umfasst ein von einer Anordnung von Marken gebildetes Positionsmaßsystem
sowie einen optischen Sensor zur Erfassung der Marken des Positionsmaßsystems. Der
optische Sensor und das Positionsmaßsystem sind relativ zueinander
beweglich angeordnet. Dem optischen Sensor ist ein Sensorelement
fest zugeordnet, mittels dessen die Marken des Positionsmaßsystems
oder Markierungen eines dem Positionsmaßsystem fest zugeordneten Maßsystems
erfassbar ist. Die vom optischen Sensor und vom Sensorelement generierten
Signale werden in einem Auswertesystem ausgewertet.
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Der
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass mit dem zusätzlich zum
optischen Sensor eingesetzten Sensorelement zur Erfassung des Positionsmaßsystems
oder eines zusätzlichen
Maßsystems
ein zweikanaliges, diversitäres
Sensorsystem geschaffen wird, mittels dessen eine fehlersichere Generierung
von Positionsinformationen ermöglicht wird.
Durch diese zweikanalige Sensorstruktur ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
für Positionieraufgaben
in sicherheitstechnischen Bereichen einsetzbar.
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Je
nach gefordertem Sicherheitsniveau erfolgt in dem Auswertesystem
eine fehlersichere Auswertung gemäß einer vorgegebenen Sicherheitskategorie,
wobei das Auswertesystem hierzu bevorzugt einen redundanten Aufbau
aufweist.
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Insbesondere
kann das Auswertesystem von einer sicheren SPS Steuerung gebildet
sein.
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Da
der optische Sensor und das Sensorelement einen unterschiedlichen
Aufbau aufweisen und dadurch ein diversitäres Sensorsystem bilden, ist
gewährleistet,
dass sich Fehler im optischen Sensor einerseits und im Sensorelement
andererseits unterschiedlich auswirken und somit im Auswertesystem aufgedeckt
werden können.
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Generell
werden hierzu die von dem optischen Sensor und dem Sensorelement
generierten Signale zeitlich synchron und damit mit einem definierten
zeitlichen Bezug in das Auswertesystem eingegeben und dort ausgewertet.
Dabei werden die Signale des optischen Sensors und des Sensorelements
miteinander in Bezug gebracht. Bei Generierung gleichartiger Signale
des optischen Sensors und des Sensorelements erfolgt dies durch
einen Signalvergleich.
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In
einer ersten Ausführungsform
erfolgt sowohl mit dem optischen Sensor als auch dem Sensorelement
die Erfassung der Marken des Positionsmaßsystems, wobei in den Marken
deren Absolutpositionen innerhalb des Positionsmaßsystems
kodiert sind. In diesem Fall sind beide Systeme als optische Sensorsysteme
ausgebildet, wobei sich deren Ausführungen jedoch unterscheiden.
Der optische Sensor ist dabei bevorzugt als scannendes System ausgebildet,
mittels dessen die Marken innerhalb eines vorgegebenen Abtastbereichs
detektiert werden. Hier ergeben sich die Absolutpositionen aus Erfassung
der Kodierungen der Marken sowie deren Positionen innerhalb des
Abtastbereichs. Das Sensorelement kann von einem optischen Lesegerät gebildet sein,
welches mittels eines feststehenden Lichtstrahls punktuell die Marken
abtastet. Die komplette Erfassung einer Marke erfolgt hier durch
die Relativbewegung zwischen Sensorelement und Positionsmaßsystem,
durch welche der Lichtstrahl des Sensorelements entlang der Marke
bewegt wird.
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In
diesem Fall werden mit dem optischen Sensor und dem Sensorelement
gleichartige Signale generiert, die in dem Auswertesystem verglichen werden
können.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird mit dem optischen Sensor das Positionsmaßsystem
und mit dem Sensorelement ein weiteres, vorzugsweise inkrementelles
Maßsystem
abgetastet. Die mit dem Sensorelement erhaltenen inkrementellen
Signale werden zeitlich synchron zu den die Absolutpositionsinformationen
des optischen Sensors generiert und mit diesen in Beziehung gesetzt,
um eventuelle Fehler in der Signalerfassung aufzudecken. Ein Vorteil
dieser Anordnung besteht darin, dass das Maßsystem und das zugeordnete Sensorelement
mit geringem Aufwand zusätzlich
zu dem optischen Sensor und dem Positionsmaßsystem installierbar sind
um die Vorrichtung für
den Einsatz in sicherheitstechnischen Anwendungen tauglich zu machen.
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Gemäß einer
bevorzugten Variante der Erfindung sind der optische Sensor und
das Sensorelement auf einem Fahrzeug angeordnet, wobei das Positionsmaßsystem
und gegebenenfalls das Maßsystem
stationär
an einer Fahrbahn angeordnet sind. Prinzipiell können auch der optische Sensor
und das Sensorelement stationär
angeordnet sein und das Positionsmaßsystem und gegebenenfalls
das Maßsystem
an einem mobilen System angeordnet sein.
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In
jedem Fall sind der optische Sensor und das Sensorelement raumfest
zueinander angeordnet, wobei besonders vorteilhaft das Sensorelement im
optischen Sensor integriert sein kann, was den Installationsaufwand
des Gesamtsystems reduziert.
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Das
Maßsystem
ist raumfest zum Positionsmaßsystem
angeordnet, wobei besonders vorteilhaft das Positionsmaßsystem
von einer ersten Linearanordnung von Marken und das Maßsystem
von einer zweiten, parallel zur ersten verlaufenden Linearanordnung
von Markierungen gebildet sind. Die beiden Linearanordnungen können von
dem optischen Sensor und dem Sensorelement simul tan abgetastet werden,
so dass auf einfache Weise ein zeitlich definierter Bezug der von
diesen Einheiten generierten Signale hergestellt werden kann.
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Die
Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1:
Schematische Darstellung des Aufbaus eines optischen Sensors zur
Erfassung von Marken.
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2:
Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zur Positionsbestimmung mit einem optischen Sensor
gemäß 1 und
einem Sensorelement auf einem Fahrzeug, welches entlang einer Fahrbahnbegrenzung
mit einem Positionsmaßsystem
verfahrbar ist.
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3:
Detaildarstellung des Positionsmaßsystems gemäß 2.
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4a,
b, c: Unterschiedliche Ausführungsformen
einer Schaltungsanordnung zum Anschluss des optischen Sensors und
des Sensorelements an ein Auswertesystem.
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5:
Zweites Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zur Positionsbestimmung.
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In 1 ist
der prinzipielle Aufbau eines optischen Sensors 1 zur Erfassung
von Marken dargestellt. Der optische Sensor 1 ist im vorliegenden
Beispiel als Barcodelesegerät
ausgebildet. Entsprechend sind die Marken, die allgemein definierte
Kontrastmuster aufweisen, im vorliegenden Fall als Barcodes 2 ausgebildet,
welche aus einer Folge von dunklen und hellen Strichelementen definierter
Länge und
Breite bestehen.
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Der
optische Sensor 1 besteht im Wesentlichen aus einer Sendeeinheit 3,
einer Empfangseinheit 4 sowie einer Auswerteeinheit 5.
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Die
Sendeeinheit 3 besteht aus einem Sender 6, vorzugsweise
einer Laserdiode, sowie aus einer dem Sender 6 vorgeordneten
Sendeoptik 7. Die Sendeoptik 7 dient zur Fokussierung
der vom Sender 6 emittierten Sendelichtstrahlen 8.
Die fokussierten Sendelichtstrahlen 8 werden über einen
Umlenkspiegel 9 auf eine Ablenkeinheit 10, die
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
von einem rotierenden Polygonspiegelrad gebildet ist, geführt. Das
Polygonspiegelrad weist eine vorgegebene Anzahl von identisch ausgebildeten
Spiegelflächen 11 auf.
Die Sendelichtstrahlen 8 werden an den Spiegelflächen 11 abgelenkt
und von dort auf den zu detektierenden Barcode 2 geführt. Die
Drehachse des Polygonspiegelrads ist senkrecht zur in 1 dargestellten Äquatorialebene des
Polygonspiegelrads angeordnet.
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Die
Sendelichtstrahlen 8 werden am Barcode 2 reflektiert
und als Empfangslichtstrahlen 12 über das Polygonspiegelrad zur
Empfangseinheit 4 geführt.
Die Empfangseinheit 4 besteht aus einem Empfänger 13,
in der die Empfangslichtstrahlen 12 in ein elektrisches
Empfangssignal gewandelt werden. Der Empfänger 13 ist vorzugsweise
von einer Photodiode gebildet. Zur Verstärkung der Empfangssignale am
Ausgang des Empfängers 13 ist
ein Verstärker 14 vorgesehen.
Zur Fokussierung der Empfangslichtstrahlen 12 ist dem Empfänger 13 eine
Empfangsoptik 15 vorgeschaltet.
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Die
am Ausgang des Empfängers 13 anstehenden
Empfangssignale werden der Auswerteeinheit 5 zugeführt. Die
Auswerteeinheit 5 weist eine Schwellwerteinheit auf, mittels
derer die Empfangssignale in binäre
Signalfolgen gewandelt und anschließend zur Erfassung des Barcodes 2 dekodiert
werden.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
weist das Polygonspiegelrad acht Spiegelflächen 11 auf. Dementsprechend
wird ein Öffnungswinkel
des Barcodelesegeräts
von 90° erhalten.
Durch die Rotation des Polygonspiegelrades werden die an diesem
reflektierten Sendelichtstrahlen 8 periodisch innerhalb eines
Abtastbereichs A geführt.
Während
einer Abtastperiode werden die Sendelichtstrahlen 8 innerhalb
des Öffnungswinkels
entlang einer Abtastebene geführt, welche
senkrecht zur Drehachse des Polygonspiegelrades orientiert ist.
Der Öffnungswinkel
ist in 1 mit α bezeichnet.
Der Öffnungswinkel α definiert
den Abtastbereich A, der mit den Sendelichtstrahlen 8 periodisch überstrichen
wird.
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Der
optische Sensor 1 gemäß 1 ist
Bestandteil einer Vorrichtung 16 zur Positionsbestimmung. 2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei welchem mit einer derartigen Vorrichtung 16 ein Positionsmaßsystem 17 abgetastet
wird.
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Die
Vorrichtung 16 umfasst neben dem optischen Sensor 1 ein
Sensorelement 18. Das Sensorelement 18 ist im
vorliegenden Fall als Barcodeleser ausgebildet, welcher einen im
Wesentlichen mit dem optischen Sensor 1 identischen Aufbau
aufweist. Im Unterschied zum optischen Sensor 1 weist das
Sensorelement 18 jedoch keine Ablenkeinheit 10 auf,
so dass das Sensorelement 18 Lichtstrahlen 19 in
eine fest vorgegebene Raumrichtung emittiert. Das Sensorelement 18 bildet
somit nicht wie der optische Sensor 1 einen Scanner sondern
einen sogenannten Barcodelesestift, mittels dessen Marken, insbesondere
Barcodes 2 nur dadurch detektierbar sind, in dem diese
durch den Bereich der Lichtstrahlen 19 hindurchgeführt werden.
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Die
Vorrichtung 16 mit dem optischen Sensor 1 und
dem Sensorelement 18 ist auf einem Fahrzeug 20 montiert,
welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel
von einem spurgeführten
Verschiebewagen gebildet ist. Alternativ kann das Fahrzeug 20 von
einer Hängebahn,
einem Regalbediengerät,
einem Kran oder dergleichen gebildet sein.
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Die
Fahrbahn ist seitlich von einer Fahrbahnbegrenzung 21,
wie zum Beispiel einer Leitplanke, begrenzt. Das Positionsmaßsystem 17 ist
auf der Vorrichtung 16 zugewandten Frontseite der Fahrbahnbegrenzung 21 aufgebracht.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das Positionsmaßsystem 17 als
Maßband
ausgebildet, welches auf eine Unterlage aufgeklebt werden kann. Damit kann
bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 das
Positionsmaßsystem 17 auch
dann auf die Leitplanke aufgebracht werden, wenn diese in einer Kurve
längs einer
gekrümmten
Bahn verläuft.
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Wie
insbesondere aus 3 ersichtlich, besteht das Maßband aus
einer Folge von in Längsrichtung
des Positionsmaßstabs 17 hintereinander
angeordneten Barcodes 2. Jeder Barcode 2 ist auf
ein separates Segment S des Maßbandes
aufgebracht, wobei benachbarte Segmente S jeweils durch eine Schneidelücke L getrennt
sind. Die Segmente S weisen jeweils eine identische Breite auf.
Die Breiten der Schneidelücken
L zwischen den einzelnen Segmenten S sind ebenfalls konstant.
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Die
einzelnen Segmente S bilden somit identische Maßstabsmodule, so dass eine
vorgegebene Länge
des Maßbandes
durch die Anzahl der Segmente S multipliziert mit der Breite der
Segmente S und der Breite der jeweils anschließenden Schneidelücke L vorgegeben
ist. Die Segmente S innerhalb des Maßbandes sind fortlaufend nummeriert,
so dass jede Nummer eines Segmentes S die Position innerhalb des
Maßbandes
kodiert. Die Nummer eines Segments S ist in dem jeweiligen Barcode 2 kodiert und
zudem unterhalb des Barcodes 2 als Ziffernfolge Z unterhalb
des Barcodes 2 auf das Segment S aufgedruckt. Anhand der
Ziffernfolge Z kann die jeweilige Nummer eines Segments S von dem
Bedienpersonal abgelesen werden. Je nach Länge der Leitplanke wird das
Maßband
in der entsprechenden Länge
zugeschnitten und auf die Leitplanke aufgeklebt.
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Wie
aus 2 ersichtlich, verläuft die Längsachse des Maßbandes
auf der Leitplanke in horizontaler Richtung und damit in Fahrtrichtung
des Fahrzeuges 20. Die Vorrichtung 16 ist auf
dem Fahrzeug 20 in der Höhe so montiert, so dass die
Abtastebene des optischen Sensors 1 sowie die Lichtstrahlen 19 des
Sensorelements 18 auf der Höhe des Maßbandes liegen.
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Im
vorliegenden Fall ist dabei das Sensorelement 18 im Gehäuse des
optischen Sensors 1 integriert. Wie aus 2 ersichtlich,
liegt die Strahlachse der Lichtstrahlen 19 im Zentrum des
von den Sendelichtstrahlen 8 des optischen Sensors 1 überstrichenen
Abtastbereichs A. Wie aus 3 ersichtlich,
liegt der von den Lichtstrahlen 19 auf dem Positionsmaßsystem 17 generierte
Lichtfleck LF dicht oberhalb des Abtastbereichs A der Sendelichtstrahlen 8 des
optischen Sensors 1. Somit können die Marken des Positionsmaßsystems 17 mit
dem optischen Sensor 1 und dem Sensorelement 18 simultan
erfasst werden.
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Zur
aktuellen Positionsbestimmung mittels des optischen Sensors 1 wird
wenigstens einer der im Abtastbereich A liegenden Barcodes 2 ausgewertet.
Dabei wird einerseits die Kodierung des Barcodes 2 erfasst,
in welcher die Position des dem Barcode 2 zugeordneten
Segments S innerhalb des Maßbandes
enthalten ist. Zudem wird die Lage des Barcodes 2 innerhalb
des Abtastbereichs A erfasst.
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Hierzu
ist dem optischen Sensor 1 ein Bezugspunkt definiert, der
im vorliegenden Fall von der Mitte des Abtastbereiches A gebildet
ist.
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Zur
Positionsbestimmung wird der dem Bezugspunkt am nächsten liegende
Barcode 2 herangezogen. Dabei erfolgt zum einem die Dekodierung dieses
Barcodes 2 und zum anderen die Bestimmung des Abstands
des Barcodes 2 zum Bezugspunkt. Bei bekanntem Leseabstand
des optischen Sensors 1 zum Maßband kann dieser Abstand in
einen Distanzwert umgerechnet werden, um welchen der Barcode 2 versetzt
zur Mittelachse des Abtastbereichs A liegt. Damit ist die Position
des optischen Sensors 1 relativ zum Maßband exakt bestimmt.
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Der
Leseabstand selbst wird vorzugsweise ebenfalls während der Abtastung des Maßbandes bestimmt.
Bei bekannten und als Parameterwerten in dem optischen Sensor 1 abgespeicherten
Geometriedaten des Maßbands,
insbesondere der Muster und Abmessungen der Barcodes 2 sowie
der Breiten der Segmente S, kann aus der Anzahl und den Lagen der
Barcodes 2 innerhalb des Abtastbereichs A über trigonometrische
Beziehungen der Leseabstand berechnet werden.
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Auch
mit dem Sensorelement 18 erfolgt eine Positionsbestimmung
der Vorrichtung 16 relativ zum Positionsmaßsystem 17.
Dabei werden die Barcodes 2 des Maßbands dadurch erfasst, dass
durch die Fahrbewegung des Fahrzeugs 20 die Barcodes 2 an den
in eine fest vorgegebene Richtung emittierten Lichtstrahlen 19 des
Sensorelements 18 kontinuierlich vorbei bewegt werden.
Aus den so erfassten Kodierungen der Barcodes 2 werden
die in diesen enthaltenen Positionsinformationen ausgewertet.
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4a zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung 16 gemäß 2 mit
den erforderlichen Komponenten zur Auswertung der Signale des optischen
Sensors 1 und des Sensorelements 18.
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Wie
aus 4a ersichtlich, bilden der optische Sensor 1 und
das Sensorelement 18 eine Baueinheit. Weiterhin ist eine
Anschalteinheit 22 Bestandteil dieser Baueinheit, in welche
die Signale des optischen Sensors 1 und des Sensorelements 18 eingelesen
werden. Die Anschalteinheit 22 bildet eine Sicherheitsschalteranordnung,
in welcher mittels einer sicheren Ausgangsbeschaltung aus den Signalen
des optischen Sensors 1 und des Sensorelements 18 sichere
Ausgangssignale generiert werden.
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Diese
sicheren Ausgangssignale werden in ein redundant aufgebautes Auswertesystem 23 eingelesen,
welches im vorliegenden Fall von einer sicheren SPS-Steuerung gebildet
ist.
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Die
Ausgangssignale der Anschalteinheit 22 und damit die Signale
des optischen Sensors 1 und des Sensorelements 18 werden
synchron, das heißt mit
einem definierten zeitlichen Bezug in das Auswertesystem 23 eingelesen.
Im vorliegenden Fall erfolgt das Einlesen der Signale derart, dass
jeweils zeit gleich die Signale des optischen Sensors 1 und
des Sensorelements 18, die bei Detektion derselben Barcodes 2 erhalten
werden, in das Auswertesystem 23 eingelesen werden.
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In
dem Auswertesystem 23 erfolgt eine zweikanalige, sichere
Auswertung der Signale des optischen Sensors 1 und des
Sensorelements 18 zur sicheren Bestimmung der Position
der Vorrichtung 16 relativ zum Positionsmaßsystem 17.
Da mit dem optischen Sensor 1 und dem Sensorelement 18 gleichartige
Signale generiert werden, erfolgt in dem Auswertesystem 23 ein
Vergleich der Signale des optischen Sensors 1 und des Sensorelements 18,
wodurch eventuell auftretende Fehler im optischen Sensor 1 oder
Sensorelement 18 aufgedeckt werden können.
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4b zeigt
eine Variante der Vorrichtung 16, bei welcher der optische
Sensor 1 und das Sensorelement 18 separate Einheiten
bilden. Ansonsten entspricht diese Vorrichtung 16 der Ausführungsform gemäß 4a.
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4c zeigt
eine Variante der Vorrichtung 16, bei welcher der optische
Sensor 1 und das Sensorelement 18 wieder separate
Einheiten bilden. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß den 4a,
b werden hier die Signale des optischen Sensors 1 und des
Sensorelements 18 ohne Anschalteinheit 22 direkt
in das Auswertesystem 23 eingelesen. Prinzipiell kann diese
Variante derart abgewandelt sein, dass der optische Sensor 1 und
das Sensorelement 18 eine Baueinheit bilden.
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5 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Vorrichtung 16 zur Positionsbestimmung. In Übereinstimmung
mit dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 weist
die Vorrichtung 16 wiederum einen optischen Sensor 1 mit
integriertem Sensorelement 18 auf, wobei die Vorrichtung 16 auf
einem Fahrzeug 20 angeordnet ist, welches entlang einer
Fahrbahn fährt,
die von einer Fahrbahnbegrenzung 21 begrenzt ist.
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An
der Fahrbahnbegrenzung 21 ist wiederum das Positionsmaßsystem 17 angeordnet,
wobei dieses ein Maßband
bildet, welches auf die Fahrbahnbegrenzung 21 aufgeklebt
werden kann. Das Positionsmaßsystem 17 besteht
wiederum aus einer Linearanordnung von Barcodes 2. Zudem
ist auf die Fahrbahnbegrenzung 21 ein inkrementelles Maßsystem 24 aufgebracht,
welches aus einer äquidistanten Folge
von identischen Markierungen 25, im vorliegenden Fall von
dunklen Strichelementen auf hellem Hintergrund, gebildet ist. Auch
das Maßsystem 24 ist als
Maßband
ausgebildet, welches auf die Fahrbahnbegrenzung 21 aufgeklebt
werden kann. Die Markierungen 25 bilden eine parallel zum
Positionsmaßsystem 17 laufende
Linearanordnung.
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Das
Maßsystem 24 wird
mittels des Sensorelements 18 abgetastet, welches im vorliegenden Fall
als optischer Taster ausgebildet ist. Der Taster emittiert Lichtstrahlen 19 entlang
einer fest vorgegebenen Strahlachse. Die Abtastung erfolgt synchron zur
Abtastung des Positionsmaßsystems 17 mittels des
optischen Sensors 1, die entsprechend dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 erfolgt.
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Das
Ausführungsbeispiel
gemäß 5 kann prinzipiell
dahingehend abgewandelt sein, dass das Sensorelement 18 von
einem induktiven, kapazitiven oder Ultraschall-Sensorelement gebildet
ist, wobei dann das Maßsystem 24 entsprechend
modifiziert ist.
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Der
Aufbau der Vorrichtung 16 entspricht wiederum der Ausführungsform
gemäß 4b,
das heißt,
die Signale des optischen Sensors 1 und des Sensorelements 18 werden
zeitlich synchron über die
Anschalteinheit 22 in das Auswertesystem 23 eingelesen,
in welchem die Positionsbestimmung des Fahrzeugs 20 durchgeführt wird.
Zur gegenseitigen Kontrolle des optischen Sensors 1 und
des Sensorelements 18 werden deren Signale in dem Auswertesystem 23 miteinander
in Beziehung gesetzt.
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Im
einfachsten Fall werden mit dem Sensorelement 18 rein inkrementelle
Messwerte als Signale generiert. Bei einer definierten, bekannten
Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 wird dann in einem definierten
Zeitintervall eine bestimmte Anzahl von Markierungen registriert.
In dem Auswertesystem 23 kann daher abgeprüft werden,
ob bei Registrierung eines Barcodes 2 des Positionsmaßsystems 17 mittels
des optischen Sensors 1, welche eine vorgegebene Zeitdauer
beansprucht, im Sensorelement 18 zeitgleich die korrekte
Anzahl von Markierungen des Maßsystems
registriert wird.
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Die
gegenseitige Überprüfung von
optischem Sensor 1 und Sensorelement 18 kann prinzipiell
dann erweitert werden, wenn mittels des Sensorelements 18 bei
Abtastung des Maßsystems
auch Positionsinformationen gewonnen werden. Dies ist für den Fall
möglich,
dass bei Fahrt des Fahrzeugs 20 mit bekannter, vorgegebener
Geschwindigkeit mittels eines Synchronisationssignals ein definierter Startpunkt
bei Detektion des Maßsystems
festgelegt wird. Dann kann ausgehend von diesem Startpunkt durch
Zählen
der erfassten Markierungen eine Information über die Position des Fahrzeugs 20 gewonnen
werden, die dann im Auswertesystem 23 mit den Positionsinformationen
des optischen Sensors 1 verglichen werden kann.
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- 1
- Optischer
Sensor
- 2
- Barcode
- 3
- Sendeeinheit
- 4
- Empfangseinheit
- 5
- Auswerteeinheit
- 6
- Sender
- 7
- Sendeoptik
- 8
- Sendelichtstrahlen
- 9
- Umlenkspiegel
- 10
- Ablenkeinheit
- 11
- Spiegelflächen
- 12
- Empfangslichtstrahlen
- 13
- Empfänger
- 14
- Verstärker
- 15
- Empfangsoptik
- 16
- Vorrichtung
- 17
- Positionsmaßsystem
- 18
- Sensorelement
- 19
- Lichtstrahlen
- 20
- Fahrzeug
- 21
- Fahrbahnbegrenzung
- 22
- Anschalteinheit
- 23
- Auswertesystem
- 24
- Maßsystem
- 24
- Markierung
- A
- Abtastbereich
- S
- Segment
- L
- Schneidelücke
- Z
- Ziffernfolge