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Es ist bekannt Objekte, insbesondere Fahrzeuge, in einem sog. Konvoi zu führen. Dabei orientieren sich die jeweils nachfolgenden Fahrzeuge an dem jeweils vorausfahrenden Fahrzeug. Das vorausfahrende Fahrzeug kann dazu sich selbst absolut positionieren und den eigenen Weg, z. B. im Außenbereich mit Satellitenpositionierung (GPS) aufnehmen und diesen Weg als Sollweg den nachfolgenden Fahrzeugen vorgeben.
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Es ist aber auch möglich, dass sich die nachfolgenden Fahrzeuge an dem jeweils vorausfahrenden Fahrzeugheck bzw. an dort angebrachten Merkmalen, wie Reflektoren oder Sendern orientieren. Dabei stellen die Folgefahrzeuge selbst fest, ob sie noch auf der richtigen Spur sind oder mit der Lenkung korrigieren müssen.
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Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass bei nicht-tolerierbarer Abweichung von der Sollspur die nachfolgenden Fahrzeuge dies dem Leitfahrzeug im Konvoi selbst melden müssen bzw. diese Meldung auch durch Störung unterbrochen werden kann.
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Problematisch ist es bisher auch, wenn bei Schleppzügen, insbesondere in unübersichtlichen Situationen kontrolliert werden muss, ob der oder die Anhänger auch in der gewünschten Hüllkurve bleiben oder ob vielleicht ein Hindernis im Wege steht. Im Prinzip wäre es zwar möglich, alle Anhänger mit hinderniserkennenden Sensoren auszustatten, um bei Gefahr das Zugfahrzeug zum Stoppen zu bringen. Dies ist jedoch mit zu hohen Kosten verbunden.
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Nachteilig bei diesen Verfahren ist, dass sie relativ anfällig sind und die Daten nicht auf dem Leitobjekt bzw. Leitfahrzeug direkt gewonnen werden. Die Erfassung der Position der Folgefahrzeuge geschieht bisher auf den Folgefahrzeugen selbst und wird dann, aufwendig und anfällig, zum Leitfahrzeug übertragen oder ist aus Kostengründen auf den Anhängern gar nicht realisierbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kontrolle einer Gruppe von Objekten zuverlässig und kostengünstig durchzuführen.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Details und Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass von einem Objekt aus mind. ein anderes Objekt erfasst werden kann und kontrolliert werden kann, ob sich das Objekt oder die Objekte in der nach Plan vorgesehenen Richtung, Position oder Lage zum erfassenden Objekt befindet/befinden. Es kann ausreichend sein, nur die Richtung zu prüfen. Wenn auch noch die Entfernung geprüft wird, lässt sich also auch die Position der Objekte feststellen. Wenn darüber hinaus auch die Ausrichtung der Objekte feststellbar ist, gewinnt man auch die Lage (oder auch Pose) des Objektes in Bezug auf das erfassende Objekt.
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Sollte die Erfassung der Objekte nicht möglich sein, bspw. weil sich ein Hindernis zwischen den Objekten befindet und somit die Objekte quasi nicht mehr erkennbar sind oder weil die Messeinrichtung zur Erfassung selbst ausgefallen ist, so kann, bei Bedarf, die Störung auf dem erfassenden Objekt erkannt werden.
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Wenn das erfassende Objekt Einfluss auf die Gruppe hat, bspw. dadurch, dass es die Gruppe kontrolliert und möglicherweise auch in deren Aktionen eingreifen kann, dann kann dieses Objekt auch als Leitobjekt bezeichnet werden. Es ist vorteilhaft, dass das Leitobjekt direkt die Richtung, Position oder Lage der anderen Objekte erfassen kann und nicht erst durch Eigenpositionsbestimmung der Objekte über deren Position informiert wird. Nachfolgend wird der Begriff Position oder Positionskontrolle verwendet, auch wenn z. T. nur eine Richtungserfassung erfolgt. Bei einigen Anwendungen, z. B. in Anhängerzügen, ist die Kontrolle des Abstandes vom Leitobjekt (Schlepper) zu den anderen Objekten (Anhänger) nicht unbedingt notwendig.
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Der Vorteil dieses Verfahrens wird insbesondere im Konvoi, Zügen mit Anhängern oder ähnlichen Anwendungen deutlich. Bei einem Zug mit Anhänger ist also die Zugmaschine das Leitfahrzeug. Die anderen Objekte sind die mechanisch mit der Zugmaschine oder untereinander gekoppelten Anhänger.
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Insbesondere werden in der Logistik immer mehr sog. Routenzüge eingesetzt. Das sind Schlepper, die z. T. mit weit mehr als 5 Anhängern einen Zug bilden können. Die Anhänger sind häufig nicht spurtreu, sodass keine Kontrolle darüber vorliegt, ob sie sicher in der erwarteten Spur bleiben. Das gilt sowohl auf den geraden Strecken, als auch in Kurven. Da ist es dann von großem Vorteil, wenn bspw. von der Zugmaschine aus die Position eines Anhängers oder mehrerer Anhänger oder auch nur des letzten Anhängers kontrolliert wird. Die Position der Anhänger oder allgemein der Objekte wird vorteilhafterweise dadurch festgestellt, dass markante Merkmale an dem Objekt erkannt und wenigstens in ihrer Richtung bestimmt werden. Die Merkmale können sich z. B. durch ihre Dimension, also zwei- oder dreidimensional, durch einen Helligkeits-, Farb- und/oder Reflexionsunterschied oder durch einen Sender gegenüber der Umgebung hervorheben.
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Beispielsweise können die Anhänger zur besseren Erkennung mit optischen Reflektoren ausgestattet werden, sodass sie bei Nutzung eines Lasers oder einer Kamera mit Blitzlicht in ihrer Richtung zuverlässig bestimmt werden können. Die Reflektoren sind dann sehr markante Merkmale, d. h. deutlich heller, als die übliche Umgebung.
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Insbesondere, wenn mit Laser oder Blitzlicht gearbeitet wird, bieten die Reflektoren einen deutlichen Kontrast gegenüber dem Umfeld. Je nach gefahrener Bahn bzw. Kurvenfahrt erscheinen dann die Reflektoren aus Sicht des Zugfahrzeugs mehr oder weniger rechts oder links an den nachlaufenden Anhängern. Die Reflektoren stellen markante Merkmale dar, die an dem Objekt befestigt sind und somit den Rückschluss auf die Position des Objektes zulassen. Wenn die markanten Merkmale (Reflektoren) nicht an der gedachten Position erscheinen oder ihr Ist-Wert um ein unzulässiges Maß vom Sollwert abweicht, dann kann somit ein unzulässiges Ausschwenken der Objekte, in diesem Fall der Anhänger, festgestellt werden. Es kann aber auch sein, dass die Marken gar nicht gesehen werden, möglicherweise, weil die Verbindungslinie zwischen Messeinrichtung auf dem Leitfahrzeug und der Marke unterbrochen ist, weil ein Hindernis im Weg steht. Dieses Problem tritt weniger bei der Fahrt auf einer Geraden auf, als vielmehr bei einer Kurvenfahrt, insbesondere in der Innenkurve. Je nach Lenkgeometrie laufen dann die Anhänger mehr in die Innenkurve und können dort evtl. mit Hindernissen kollidieren.
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In der Regel kann der Fahrer den Bereich vor dem Fahrzeug gut einsehen. Es kommt aber vor, dass der Fahrer nach hinten zu den Anhängern entweder keine Sicht hat oder er die Kontrolle der Anhängerfahrt vernachlässigt. Bei automatisch fahrenden Schleppzügen wird in der Regel der Bereich vor dem Schleppzug mit zuverlässigen Sensoren überwacht. Solche Sensoren auch für die Anhänger zu verwenden scheitert häufig daran, dass diese Maßnahme zu teuer ist und auch beim Anhängerwechsel das Herstellen und Lösen der Übertragungsleitung zu den Sensoren zu hinderlich ist.
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Mit dem Verfahren lassen sich Probleme erkennen, bevor ein Schaden eintritt. Wenn die Objekte an sich noch in einem tolerierten Positionsbereich sind, aber Auffälligkeiten zeigen, z. B. durch Schlingern, sich ankündigendes Verlassen der Toleranz, dann können bereits vorzeitig Maßnahmen, z. B. das Stoppen der Gruppe, eingeleitet werden. Bspw. das Schräglaufen von Anhängern weist schon auf einen nicht-ordnungsgemäßen Zustand hin. Auch das ein Teilnehmer in der Gruppe zwar noch in der richtigen Position ist, aber falsch ausgerichtet ist und dabei ist vorgesehene Bahn zu verlassen, kann dies durch Stoppen oder Korrekturmaßnahmen beendet werden.
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Des weiteren kann ggf. die Messeinrichtung bei Beobachtung der Umgebung oder auch bei Kontrolle markanter Merkmale feststellen, ob in dem Umfeld ein zu beachtendes Ereignis eingetreten ist. So kann bspw. durch unzulässige herausragende Ladung die Marke nicht mehr sichtbar sein. Dies kann aber auch durch herausfallende Ladung oder dadurch, dass der Be- und Entladevorgang noch nicht abgeschlossen ist, eintreten. Die Sicht kann z. B. durch Ladepersonal oder durch Ladeeinrichtungen verdeckt werden, sodass dann noch nicht gefahren werden darf.
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Je nach Art der Messeinrichtung kann zur Kontrolle des Umfeldes direkt gegen die markante Marke gemessen werden. Einige Messeinrichtungen, z. B. Laserscanner, sind aber auch in der Lage, je nach Anbauort und Blickfeld, den Aufbau eines Anhängers und das Umfeld zu kontrollieren. Wenn der Aufbau des Objektes oder auch die Umgebung, z. B. die Fahrbahn, in irgendeiner Weise nicht wie vorgesehen erkannt wird, kann dies eine unzulässige Abweichung sein.
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Diese Sensoren können also sowohl zu Überprüfung der Position der Marken, aber auch des Umfeldes verwendet werden.
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Auch für das Fahren im Konvoi ist es von großer Bedeutung von dem Führungsfahrzeug aus die Position der anderen Teilnehmer kontrollieren zu können. Wenn keine ausreichend gesicherten Messverbindungen zwischen den Fahrzeugen bestehen, sollte unverzüglich reagiert werden können. Dies gilt auch, wenn festgestellt wird, dass ein oder mehrere Teilnehmer des Konvois ihre vorgesehene Position in unzulässiger Weise verlassen haben. An sich folgen die Konvoiteilnehmer dadurch, dass sie ihre Position und Lage in Bezug auf das Leitfahrzeug feststellen oder sich absolut orten. Es ist aber vorteilhaft, wenn von dem Führungsfahrzeug aus dieses Vorgehen noch einmal überprüft werden kann.
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Üblicherweise ist in einem Konvoi das erste Fahrzeug das Leit- oder Führungsfahrzeug. Die Aufgabe zur Kontrolle der anderen Konvoiteilnehmer kann aber auch auf ein anderes Fahrzeug verlegt werden, sodass dann zwar das erste Fahrzeug als Führungsfahrzeug bezeichnet werden kann, aber eine sichere Positionsfeststellung der Teilnehmer doch auf dem zweiten, dritten oder einem anderen Fahrzeug stattfinden kann. So ist es bspw. möglich, dass nicht das erste sondern ein anderes Fahrzeug in dem Konvoi von einer Person, also dem Bediener oder Fahrer, besetzt ist. Dieses Fahrzeug kann dann zweckmäßigerweise das Leitfahrzeug sein. Von dem Leitfahrzeug aus werden die anderen Fahrzeuge kontrolliert.
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Das erste Fahrzeug gibt in der Regel die Spur vor. Die nachfolgenden Fahrzeuge müssen nicht unbedingt genau folgen. Sie können z. B. auch quer oder schräg versetzt dazu fahren. Ein klassisches Beispiel ist das Bearbeiten von großen Flächen mit mehreren Fahrzeugen, bspw. das Schneepflügen.
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Die Objekte können motorisiert oder unmotorisiert sein, evtl. auch manuell bewegt werden. Die Führung der Objekte kann sowohl durch Personen teil- oder auch vollautomatisch erfolgen.
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Wenn nicht nur das Leitobjekt, sondern auch mind. ein anderes Objekt über eine Messeinrichtung verfügt, so können die Messungen in mehreren Richtungen vorgenommen werden und hiermit einzelne Messungen überprüft werden, wodurch sich der Sicherheitsanspruch erhöhen kann. Es ist aber auch interessant, ggf. mehrere Marken an den Objekten zu haben, wodurch ggf. auch die Ausrichtung des gemessenen Objektes festgestellt werden kann.
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Vorteilhaft sind optische Messverfahren, insbesondere im Innenbereich, aber auch im Außenbereich, wenn es die Umstände zulassen. Als optische Messverfahren gelten hier Laser und diverse Kamerasysteme im sichtbaren und auch im nicht-sichtbaren Bereich. Zu den Kamerasystemen gehören u. a. Mono-, aber auch Farbkameras, Stereokameras und auch laufzeitmessende Kameraverfahren.
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Auch mit Radar und in einem gewissen Umfang auch mit Ultraschallvorrichtungen lassen sich markante Merkmale erfassen. Radar und Ultraschall können als Ergänzung zu den optischen Verfahren genutzt werden oder dann, wenn aufgrund der Witterungseinflüsse, z. B. Nebel, Regen, Schnee, Schmutz, Staub oder dergl. optische Verfahren nicht geeignet sind.
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Als markante Merkmale lassen sich z. B. Reflektoren gut verwenden. Insbesondere bei den optischen Verfahren sind sie auch schon bei relativ geringer Baugröße sehr kontraststark. Radar und Ultraschallreflektoren müssen dagegen in der Regel deutlich größer sein.
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Das Erkennen der Reflektoren beruht darauf, dass von der Messeinrichtung ein Messstrahl ausgesandt wird, z. B. ein Lichtblitz von der Kamera, ein Laserstrahl, ein Mikrowellensignal oder ein Ultraschallsignal und dann die Richtung der Reflexion bestimmt wird. Es ist aber auch möglich aktive Merkmale, z. B. kleine Sender, auf den Objekten zu installieren und diese dann in der Richtung zu bestimmen. Dies gilt sowohl für Dauersender oder getaktete Sender. Vorteilhaft ist es auch, wenn sich die Messvorrichtung auf das Ein- bzw. Austakten des Senders einrichten lässt. Somit kann die Differenz zwischen dem ein- und ausgeschalteten Sendesignal deutlich festgestellt werden.
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Ein Vorteil der Erfindung ist, dass von dem Leitobjekt aus die Kontrolle über die anderen Objekte wahrgenommen wird. Dies trifft u. a. für die Funktionsüberprüfung des Systems bei der Anhängerfahrt oder im Konvoi zu. Die Objekte können ggf. in ihrer Bahn korrigiert werden. Es ist insbesondere möglich, dass von dem Leitfahrzeug aus andere Fahrzeuge geführt, auch gelenkt oder assistiert werden. Von dem Leitfahrzeug kann eine Empfehlung an die Fahrer auf den anderen Fahrzeugen gegeben werden. Ebenso ist die teil- oder vollautomatische Steuerung der anderen Fahrzeuge von dem Leitfahrzeug aus möglich. Das Leitfahrzeug kann mit oder ohne Personen besetzt sein, sodass eine Assistenz, Teilautomatisierung oder Vollautomatisierung für das Leitfahrzeug möglich ist.
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Wenn sich die Objekte in ihrer Position oder Lage anders darstellen als erwartet bzw. zugelassen ist, dann kann die Gruppe oder können einzelne Gruppenmitglieder korrigiert, gewarnt oder auch in der Geschwindigkeit beeinflusst werden, ggf. auch gestoppt werden. Dies gilt auch für den Fall, dass die Lage der Objekte nicht mehr bestimmt werden kann. Die Gründe dafür können vielfältig sein. So kann dies auch daran liegen, dass ein markantes Merkmal an einem Objekt nicht deutlich genug oder gar nicht mehr zu erkennen ist oder auch die Kontrollsensorik, z. B. die Messvorrichtung oder Auswertung nicht mehr ordnungsgemäß arbeitet.
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Auch wenn Unsicherheit über die Position der Objekte besteht, etwa weil sich durch den Vergleich von mehreren Sensoren unterschiedliche Positionswerte für die Objekte ergeben haben, kann entsprechend reagiert werden. Es ist durchaus von Vorteil, wenn in der Gruppe von mehreren Teilnehmern aus Positionsermittlungen vorgenommen werden. Somit kann eine höhere Positionssicherheit, ggf. auch Genauigkeit, ermittelt werden. Auch lässt sich dadurch die Funktion des Verfahrens bzw. der Komponenten oder der Anordnung überprüfen.
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Wenn eine Messvorrichtung auf einem Objekt mehrfach vorhanden ist, liegt vorteilhafterweise eine gegenseitige Überprüfungsmöglichkeit vor. Die zu beobachtenden Merkmale müssen dann bei jeder Messeinrichtung in der jeweils erwarteten Richtung gesehen werden.
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Bei entsprechender Ausrichtung ist es sogar möglich, ähnlich wie in der Stereotechnik, die Entfernung zu bestimmen. Ohnehin ist es ggf. von Vorteil mit der Messeinrichtung auch die Entfernung zur Marke zu bestimmen, um hiermit die jeweilige Position des Objektes bzw. der Merkmale bzw. die Funktion der Messeinrichtung zu überprüfen.
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Die Messeinrichtung kann über dem jeweiligen Objekt angeordnet sein. Dies ist häufig von Vorteil, wenn auch die Reflektoren mehr oder weniger über den Objekten angeordnet sind. Eine Alternative dazu ist die Anordnung der Messeinrichtung und/oder auch der Reflektoren mehr oder weniger seitlich an den Objekten, z. B. wenn die Höhe über den Objekten nicht zur Verfügung steht. So ist es von Vorteil, wenn insbesondere bei Anhängerzügen auf jeder Seite eine Messvorrichtung platziert werden kann, sodass sowohl bei Rechts-, als auch bei Linkskurvenfahrt mindestens eine Seite kontrolliert werden kann. Mindestens in der Innenkurve werden dann die Marken am Anhänger kontrolliert. Die Marken müssen in der erwarteten Position erkannt werden. Falls dies nicht der Fall ist, können die Anhänger unvorhergesehen aus der Spur gelaufen sein oder es könnte auch ein Hindernis in der Innenkurve stehen, z. B. eine Person.
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Es kann dann überprüft werden, dass dann der andere Sensor keinen entsprechenden Reflektor sieht bzw. erst dann wieder, wenn der Anhängerzug geradeaus oder in die andere Kurve fährt. In einem gewissen Umfang können somit beide Messeinrichtungen gegeneinander überprüft werden.
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Die Bahn oder Spur, die die Zugmaschine zurückgelegt hat, kann über sog. Inkrementalgeber oder andere Messeinrichtungen festgestellt werden. Daraus lässt sich dann der noch zurückzulegende Weg für die Anhänger berechnen und somit auch die entsprechend dann folgende Position der Marken. Bei Weiterfahrt des Schleppzuges können sich somit neue Sollpositionen für die Marken ergeben.
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Insbesondere, wenn eine enge Kure gefahren wird, können die Marken sehr weit von der Mittelachse abweichen. Wenn sich dann im Innenbereich dieser Kure ein Hindernis aufhält, z. B. ein Gegenstand oder eine Person, wird die Sicht zur Marke unterbrochen. Dieses kann dann vorteilhafterweise genutzt werden, um entweder den Fahrer zu informieren oder das Fahrzeug zu stoppen oder bei einem fahrerlosen System ähnliche Aktionen auszulösen, z. B. die Geschwindigkeit zu reduzieren oder auch ganz zu stoppen.
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Es kann aber auch evtl. mit einem hinderniserkennenden Sensor an der Zugmaschine oder den Anhängern festgestellt werden, dass sich das Hindernis nicht in einem gefährlichen Bereich befindet und somit die Fahrt fortgesetzt werden darf. Möglicherweise ist das Hindernis eine nicht bewegliche Einrichtung, z. B. Wand, Säule oder Maschine und wird in dieser Position sogar erwartet und stellt somit auch keine aktuelle Gefahr dar. Das Hindernis kann sogar als Referenz oder Funktionstest für die Messeinrichtung oder das Verfahren genutzt werden. Ein feststehendes Hindernis kann als Wegmarke genutzt werden und somit ggf. auch als Führungsinformation für das Fahrzeug dienen.
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Beispielhafte Ausführungen der Erfindungen sind in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt und beschrieben.
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Es zeigen:
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1 einen Schleppzug bei Kurvenfahrt
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2 einen Konvoi
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3 eine Objektgruppe
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In 1 ist ein Schlepper (1) mit drei Anhängern (2.1; 2.2; 2.3) bei einer Linkskurvenfahrt dargestellt. Der Schleppzug benötigt die Hüllkurve (4) von der die rechte und die linke Kante zu sehen sind. Derartige Schleppzüge werden bspw. für innerbetriebliche Transporte verwendet. Die Anhänger sind oft von geringer Qualität, die Wege z. T. uneben und die Beanspruchung teilweise sehr hoch. Auch gibt es Lenkvorrichtungen, die sehr viel Spiel haben oder nicht richtig einrasten, sodass erhebliche Lenkfehler auftreten.
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Auch dadurch kann es vorkommen, dass die Anhänger nicht in der vorgesehenen Spur laufen und die vorgesehene Hüllkurve (4) deutlich überschritten wird. Da ist es dann von Vorteil, wenn am Fahrzeug Messeinrichtungen (7L, 7R) vorhanden sind mit denen markante Merkmale, z. B. deutliche räumliche Merkmale, Kontraste oder Sender an den Anhängern (2.1, 2.2, 2.3) oder zumindest an dem letzten Anhänger (2.3) zu sehen sind. Solche Merkmale können Reflektoren (3L, 3R) sein, die in geeigneter Position an den Anhängern befestigt sind Wenn die linke Messeinrichtung (7L) nach hinten schaut, ist der Reflektor (L3) am letzten Anhänger (2.3) relativ weit rechts im Sensorfeld. Solange dieser Reflektor (L3) in der vorgegebenen Position erscheint, ist alles in Ordnung. Wenn jedoch eine zu grolle Abweichung vorliegt, ist der letzte Anhänger (2.3) offensichtlich aus der Spur gekommen. Eine Störung kann auch vorliegen, wenn ein Reflektor nicht mehr zu sehen ist. Der Grund für die Unterbrechung eines Messstrahls (8) kann eine stationäre Einrichtung, z. B. eine Säule (5), sein. Nicht nur, aber insbesondere bei fahrerlosen Schleppzügen, die mit hoher Spurgenauigkeit fahren, kann diese Säule (5) auch erwartet werden, sodass sie durchaus auch als Landmarke anzusehen ist. Bei bekannter Position des Schleppers (1) kann man dann die Funktion der linken Messeinrichtung (7L), der Anordnung oder des Verfahrens überprüfen. Die Feststellung der Säule (5) kann wiederum als Positionsbestimmung für den Schleppzug dienen.
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Ein nicht vorhergesehenes Hindernis (6), z. B. ein Karton oder eine Person, befindet sich im Grenzbereich der Hüllkurve (4). Bei Weiterfahrt des Schleppzuges wird hier mind. ein Messstrahl (8) unterbrochen. Da dieses nichtvorhergesehne Hindernis (6) nicht erwartet war, lässt sich hiermit ein Warnsignal, eine Langsamfahrt oder auch ein Stillstand des Zuges auslösen. Bei Weiterfahrt wäre sonst eine Kollision mit einem der Anhänger zu erwarten.
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Die Anordnung von Messeinrichtungen (7L, 7R) und Reflektoren (3L, 3R) lässt sich auch dadurch überprüfen, dass bei verschiedenen Kurven, mal auf der einen, mal auf der anderen Seite Reflektoren gesehen werden. Je nach Positionierung von Messeinrichtungen am Zugfahrzeug und Reflektoren an den Anhängern ist bei Geradeausfahrt eine Erkennung der Reflektoren (3L, 3R) sowohl rechts, als auch links möglich. Wenn nur eine Messeinrichtung (7) am Schlepper (1) verwendet wird und die Reflektoren über dem Anhänger angeordnet sind, ist zwar auch hiermit eine Lagekontrolle der Anhänger gegeben. Allerdings kann man dann nicht so gut Hindernisse an Rande der Fahrbahn erkennen. Es würde sich dann ggf. empfehlen, insbesondere am Heck des Fahrzeugs einen Reflektor zu verwenden, der mehr oder weniger über der gesamten Breite des Hecks angeordnet ist.
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In der Praxis passiert es häufig, dass Personen bei stehenden oder langsam fahrenden Schleppzügen zwischen den Anhängern die Fahrbahn queren wollen. Wenn sie dabei den Reflektor oder mehrere Reflektoren verdecken, kann dies erkannt werden und eine An- oder Weiterfahrt verhindert werden.
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Aus 1 ist erkennbar, dass es evtl. vorteilhafter ist die Reflektoren (3L, 3R) nicht hinten, sondern weiter vorne an den Anhängern (2) zu befestigen. Dann werden die Messstrahlen (8) dichter an den Fahrzeugen bleiben und in diesem Beispiel nicht von der Säule (5) oder andern Hindernissen, die außerhalb der Hüllkurve (4) sind, gestört werden. Vorteilhaft ist dies durch einen alternativen Reflektor (17), der mittig am setzten Anhänger (2.3) befestigt ist und den dazugehörigen Messstrahl (18) gezeigt.
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In der dargestellten Szene zeigt sich, dass die Beobachtung des Reflektors an dem mittleren Anhänger (2.2) ebenfalls Vorteile bietet. Wie der dazugehörige Messstrahl (8) zeigt, wird in dieser Konfiguration gerade die Hüllkurve (4) im Innenbereich vollständig überprüft. Störende Hindernisse (6) würden noch erkannt werden bevor sie mit dem nachfolgenden letzten Anhänger (2.3) zusammenstoßen. Andere Objekte oder Hindernisse, die außerhalb der Hüllkurve liegen, würden das Fahrzeug jedoch nicht unnötig stoppen. Es zeigt sich also, dass der Anbringort eines Reflektors für den Prozess durchaus von Bedeutung ist. Mit der Beobachtung eines Reflektors an dem mittleren Anhänger (2.2) ist jedoch nicht überprüft, ob sich eine Person zwischen dem mittleren und dem letzten Anhänger befindet.
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Wenn die gesamte Kontur des letzten Anhängers (2.3) beobachtet wird, können mit geeigneten Messeinrichtungen, z. B. Kameras oder Laserscanner, ggf. Hindernisse unterschieden bzw. identifiziert werden. So können dann quasi stationäre von beweglichen Hindernissen, z. B. Personen, die in den Gefährdungsbereich hinein- oder hinausbewegt werden, unterschieden werden. Objekte, Hindernisse, die sich aus dem Gefährdungsbereich hineinbewegen, stellen ggf. ein höheres Gefährdungspotential dar also solche, die nur am Rande des Gefährdungsbereiches stehen bleiben oder sich herausbewegen.
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Dass verlässliche markante Merkmale, sog. natürliche oder künstliche Landmarken, zur Positionsbestimmung eines Objektes genutzt werden können, ist in diesem Zusammenhang auch durch den festen Reflektor (10) dargestellt. Die Messeinrichtungen, in diesem Fall die rechte Messeinrichtung (7R) erkennt mit dem rechten Messstrahl (9) den festen Reflektor (10) in der erwarteten Position. Damit kann der Schlepper (1) ggf. navigieren oder auch nur eine Stoppmarke erkannt haben. Vorteilhaft ist, dass die Messeinrichtungen (7L, 7R), die für die Überwachung der Anhänger gedacht sind, somit vorteilhafterweise zusätzlich auch für die eigene Orts-, Positions- oder Lagebestimmung des Objektes in dem gegebenen Raum genutzt werden können.
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In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, dass von der linken Messeinrichtung (7L) die Umgebung bzw. die linke Seite des ersten Anhängers (2.1) kontrolliert werden kann. Wenn der Anhänger seitlich überladen wäre oder ein Transportgut herausfallen würde oder in diesem Bereich noch eine Be- oder Entladung stattfinden würde, kann hiermit ggf. eine An- oder Weiterfahrt gestoppt werden. Wenn nach einem Ladevorgang der Reflektor oder der Aufbau des Anhängers (2.1) wieder wie gewünscht sichtbar ist, könnte man noch eine gewisse Zeit warten, bis man annehmen kann, dass der Ladevorgang wirklich abgeschlossen ist und dann mit oder ohne Anfahrsignal tatsächlich losfahren.
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Die Vorteile der Erfindung für kleine Objektgruppen, z. B. eine Zugmaschine und einen Anhänger, aber insbesondere auch für große Objektgruppen (Zugmaschine mit vielen Anhängern) sind deutlich.
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Ein Konvoi aus Objekten ist in 2 in der Draufsicht dargestellt. Der Konvoi besteht aus einem Leitfahrzeug (11), einem ersten Folgefahrzeug (12.1) und einem zweiten Folgefahrzeug (12.2). Der Konvoi befindet sich in einer Linkskurve. Jedes Fahrzeug verfügt über eine Messeinrichtung (7), sowie markante Merkmale, z. B. je einen vorderen Reflektor (3.1) und einen hinteren Reflektor (3.2). Es kann sich bei den Reflektoren aber auch um Sender handeln, die ggf. in einem bestimmten Takt ein Signal absetzen und somit in ihrer Position genau bestimmt werden können. Bei den Fahrzeugen kann es sich um Solofahrzeuge, aber auch um Fahrzeuge mit Anhängern handeln. Dabei können sowohl Marken, als auch Messeinrichtungen an den Zugfahrzeugen, als auch an den Anhängern angebracht sein.
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Um die Funktion zu erklären, sind die virtuellen Messstrahlen (8) aus Sicht der Messeinrichtung (7) auf dem Leitfahrzeug dargestellt. Damit kann am Leitfahrzeug (11) sofort und direkt geprüft werden, ob alle Teilnehmer in der richtigen Lage sind. Da die Fahrzeuge zwei Reflektoren haben, kann sogar die Orientierung der Folgefahrzeuge (12.1, 12.2) gemessen oder zumindest abgeschätzt werden. Dies ist auch eine weitere Maßnahme, um die Messsicherheit zu erhöhen.
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Noch weiter lässt sich die Messsicherheit steigern, wenn von den Messeinrichtungen (7) der Folgefahrzeuge (12) aus der Reflektor/die Reflektoren auf dem Leitfahrzeug (11) in ihrer Lage festgestellt werden und somit Messredundanz vorliegt. Durch die Mehrfachmessung lässt sich die Messgenauigkeit erhöhen.
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Die Kontrolle des Konvois muss nicht von dem ersten Fahrzeug aus erfolgen. Auch ein anderes Fahrzeug kann Leitfahrzeug sein. Das erste Fahrzeug kann einen Fahrer mit oder ohne Assistenz haben, ferngesteuert, teil- oder vollautomatisiert fahren. Die anderen Fahrzeuge können ebenfalls einen Fahrer haben und auch ebenfalls mehr oder weniger automatisch folgen.
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Die Folgefahrzeuge (12.1, 12.2) stehen mit dem Leitfahrzeug zweckmäßigerweise z. B. über Datenfunk in Verbindung. Somit können sie Fahranweisungen erhalten oder auch teil- oder auch vollautomatisch geführt werden.
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Bei einer normalen Konvoifahrt können die Fahrzeuge direkt aufeinander folgen, was dann nachteiligerweise, ähnlich wie bei einem Anhängerzug, zum Schneiden der Innenkurve führt. Es ist daher von Vorteil, wenn die Folgefahrzeuge den tatsächlich gefahrenen Weg des Leitfahrzeugs kennen und können somit auch selbst exakt diesem Weg folgen können, also die selbe Hüllkurve fahren. Zur Unterstützung dienen ggf. auch andere Sensoren, z. B. Inkrementalgeber und Beschleunigungssensoren und/oder auch Sensoren zur Bestimmung der absoluten Position, z. B. entlang der Fahrbahnmarkierungen oder Leitplanken oder auch z. B. mit Hilfe der Positionierung mit Satelliten oder anderen laufzeitmessenden Verfahren.
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Bei der beliebigen Objektgruppe in 3 kann es sich ebenfalls um Fahrzeuge handeln. Von dem Leitobjekt (13) werden die anderen Objekte (14.1, 14.2, 14.3) in unterschiedlichen Richtungen gesehen. Dargestellt sind die Messstrahlen (8), unter denen mind. ein Reflektor (3) an jedem Objekt (14) gesehen wird. In dieser einfachsten Anordnung ist eine genaue, zuverlässige Positionsbestimmung kaum möglich. Auch hier ist es daher von Vorteil, wenn weitere Messungen von den Objekten (14.1, 14.2, 14.3) aus erfolgen, insbesondere wenn die Distanzen groß sind und genaue Positionsbestimmungen gefordert sind. Wenn eine absolute Positions- oder Lagebestimmung gewünscht oder notwendig ist, sollte/sollten mind. ein oder besser mehrere Teilnehmer der Gruppe eine Positionsbestimmung, z. B. an mind. einer Landmarke oder ähnlich, vornehmen. Hilfreich ist, wenn verfügbar, eine Positionierung mittels Satellitennavigation oder anderen laufzeitmessenden Verfahren. Insbesondere, wenn von verschiedenen Objekten aus eine Positionsbestimmung vorgenommen werden kann, ist des weiteren eine genaue Ausrichtung der gesamten Gruppe möglich. Wenn die Gruppe aus Fahrzeugen besteht, die mit oder ohne Motor oder auch geschoben unterwegs sind, dann können weitere Messdaten, z. B. Odometrie, Trägheitssensorik, gewonnen werden mit denen das Verfahren zusätzlich überprüft oder stabilisiert werden kann.
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Bei Verwendung von mehreren markanten Merkmalen an den Objekten ist die Ausrichtung der einzelnen Objekte feststellbar.
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Wenn eine Verwechselungsgefahr bestehen könnte und somit evtl. die Merkmale nicht mehr den Objekten zugeordnet werden können, ist es von Vorteil codierte Merkmale zu verwenden.
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Dadurch, dass die Objekte (13, 14.1, 14.2, 14.3) von Personen bedient werden können, aber auch assistiert werden oder teil- oder vollautomatisch arbeiten können, ist es auch möglich, dass die ganze Gruppe automatisch oder von einer oder nur wenigen Personen bedient wird. Bei einer Mehrmaschinenbedienung durch eine Person agieren die Objekte mehr oder weniger automatisch. Die Person kann einzelne Fahrzeuge fernsteuern oder auch die Gruppe insgesamt überwachen. Die Person kann sich in einem der Objekte oder außerhalb der Objekte befinden.
