DE1221827B - Vorrichtung zum Abtasten von spezifischen OEffnungen in strahlungsundurchlaessigen Merkmalstraegern als Identifizierungsmittel fuer bewegliche Gegenstaende, insbesondere Fahrzeuge - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Abtasten von spezifischen . Öffnungen in strahlungsundurchlässigen Merkmalsträgern als Identifizierungsmittel für bewegliche Gegenstände, insbesondere Fahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit mindestens einer Strahlungsquelle und mindestens einem Strahlungsempfänger zum Abtasten von spezifischen Öffnungen in strahlungsundurchlässigen Merkmalsträgern als Identifizierungsmittel für bewegliche Gegenstände, insbesondere Fahrzeuge.
• Hierbei kann für die Strahlung z. B. sichtbares Licht, Infrarotstrahlung oder sonstige Strahlungsenergie verwendet werden.
• Eines der bedeutendsten Anwendungsgebiete für eine solche Vorrichtung ist die Identifizierung von sich bewegenden Fahrzeugen, wie Eisenbahnwagen od. dgl:, und es wurden bereits zahlreiche Arten von reflektierenden Flächen mit unterschiedlichen strahlenabsorbierenden Bereichen vorgeschlagen, zu denen auch Schlitze gehören. Bei diesen bisherigen Vorschlägen haben Schmutz-, Fett- und Eisschichten oder -überzöge sowie sonstige Verunreinigungen der absorbierenden und/oder reflektierenden Bereiche die Systeme in der Praxis hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit unzulänglich gemacht.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die mit diesen Mängeln nicht behaftet ist, sondern eine zuverlässige Signalreflexion und Abtastung der verschlüsselten reflektierenden Flächen unabhängig von erheblichen Veränderungen dieser Flächen infolge von Verunreinigung oder Beschmutzung und sonstigen Ursachen bewirkt.
• Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Merkmalsträger als Flachmaterial mit U- oder V-förmigem Profil ausgebildet ist, wobei die eine freie Schenkelfläche mit den Öffnungen versehen ist, und daß die durch die Öffnungen auf die andere freie Schenkelfläche bzw. unmittelbar auf diese Schenkelfläche einfallenden Strahlen der Strahlungsquelle von dieser Schenkelfläche in Richtung auf den Empfänger bzw. durch die Öffnungen auf den Empfänger reflektiert werden.
• Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
• Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine kombinierte perspektivische und Blockdiagrammansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, F i g. 2 eine isometrische Teilansicht einer Abänderung, bei der erhellte und Schattenbereiche einer Erkennungsmarke oder eines Erkennungskörpers wendet werden, und F i g. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Variante. F i g. 1 zeigt eine aus einem Stromversorgungskreis 13 beispielsweise mit Gleichstrom-, Wechselstrom- oder mit zerhacktem Gleichstrom gespeiste Strahlungsquelle 9, z. B. eine Infrarotquelle oder eine Quelle sichtbaren Lichtes. Mittels eines Parabolspiegels 11 oder anderer Mittel wird ein Richtstrahl T gebildet, der auf einen an der Abtaststelle vorbeibewegten Merkmalsträger I einwirkt. Der Merkmalsträger kann beispielsweise am Fahrgestell oder Rahmen 7 eines Eisenbahnwagens befestigt sein.
• Gemäß F i g. 1 trifft der Strahl bei P auf eine reflektierende Fläche 5, die hinter der Identifizierungsfläche 1 angeordnet ist und mit ihr einen Winkel cx bildet. Der Strahl T wird von der Fläche 5 bei P über den Strahlengang R reflektiert. Diese Reflexion ist im allgemeinen gestreut, jedoch läßt sich gewünschtenfalls auch eine streuungsfreie Reflexion erzielen, wobei im nachstehenden sowohl die gestreute als auch streuungsfreie Reflexion mit »Reflexion« oder »Reflektieren« bezeichnet werden.
• Der reflektierte Strahl R tritt beim Vorbeibewegen des Merkmalsträgers in Richtung des Pfeiles (F i g. 1) durch die Schlitze 3 der Identifizierungsfläche 1 aus, die an den anderen Stellen für die Strahlung undurchlässig ist. In einem Strahlempfänger 15 werden entsprechend der Anzahl und Abstände der Schlitze Ein-Aus-Signale erzeugt. Diese können zur Anzeige, Speicherung, oder sonstigen Verarbeitung in einer Datenverarbeitungsvorrichtung 17 von beliebiger Bauart benutzt werden.
• Diese Hintergrundbeleuchtungstechnik, bei der die einfallende Strahlung von der verschlüsselten Fläche selbst nicht- unmittelbar reflektiert wird, macht die Vorrichtung für normal auftretende Verunreinigung oder Verschmutzung im wesentlichen unempfindlich. Während man sich bei den bekannten Reflexionsmarken oder -tafeln auf den Kontrast zwischen unmittelbar reflektierenden oder absorbierenden Bereichen verlassen mußte, die durch Eis- und Schlammschichten sowie sonstige Verschmutzung nachteilig beeinflußt wurden, erzeugt die vorstehend beschriebene Vorrichtung auch bei Verschmutzung der Flächen 1 oder 5 unter der Voraussetzung, daß die Schlitze 3 nicht mit Eis oder Schmutz vollständig zugesetzt sind, ein zuverlässiges Ein-Aus-Signal, solange die Reflexionsfläche 5 noch einen Teil der auffallenden Strahlung reflektieren kann.
• Bei Versuchen wurde beispielsweise bei Verwendung einer in etwa 90 cm Entfernung vom MerkmalsträgerI angebrachten Projektionslampe 9 von 150 Watt und einer Photodiode als Empfänger bei Anordnung des Empfängerkreises in etwa 1,2 m Entfernung vom Merkmalsträger zwischen dem beim Vorhandensein eines Schlitzes 3 auftretenden Signal und dem signalfreien Zustand ein Ein-Aus-Signalkontrast im Verhältnis von: über 100 zu 1 erzielt. Die Schlitze 3 waren etwa 7,5 cm lang und 13 mm breit bei einer Breite der Flächen 1 und 5 von je etwa 10 cm. Aus Gründen der Kostenersparnis waren die Flächen 1 und 5 aus Winkeleisen hergestellt mit einem eingeschlossenen Winkel a zwischen den miteinander verbundenen Flächen 1 und 5 von im wesentlichen 90°. Selbst wenn die Fläche 5 zur Herstellung ihrer ungünstigsten- Verschmutzungsbedingungen schwarz angestrichen wurde, wurdenEin-Aus-Signal-Verhältnisse von über 4:1 zuverlässig empfangen.
• In F i g. 3 ist eine Variante des Merkmalsträgers mit U-förmiger Gestalt dargestellt, bei der die bei 3" geschlitzte Identifizierungsfläche 1" mittels einer Verbindungsfläche 2 im wesentlichen parallel zu der reflektierenden Fläche 5" und mit Abstand von ihr angeordnet ist.
• Bei einer Ausbildung des Merkmalsträgers nach F i g. 2 ist nicht erforderlich, daß die Strahlung wie bei F i g. 1 und 3 nach ihrer Reflexion an der reflektierenden Fläche durch die Schlitze der Identifizierungsflächc hindurchtritt. Nach F i g. 2 tritt die Strahlung T aus der Quelle 9 zunächst durch Schlitze 3' hindurch, die aus der auf der Senderseite der reflektierenden Fläche 5' liegenden Außenkante der Identifizierungsfläche 1' ausgeschnitten sind, und wird dann erst bei P von der reflektierten Fläche 5' in Richtung auf den Empfänger reflektiert. Wie durch die schraffierten und unschraffierten Bereiche angedeutet, entsteht also auf der reflektierenden Fläche 5' in Übereinstimmung mit dem Vorhandensein und dem Fehlen der Schlitze 3' eine verschlüsselteSchattenaufteilung, diegeeigneteEin-Aus-Signale über den Strahlengang R des reflektierten Strahlenbündels in Richtung auf den Empfänger zurückwirft.
• Es können an Stelle der gezeigten Schlitze auch andere Formen von Öffnungen verwendet werden, sofern dies für die beabsichtigte Anwendung zweckmäßig ist.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung mit mindestens einer Strahlungsquelle und mindestens einem Strahlungsempfänger zum Abtasten von spezifischen öffnungen in strahlungsundurchlässigen Merkmalsträgem als Identifizierungsmittel für bewegliche Gegenstände, insbesondere Fahrzeuge, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Merkmalsträger als Flachmaterial mit U- oder V-förmigem Profil ausgebildet ist, wobei die eine freie Schenkelfläche (1) mit den Öffnungen (3, 3') versehen ist, und daß die durch die Öffnungen auf die andere freie Schenkelfläche (5) bzw. unmittelbar auf diese Schenkelfläche einfallenden Strahlen (T) der Strahlungsquelle (11, 13) von dieser Schenkelfläche in Richtung auf den Empfänger (15, 17) bzw. durch die Öffnungen auf den Empfänger reflektiert werden.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen aus einer Vielzahl von im wesentlichen zueinander parallelen, voneinander getrennt angeordneten, geschlossenen oder zur Außenkante der Fläche (1) hin offenen Schlitzen (3 bzw. 3') bestehen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (a) zwischen den V-förmig aufeinanderstoßenden Flächen (1 und 5 bzw. 1' und 5') des Merkmalsträgers etwa 90° beträgt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (1" und 5") des U-förmig ausgebildeten Merkmalsträgers voneinander getrennt und im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Merkmalsträger aus U- oder V-förmigem Profileisen besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 920 039, 938 512; deutsche Auslegeschrift Nr. 1123 855; britische Patentschrift Nr. 877 069; USA.-Patentschrift Nr. 2 762 566; IBMTechnicalDisclosureBulletin,September 1961, S. 45; Januar 1963, S. 99.