DE19534851A1

DE19534851A1 - Vorrichtung und Verfahren "lasergestütztes Fahrzeugleitsystem"

Info

Publication number: DE19534851A1
Application number: DE19534851A
Authority: DE
Inventors: A Yuecel Dipl Ing Cetin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1997-03-27

Description

1. Benennung: Vorrichtung und Verfahren "lasergestütztes Fahrzeugleitsystem" 2.1 Technisches Problem der Erfindung = technische Aufgabe und Zielsetzung

Fahrzeuge werden heutzutage bei den unterschiedlichsten Versuchen und Aufgaben geführt oder geleitet anhand:

- einer Schienenführung,
- eines in oder auf der Fahrbahn liegenden stromdurchflossenen Leiters (elektromagnetisches Feld wird durch entsprechende Aufnehmer genutzt),
- einer Fahrbahnmarkierung,
- eines Seilzuges.

Diese Verfahren haben die Einschränkung, daß sie

- ortsgebunden,
- nicht aus beliebig hohen Geschwindigkeiten das Fahrzeug in den Leitbereich einfädeln,
- oder nicht genau genug führen können.

Es bedarf einer einfachen Vorrichtung und Verfahrensweise, welches ohne diese Einschränkungen funktioniert.

2.2 Lösung des Problems bzw. der technischen Aufgabe

Claims

Das Ziel ist, mit einem beliebigen Fahrzeug aus allen Geschwindigkeiten heraus in ein bestimmtes Areal hineinzufahren oder auch dort erst anzufahren und anschließend über eine zu bestimmende Distanz hinweg das Fahrzeug sehr genau (Zentimeter- und Millimeterbereich) zu führen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Laserstrahl (2, 6), der genau positionierbar ist, entlang einer Strecke, in der das Fahrzeug (4) exakt geführt werden soll, von vorne oder von hinten oder von vorne und von hinten auf mindestens eine am beliebig schnell fahrenden Fahrzeug angebrachte Sensorplatte (3, 5) trifft und der Fahrzeugführer durch mindestens ein Display (Lichterleiste), welches auf den Fahrzeugarmaturen plaziert sein kann und mit der jeweiligen Sensorplatte über eine Leitung (oder Telemetrie) verbunden ist, seine Position quer zur Fahrtrichtung entlang des Laserstrahls erkennt und gegebenenfalls auf einen Sollwert hinsteuert.
Wenn sich in dem Fahrzeug kein Fahrer aufhalten soll, kann das Fahrzeug auch von außen ferngesteuert in diesen Bereich hineingeführt und genau entlang des Laserstrahls bewegt werden.
Optische Aufweitungssysteme, die an den Laser (1, 7) angebracht werden, verringern die Divergenz des Laserstrahls und ermöglichen somit, daß die Laserlichtenergie auch über größere Entfernungen stärker gebündelt wird.
Die Sensorplatte (3, 5) besteht im wesentlichen aus einer Matrix von Sensoren (Fotosensoren; mehrere Zeilen und Spalten möglich), die auf den auftreffenden Laserstrahl reagieren. Diese Sensorplatte ist über eine Leitung mit einem Display (z. B. Lichterleiste im Fahrzeuginnenraum) verbunden. Wird ein Sensor vom Laserstrahl getroffen und angeregt, so leuchtet auf dem Display das entsprechende Lämpchen auf. Filterscheiben und/oder Lochplatten schützen die Fotosensoren vor Fremdstrahlung und somit Meßwertverfälschung.
Die Verbindung der Sensorplatte mit dem Display kann auch über Telemetrie geschehen, wobei sich das Display an einem Ort fern vom Fahrzeug befinden kann.
Das Display, beispielsweise versehen mit farbigen LED-Lämpchen, kann auch die gleiche Spalten- und Zeilenanzahl haben wie die Sensorplatte.
Mit Soft- und Hardware (Mikrocontroller, Multiplexer, etc.) kann die Anzahl der Kabel in der Leitung Sensorplatte/Display gering gehalten werden.
Die Sensorplatte kann am Fahrzeug an beliebiger Stelle angebracht werden. Die Gesamtfunktion des Fahrzeugleitsystems (Auftreffen des Laserstrahls auf den Sensor) muß dabei erhalten bleiben. Das heißt, daß der Laserstrahl auf die Sensorzeile treffen muß. Die Sensorzeilen ermöglichen durch ihre flächenhafte Verteilung der Sensoren, die Bewegung des Fahrzeuges in den zwei Achsen (9, 10) zu verfolgen.
Der Laserstrahl kann direkt auf die Sensoren treffen. Die Dichte der Sensoren ist begrenzt durch die Abmessungen der Sensoren. Eine höhere Dichte kann dadurch erreicht werden, indem der ankommende Laserstrahl mit Spiegeln (Umlenken des Strahls) oder Lichtwellenleitern (Querschnitt der Lichtwellenleiter kleiner als Fläche der Sensoren) auf die Sensoren geführt oder geleitet wird.
Nebenansprüche:
Enthält die Sensorplatte mehrere Zeilen an Sensoren und ist die Dichte der Sensoren der Aufgabe angepaßt, so kann auch eine Höhenänderung oder die jeweilige Höhe (Auftrieb/Abtrieb am Fahrzeug) erfaßt werden, wenn sich das Fahrzeug in dem Bereich des Laserstrahls befindet und entlanggeführt wird.
Wird dieses Leitsystem von vorne (7) und hinten (1) gleichzeitig angewendet, so kann die Abweichung von der Fahrspur an den jeweiligen Positionen, an denen die Sensorplatte (3, 5) angebracht ist, ermittelt und gegebenenfalls eingegriffen werden.
Eine Schnittstelle (am Display möglich) stellt die Verbindung zu anderen Geräten (z. B. Computer mit Meß- und Regelaufgaben) her und ermöglicht die Weiterverarbeitung und Nutzung (Fahrtrichtungsregelung durch Fuzzy-Logik) der Sensorsignale.
2.3 Anwendungsgebiete
- - Untersuchung der Reifenaufstandsflächen und deren Profilklötze bei allen versuchstypi schen Geschwindigkeiten,
- - Geräuschmessungen an vorbeifahrenden Fahrzeugen (genauer Abstand zu den Mikrophonen wichtig),
- - Crashtests,
- - Bremsversuche (wichtig: immer auf der gleichen Spur bremsen, weil die Reibbeiwertstreuung der Reibpartner Reifen/Fahrbahnbelag auf anderen Spuren die Ergebnisse verfälscht; insbesondere gilt dies für Eisbremsversuche),
- - Fahrversuche, bei denen es darauf ankommt, ein Fahrzeug sehr genau entlang einer Geraden zu führen und die Versuche an beliebiger Stelle durchzuführen,
- - Untersuchungen der Einflüsse von Seitenkräften (z. B. Seitenwind), die auf ein vorbeifahrendes Fahrzeug wirken; Ermittlung der jeweiligen Spurabweichung in Abhängigkeit von der Position der Sensorplatte.