DE1958791B2 - Verfahren zur richtigen Neueinstellung von zwei senkrecht zueinander beweglichen Stellgliedern nach dem Kartenwechsel eines Gerätes zur Standortanzeige eines Fahrzeuges in einer Landkarte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur richtigen Neueinstellung von zwei senkrecht zueinander beweglichen Stellgliedern nach dem Kartenwechsel bei einem Gerat zur Standortanzeige eines l'ahr/eugs in einer Landkarte, bei welchem Gerat die Stellglieder entsprechend den beiden von einem Navigationsrechner ausgegebenen Wegkomponenten "erstellbar sind um: gemeinsam eine Markierung in der Landkarte bewirken.

wobei nach dem Kartenwechsel die Stellglieder von außen manuell betätigt und eine Einstellung auf einen Bezugspunkt mit bekannten Koordinatenwerten (Istkoordinaten) erfolgt und diese in jeweils einen istwertspeicher eingegeben werden.

Bekanntlich ergeben sich bei der automatischen Standortanzeige von Fahrzeugen in einer Karte dann Schwierigkeiten, wenn aufgrund der Fahrzeugbewegung die den Standort bezeichnende Markierung über den Rand des Kartenblatts hinaus bewegt wird. In diesem Falle muß das Kartenblatt gewechselt und die Markierung auf den Standort des Fahrzeugs im neuen Kartenblatt eingestellt werden. Es ist bekannt, hierzu die Standortkoordinaten anzuzeigen und die Markierung entsprechend den angezeigten Standortkoordinaten einzustellen (z. B. GB-PS 7 11 894).

Diese Art der Neueinstellung ist zu ungenau und zumindest bei fahrendem Fahrzeug auch unbequem und zeitraubend. Man hat aus diesem Grunde bereits Kartengeräte konstruiert, bei denen bei Erreichen der Randbegrenzung der Karte ein automatischer Kartenwechsel sowie eine automatische Verstellung der Markierung um die Breite bzw. Höhe der Karte vorgenommen wird (DAS 12 22 275 — Spalte 1).

Derartige hochgezüchtete Geräte bedingen einen relativ hohen technischen Aufwand, der nur bei schnellfliegenden Flugzeugen gerechtfertigt ist. Dagegen ist es für relativ langsam fahrende Fahrzeuge nicht sinnvoll, derart hochentwickelte und damit teure Geräte zum Einsatz zu bringen. Trotzdem ist es jedoch bei Kartengeräten für die beschriebene Fahrzeugart von Interesse, den Kartenwechsel und die Neueinstellung der Markierung schnell und exakt vornehmen zu können.

Zur Lösung dieses Problems ist bereits ein Kartengerät bekannt geworden (DAS 12 22 275), bei dem neben den Stellgliedern für die als Lichtpunkt ausgebildete Markierung noch zwei in den Komponentenrichiungen manuell einstellbare Stellvorrichtungen vorhanden sind. Die betriebsmäßige, durch den Rechner bedingte Verstellung der Stellglieder beeinflußt die Stellvorrichtungen normalerweise nicht, jedoch überträgt sich diese Verstellung auf die Stellvorrichtungen, wenn die Stellglieder am Kartenrand an die Steilbereichsgrenze anstoßen. Andererseits werden mit der Verstellung der Stellvorrichtungen die Stellglieder mitbewegt. Dieses Zusammenspiel wird durch Differentiale und einen größeren Verstellwiderstand der Verstellvorrichtungen erreicht.

Außerdem sind auch noch Zählwerke vorgesehen, die manuell einstellbar sind und bei deren Einstellung eine Verstellung der Stellglieder bewirkt wird. Andererseits bewirkt eine Verstellung der Stellglieder und bei Erreichen des Kartenrands der Stellvorrichtungen durch den Rechner solange keine Änderung des Zählerstands als nicht sowohl die Stellglieder als auch die Stellvorrichtungen am Kartenrand angelangt sind. Auch dieses Zusammenspiel wird durch Differentiale und höhere Verstellwiderstände erreicht.

Bei dem oben beschriebenen Gerät wird nach dem Kartenwechsel wie folgt vorgegangen: Die Verstellvorrichlungen werden auf einen Bezugspunkt in der neuen Karte gestellt. Danach werden die Zählwerke solange verstellt, bis in ihnen der Bezugspunkt eingespeichert ist. Durch die zuerst < 1 folgte Mitverstellung der Stellglieder ;:iii der Einstellung der Versteilvorriehtungen auf den 'u/ugspunkl sowie durch die Verstellung der Stellglieder relativ ::ü den Stellvorrichtungen bei der Linstcllunir

der Zahlwerke auf die Bezugskoordinaten kommt es zur richtigen manuellen Einstellung der Stellglieder und damit der Markierung. Bei diesem Gerät kann zwar die Neueinstellung der Markierung nach Kartenwechsel schnell und genau durchgeführt werden, jedoch ist auch hier der zur Erzielung dieses Ergebnisses benötigte Aufwand an teurer Mechanik erheblich.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur richtigen Neueinstellung der beweglichen Glieder eines Kartengeräts nach Kartenwechsel zu schaffen, mit dem die Neueinstellung genauso schnell und exakt wie bei dem bekannten Verfahren durchgeführt werden kann, bei dem sich jedoch der Aufwand zur Erzielung dieses Ergebnisses in bedeutend engeren Grenzen hält

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stellglieder zur Einstellung des Sollwertes nach Kartenwechsel jeweils so eingestellt werden, daß sie gemeinsam den Bezugspunkt markieren, daß zur Nachführung der Markierung auf die vom Rechner zur Verfügung gestellten Sollkoordinaten (Standort des Fahrzeuges) für jede Koordinatenrichtung die Istkoordinate mit der Sollkoordinate verglichen wird, daß bei dem Vergleich elektrische Signale zur Nachführung der Markierung abgeleitet werden und daß während der Nachführung entsprechend der jeweiligen Verschiebung der Markierung der lstwertspeicr. r solange verändert wird, bis die Istkoordinate in die Sollkoordinate übergeführt ist.

Man kann das erfindungsgemäße Verfahren 'owohl bei Blattkarten als auch bei Rollkarten einsetzen. Bei Rollkartengeräten kann sich die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die quer zur Bewegungsrichtung der Rollkarte liegende Richtung beschränken.

Aus der obigen Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich, daß zusätzliche Stellvorrichtungen, Differentiale und die Erzeugung von unterschiedlichen Verstellwiderständen bei der Erfindung nicht benötigt werden. Trotzdem werden die gleichen Vorteile, nämlich eine exakte und leicht zu handhabende Neueinstellung der Markierung, erzielt. Die Mittel zur Nachstellung von dem Bezugspunkt zum tatsächlichen Standort, sind an sich bekannt (z. B. Industrie-Anzeiger, Essen, Jg. 87 vom 30. 7. 65, Heft 61, Seiten 206-214 und Technische Rundschau, Bern, Heft 12 vom 13.3.67, Seite 17).

Der zur Durchführung des erfincJungsgemäßen Verfahrens, insbesondere der automatischen Lichtpunktnachführung, benötigte elektronische Aufwand ist keineswegs sehr umfangreich. Vorzugsweise wird als Istwertspeicher je ein Zähler für jede Koordinate verwendet und es wird jeweils eine der Verschiebung der Markierung in jeder Koordinatenrichtung entsprechende Impulszahl gebildet, die dem entsprechenden Zähler zugeführt wird und dessen Zählerstand jeweils auf den augenblicklichen Koordinatenwert der Markierung bringt. Man schafft sich also, wie ar. diesem Beispiel gezeigt, Nachführkreise, über die die beweglichen Stellglieder solange eine Nachführung erfahren, bis die im Istwertspeicher gespeicherten Koordinaten gleich dem vom Rechner ausgegebenen Koordinaten sind. Vorzugsweise bleiben die Nachführkreist' auch im normalen Betriebsfall in Wirkung, so daß bei jeder Veränderung der vom Rechner ausgegebenen koordinatenwert eine automatische Nachführung der Markierung über die Nachführkreisc erfolgt. Eine zusätzliche Steuerung für du¹ hi'wpuljrhrn Sl^li^iicdcr ^-»p^;i <t.<ivui

entfallen. Eine Unterbrechung der Regelkreise muß hier nur solange vorgenommen werden, bis die Markierung auf dem Bezugspunkt gesetzt ist und die Einspeicherung dieser Koordinatenwerte in den Istwertspeicher voigeliommen ist Es muß hier noch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens erwähnt werden, der darin zu sehen ist, daß die Neueinstellung der beweglichen Glieder auch bei sich fortlaufend ändernden Standortkoordinaten des Fahrzeugs vor sich gehen kann.

Bei der Verwendung eines Zählers als Istwertspeicher wird vorzugsweise das Vergleichsglied für jede Koordinatenrichtung so ausgelegt, daß es je nach Abweichung des Istwerts vom Sollwert in die eine oder andere Richtung eines von zwei Toren öffnet und damit Impulse durchläßt, die einmal zur Verschiebung der Markierung und zum anderen zur Änderung des Zählerstands ausgenutzt werden. Es ist jedoch auch möglich, durch das Vergleichsglied je nach dem, in welcher Richtung der Istwert vom Sollwert abweicht, den Antriebsmotor für jedes Stellglied in unterschiedlicher Polung an eine Gleichspannungsquelle zu legen. In diesem Falle müssen durch die Bewegung der Stellglieder impulse erzeugt werden, die den Isiwertspeicher verstellen. Wird ansteile eines Zählers ein Kodierschalter als Istwertspeicher benutzt, so muß mit der Bewegung des entsprechenden Stellglieds die Verstellung dieses Kodierschalters einhergehen.

Anhand der in der Zeichnung niedergelegten Ausführungsbeispiele zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt hierbei eine schematische Darstellung von Rechner und Kartengerät, während die

Fig. 2 bis 4 Schaltungen beinhalten, die für die Nachführung jeweils eines Stellglieds des Kartengeräts geeignet sind.

Die beiden Eingangsklemmen des Rechners 3, an denen einerseits die Kursreferenz des Kurskreisels und andererseits die Weginkremente, also Signale, die dem zurückgelegten Weg entsprechen, zugeführt werden, sind mit 1 und 2 bezeichnet. Der Rechner 3 ist derart ausgelegt, daß er an seinen Ausgangsklemmen 4 und 5 die Koordinaten X und Y des Fahrzeugstandorts in digitaler Form abgibt. Diese digitalen Werte werden dem Blatt-Kartengerät 6 zugeführt, auf dem ein Kartenblatt 7 aufgelegt ist, das mit einem UTM-Gitternetz 8 versehen ist. Durch die in zwei zueinander senkrechten Richtungen beweglichen, nicht sichtbaren Stellglieder des Kartengeräts 6 wird entsprechend dem vom Rechner ausgegebenen Koordinaten eine Verstellung der als unter dem Kartenblatt befindlichen Lichtpunkt 9 ausgebildeten Markierung bewirkt.

Wandert nun der Lichtpunkt 9 im Verlaufe einer Fahrzeugfahrt an einen der vier Kartenränder, so wird er trotz weiterer Koordinatenänderung am Weiterwandern gehindert. Bei Karteriblattwechse! ist somit ein Versetzen des Lichtpunkts 9 um die Höhe oder Breite des Kartenblatts nicht möglich, wenn nicht gerade bei Erreichen des Kartenrands das Fahrzeug angehalten wird. Diese Schwierigkeiten werden dadurch behoben, daß nach dem Kartenblattwechsci der Lichtpunkt mittels der auf die Stellglieder einwirkenden Rändelräder 10 auf einen Pin.U 9a gesetzt wird, dessen Koordinaten der Karte leicht entnommen, zum Heispiel abgelesen werden können oc'.¹ bekannt sind. Die Koordinatenwertc du ■·■■·. Punktes 9a werden dann

schalter in die als Istwertspeicher dienenden Zähler 14 eingegeben. Während der manuellen Einstellung des Lichtpunkts 9 auf den Punkt 9a und der Einspeicherung der Koordinatenwerte des Punkts 9a in die Istwertspeicher 14 ist der Nachführkreis für die Stellglieder außer Betrieb. Nach diesen Maßnahmen wird er wieder geschlossen, wodurch der Lichtpunkt 9 automatisch und exakt auf den Standort des Fahrzeugs entsprechenden Punkt der Karte geführt wird.

Eine Ausführungsmöglichkeit für die Lichtpunktnachführung in einer Koordinatenrichtung zeigt Fig. 2, in der der Speicher für eine der Standortkoordinaten mit 12, ein Vergleichsglied mit 13, der als Istwertspeicher benutzte Zähler mit 14 und der zugehörige Kodierschalter mit 15 bezeichnet ist. Über den Kodierschalter 15 wird der Zähler 14 manuell auf den einen Koodinatenwert d· s Bezugspunkts 9a gebracht. Nach Inbetriebsetzen der Nachführschaltung wird im Vergleichsglied 13 festgestellt, ob die Koordinate des Bezugspunkts größer oder kleiner als die entsprechende Koordinate des Standorts oder gleich dieser ist. Bei Ungleichheit wird abhängig von der Richtung der Abweichung eines der Tore 16 geöffnet, das dann Impulse des Impulsgenerators 17 über den entsprechend dem Landkartenmaßstab eingestellten Impulsteiler oder Vervielfacher 18 zu der Einrichtung 19 gelangen läßt, über die bei jedem Impuls der Schrittmotor 20 angesteuert und um einen Schritt in die eine oder andere Richtung verdreht wird. Durch den Motor 20 wird auch die Lichtquelle 21 in der einen Koordinatenrichtung verstellt.

Die Ausgangsimpulse der Tore 16 gelangen auch zum Zähler 14 und verändern je nachdem, welches Tor geöffnet ist, den Zählerstand in der einen oder anderen Richtung. Nach kurzer Zeit stimmt der Zählerstand des Zählers 14 mit den Koordinatenwerten des Speichers 12 überein, was bedeutet, daß die Lichtquelle 21 an einen Punkt der Karte 7 gebracht wurde, die der einen Standortkoordinate entspricht. Der Lichtpunkt wird außerdem noch von einer zweiten entsprechenden Anordnung in die hierzu senkrechte Richtung bewegt. Nach der Neueinstellung wird der Lichtpunkt durch die beschriebene Anordnung entsprechend den Standortsänderungen nachgeführt. Anstelle der Einrichtung 19 und des Schrittmotors 20 kann auch ein Impulsmotor treten, der unmittelbar von den Impulsen des Generators 17 angetrieben wird und die Verstellung des Lichtpunkts bewirkt. Ein derartiger Impulsmotor kann zum Beispiel aus zwei Impulsmagneten bestehen, deren Bewegung in eine Drehbewegung umgesetzt wird.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 wird der Gleichstrommotor 22 solange und in solcher Polung an die Spannung der Quelle 23 gelegt, bis der Lichtpunkt den dem Standort entsprechenden Punkt erreicht hat. Hierzu liefert das Vergleichsglied 13 je nachdem, ob der Koordinatenwert im Istwertspeicher 14 größer oder kleiner als der Sollkoordinatenwert ist auf einer seiner Ausgangsleitungen ein Signal, durch das mittels des Umschalters 24 die Gleichspannung der Gleichspannungsquelle 23 in der einen oder anderen Polarität an den Gleichspannungsmotor 22 gelegt wird. Von der Bewegung des Motors 22 wird ein Impulserzeuger 25 gesteuert, der über seine eine Ausgangsleitung eine der Motordrehung entsprechende Impulszahl abgibt und auf seiner anderen Leitung je nach Drehrichtung ein positives oder negatives Signal abgibt. Durch den Richtungsdiskriminator 26 wird erreicht, daß die vom Generator 25 erzeugte Impulszahl je nach Drehrichtung auf den einen oder anderen Eingang des Zählers zur Vor- oder Rückwärtszählung gelangt, wobei jeweils noch ein Vervielfacher oder Teiler 18 vorgesehen ist. Auch hiermit kann die Nachführung des Lichtpunkts durchgeführt werden.

Schließlich zeigt die F i g. 4 noch ein Ausführungsbeispiel, bei dem ähnliche wie bei dem Ausführungsbeispiei der Fi g. 2 ein Motor (hier ein Impulsmotor 27) durch Impulse auf einer seiner beiden Eingangsleitungen gesteuert wird Als Istwertspeicher ist hier jedoch lediglich ein Kodierschalter vorgesehen, dessen Einstellung mit der Motorbewegung über die mechanische Verbindung 28 geändert wird. Die Rutschkupplung 29 ermöglicht die manuelle Einstellung des Kodierschalters ohne den Motor 27 mitzubewegen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur richtigen Neueinstellung von zwei senkrecht zueinander beweglichen Stellgliedern nach dem Kartenwechsel bei einem Gerät zur ·-, Standortanzeige eines Fahrzeugs in einer Landkarte, bei welchem Gerät die Stellglieder entsprechend den beiden von einem Navigationsrechner ausgegebenen Wegkomponenten verstellbar sind und gemeinsam eine Markierung in der Landkarte to bewirken, wobei nach dem Kartenwechsel die Stellglieder von außen manuell betätigt und eine Einstellung auf einen Bezugspunkt mit bekannten Koordinatenwerten (Istkoordinaten) erfolgt und diese in jeweils einen Istwertspeicher eingegeben is werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder zur Einstellung des Sollwertes nach Kartenwechsel jeweils so eingestellt werden, daß sie gemeinsam den Bezugspunkt markieren, daß zur Nachführung der Markierung auf die vom Rechner ><> zur Verfügung gestellten Sollkoordinaten (Standort des Fahrzeuges) für jede Koordinatenrichtung die Istkoordinate mit der Sollkoordinate verglichen wird, daß bei dem Vergleich elektrische Signale zur Nachführung der Markierung abgeleitet werden und >-, daß während der Nachführung entsprechend der jeweiligen Verschiebung der Markierung der Istwertspeicher solange verändert wird, bis die Istkoordinate in die Sollkoordinate übergeführt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- «1 zeichnet, daß bei Verwendung je eines Zählers als Istwertspeicher der jeweiligen Verschiebung der Markierung entsprechende Impulse gebildet werden, welche dem Zähler zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn- !■-> zeichnet, daß der Vergleich von Istkoordinate mit Sollkoordinate mittels eines Vergleichsgliedes derart durchgeführt wird, daß je nach Abweichung in die eine oder andere Richtung eines von zwei mit einer Impulsquelle verbundene Tore öffnet, und somit zur Nachführung der Markierung und zur Änderung der Zählerstandes ausgenutzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich von Istkoordinate mit Sollkoordinate mittels eines Vergleichsgliedes der- v> art durchgeführt wird, daß je nach Abweichung in die eine oder andere Richtung ein Antriebsmotor für die Markierung in unterschiedlicher Polung an eine Spannungsquelle angeschaltet wird, und daß die Impulse für die Änderung des Zählerstandes in v> einem durch die Bewegung der Markierung gesteuerten Impulsgebers erzeugt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Istwertspeicher ein Kodierschalter vorgesehen ist, dessen Einstellung durch die r> Bewegung der Markierung geändert wird.