DE1961414A1 - Lenksystem fuer ein ferngelenktes Fahrzeug - Google Patents

Lenksystem fuer ein ferngelenktes Fahrzeug

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DE1961414A1
DE1961414A1 DE19691961414 DE1961414A DE1961414A1 DE 1961414 A1 DE1961414 A1 DE 1961414A1 DE 19691961414 DE19691961414 DE 19691961414 DE 1961414 A DE1961414 A DE 1961414A DE 1961414 A1 DE1961414 A1 DE 1961414A1
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steering
vehicle
programmed
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DE19691961414
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English (en)
Inventor
Critchlow Arthur J
Dr Comer Donald T
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Mobility Systems Inc
Original Assignee
Mobility Systems Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0259Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means
    • G05D1/0265Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means using buried wires

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

  • Lenksystem für ein ferngelenktes Fahrzeug.
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenksystem für ein ferngelenktes Fahrzeug, durch welches ein selbstfahrendes Fahrzeug entlang eines Leitweges gelenkt wird, und insbesondere auf ein System, durch welches das selbstfahrende Fahrzeug unabhängig von dem Leitweg einem programmierten Weg folgen und seine Bewegung über Entscheidungspunkte des Verkehrsnetzes eines Leitsystems hinweg steuern kann.
  • Bei einem Fahrzeug-Fernlenksystem wird ein Fahrzeug im allgemeinen durch Meßfühler entlang eines Leitweges geführt, welche den Leitweg auffinden und ein Leitsignal liefern, das einer Lenksteuervorrichtung zugeführt wird, welche das Fahrzeug entlang des Leitweges lenkt. Der Leitweg selbst kann unterschiedlich ausgebildet sein und beispielsweise aus einem elektrischen, magnetischen, optischen, mechanischen Weg oder einem vermittels einer Strahlung vorgegebenen Weg bestehen.
  • Fahrzeug-Leitsysteme, bei denen der Leitweg aus einem elektrischen Leiter besteht, sind in den US-Patentschriften 3 009 525 und 3 033 305 offenbart. Die in diesen Patentschriften beschriebenen Fahrzeug-Leitsysteme sind für selbstfahrende Fahrzeuge ohne Fahrer bestimmt, welche elektrischen Leitern folgen, die in der Form eines Verkehrsnetzes ausgelegt sind. Die Leiter werden mit einem Wechselstrom gespeist, welcher ein elektromagnetisches Wechselfeld um den Leiter herum hervorruft, das von den an dem Fahrzeug- befindlichen Meßfühlern festgestellt werden kann. Im allgemeinen erzeugen die Meßfühler ein Signal, das Richtung und Größe der seitlichen Abweichung des Fahrzeuges von dem Leiter anzeigt und dazu verwendet wird, die Lenkvorrichtung in einer Weise zu betätigen, daß das Fahrzeug dem Leiter folgt.
  • Bei Fahrzeug-Leitsystemen, die insbesondere aus einem komplexen Verkehrsnetz bestehen, in welchem mehrere Wege in verschiedenen Richtungen von einem einzigen Punkt ausgehen, der auch als Entscheidungspunkt oder Kreuzung bezeichnet wird, ist es erforderlich, Vorrichtungen zu verwenden, die dazu dienen, einen der verschiedenen möglichen Leitwege fUr das selbstfahrende Fahrzeug auszuwählen,'wenn dieses einen derartigen Entscheidungspunkt passiert.
  • Beispielsweise kann ein Entscheidungspunkt aus wei Leitwegen bestehen, die sich in der Art einer Straßenkreuzung unter einem rechten Winkel schneiden0 Wenn angenommen werden 6011, daß die vier von der Kreuzung ausgehenden Wege mit den vier Hauptrichtungen des Kompasses zusammenfallen, hat ein Fahrzeug, das sich dem Entscheidungspunkt in nördlicher Richtung nähert, die Wahl, seine Fahrt entweder in nördlicher Richtung über die Kreuzung hinweg fortzusetzen oder in westlicher oder dstlicher Richtung abzubiegenX Die Erfindung ist daher insbesondere darauf gerichtet, eine Vorrichtung zu schaffen, vermittels welcher das Fahrzeug so über den Entscheidungspunkt hinweg gefUhrt wird, daß es auf den ausgewählten Weg gebracht wird und diesem dann folgen kann0 Mehrere Systeme sind bereits vorgeschlagen worden, vermittels welcher ein Fahrzeug in einer solchen Weise über einen Entscheidungspunkt hinweggefUhrt werden soll, daß das Fahrzeug einem ausgewählten Leitweg folgt oder auf einen ausgewählten Leitweg gebracht wird, um dann diesem zu folgen.
  • Entsprechend eines bekannten Systems wird ein Leitwegnetz vorgeschlagen, in welchem die von dem Entscheidungspunkt ausgehenden verschiedenen Leitwege durch Wechselstromsignale unterschiedlicher Prequenzen gespeist werden und sich die Leitweg-?(eßftlhler des sich fortbewegenden Fahrzeug ges zum Zwecke der Leitwegauswahl von der einen auf eine andere Frequenz umschalten lassen. Insbesondere sollen dabei die mit einer ersten Frequenz erregten Meßfühler eines entlang eines Leitweges in nördlicher Richtung fahrenden Fahrzeuges vor Erreichen des Entscheidungspunktes für das Abbiegen in westlicher Richtung auf eine zweite Frequenz umgeschaltet werden.
  • Diese Anordnung hat mehrere Nachteile. So müssen wenigstens zwei verschiedene Frequenzen verwendet werden, welche zusätzliche Einrichtungen für das Leitwegnetz und das Fahrzeug erforderlich machen. Weiterhin ist es erforderlich, das Fahrzeug bei seinem Übergang über den Entscheidungspunkt in geführter Weise zu lenken, wobei jedes Abbiegen entlang der ganzen Kurve oder des ganzen Uberganges in geführter Weise gesteuert werden muß. Die letztgenannte Bedingung macht für einen Entscheidungspunkt, der fUr jede Annäherungsrichtung mehr als zwei Wahlmöglichkeiten bietet, sehr komplexe Übergangsleitwege erforderlich, da die Annäherung aus verschiedenen Richtungen erfolgen kann.
  • Entsprechend eines anderen Systems wird vorgeschlagen, die zum Lenken des Fahrzeugs dienende Leitsteuervorrichtung durch eine Hilfssteuervorrichtung zu vervollständigen, welche die Lenkvorrichtung "verriegelt", so daß das Fahrzeug entlang einer Richtung gelenkt wird, welche der der Verriegelung unmittelbar vorhergehenden Richtung des Fahrzeuges entspricht. Diese Verriegelung kann für einen vorher eingestellten Zeitraum oder eine vorgegebene Strecke beibehalten werden, wonach das Hilfssystem außer Tätigkeit gesetzt wird und das Leitsystem erneut in Tätigkeit tritt.
  • Auch diese Anordnung weist einige erhebliche Beschränkungen auf, indem sie nämlich ziemlich einfache Entscheidungspunkte erforderlich macht, welche nur die Wahl zwischen zwei Möglichkeiten bieten, wobei außerdem eine Möglichkeit auf die geradlinige Fortsetzung des Weges über den Entscheidungspunkt hinweg beschränkt ist. Diese Beschränkung ist darauf zurückzuführen, daß das Hilfssystem die Lenkvorrichtung nur dann verriegeln kann, wenn sich diese in der Lenkrichtung des Fahrzeuges unmittelbar vor der Verriegelung befindet. Daher muß der Leitweg geradlinig über den Entscheidungspunkt hinweg verlaufen, kann jedoch unterbrochen sein, da das Hilfssystem das Fahrzeug über eine derartige Unterbrechung hinweg steuert. Die Unterbrechung gestattet außerdem, daß das Fahrzeug einem anderen Leitweg folgen kann, da während des Überganges über die Unterbrechung keine Führung entlang des geradlinigen Weges erfolgt. Wenn das Hilfslenksystem nicht betätigt wird, kann daher das Fahrzeug an der Unterbrechungsstelle des geradlinigen Weges von diesem abgelenkt werden.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein verbessertes System zur Steuerung eines sich selbsttätig fortbewegenden und entlang eines Leitwegnetzes gelenkten Fahrzeuges über einen Entscheidungspunkt zu schaffen, durch welches das Fahrzeug in einer solchen Weise gelenkt werden kann, daß es in die Reichweite eines ausgewählten Leitweges gebracht wird, der von dem Entscheidungspunkt in einer anderen Richtung ausgeht. Zu diesem Zweck soll ein selbstfahrendes Fahrzeug mit einer Lenksteuervorrichtung angegeben werden, welche die normale Leitweg-Lenkvorrichtung ablöst und das Fahrzeug vermittels ausgewählter Lenkbewegungen lenkt, so daß das Fahrzeug einen ausgewählten Weg unabhängig von dem Leitwegnetz beschreiben kann. Dabei soll die Lenksteuervorrichtung auf eine Programmiervorrichtung ansprechbar sein, durch welche die Fahrzeug-Lenkvorrichtung in einer Weise gesteuert wird, daß das Fahrzeug einem vorbestimmten Weg unter einem vorbestimmten Abbiegewinkel und mit vorbestimmter Krümmung folgt, die entsprechend festgelegter Zeitspannen oder zurückgelegter Entfernungen veränderlich sein können.
  • Weiterhin soll eine Programmiervorrichtung für ein ferngelenktes Fahrzeug, das normalerweise einem Leitweg folgt, durch den das Fahrzeug entlang eines ausgewählten Weges in ausgewählter Weise mit ausgewählten Geschwindigkeiten, Verzögerungen und Beschleunigungen, Drehmanovern und dgl.
  • geführt wird, geschaffen werden, die dann in Tätigkeit tritt, wenn die Leitwegsteuerung nicht erwünscht oder nicht zweckmäßig ist oder aufgehoben werden soll, um das Fahrzeug über einen Entscheidungspunkt hinweg einem ausgewählten, von dem Entscheidungspunkt ausgehenden Leitweg zuzuführen. Das Leitwegnetz an den Entscheidungspunkten soll dabei so beschaffen sein, daß es sich mit Ausnahme einer geradlinigen Führung über den Entscheidungspunkt nicht zur Fernlenkung eignet, und es sollen Vorrichtungen vorgesehen sein, die dazu dienen,das Fahrzeug in über einstimmung mit einem ausgewählten Leitweg zu bringen, der anschließend die Nachführung des Fahrzeuges übernehmen soll.
  • Vermittels des vorgeschlagenen Lenksystems für ein Fahrzeug folgt ein selbstfahrendes Fahrzeug normalerweise einem Leitweg und wenn es sich einem Entscheidungspunkt nähert, wird die Steuerung der Fahrzeuglenkung von einer Programmiervorrichtung übernommen, welche das Fahrzeug über den Entscheidungspunkt hinweg und zum Zwecke weiterer Führung in Übereinstimmung mit einem ausgewählten Leitweg bringt. Das einfachste Manöver, das durch die Programmiervorrichtung ausgeführt werden kann, ist eine programmierte Abbiegung, durch welche das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einem ausgewählten Leitweg gebracht wird, so daß die Steuerung wiederum von dem normalen Leit- oder Nachführsystem des Fahrzeuges übernommen werden kann.
  • Eine zu diesem Zweck geeignete Programmiervorrichtung kann aus mehreren Funktionsgeneratoren bestehen, die jeweils ein geeignetes Lenksignal liefern können, durch welches das Fahrzeug entlang eines Sektors des programmierten Weges gelenkt werden kann. Zur Steuerung der Funktionsgeneratoren dient ein Schieberegister, so daß in jedem Zeitpunkt nur ein Generator ein Lenksignal abgeben kann.
  • Die Umschaltung auf den nächsten Generator erfolgt durch Abfühlen des von dem Fahrzeug zurückgelegten Abstandes (oder auch der Zeit oder einer Stellvorrichtung), wobei die Umschaltung jedesmal dann erfolgt, wenn das Fahrzeug einen Sektor des programmierten Weges zurückgelegt hat.
  • Ein programmierter Weg wird nach Auswahl eines Programms durch ein Startsignal eingeleitet, das normalerweise durch eine Nahwirkungs-Kodiervorrichtung in der Form einer Stellvorrichtung erzeugt wird, welche anzeigt, daß sich das Fahrzeug einem Entscheidungspunkt nähert. Die Umschaltung des Registers und damit auch die Erzeugung aufeinanderfolgender Lenksignale erfolgt durch ein Verschiebungssignal, welches der Position des Fahrzeuges entspricht und beispielsweise durch einen mit einem Fahrzeugrad verbundenen Impulsgeber geliefert wird. Das Verschiebungssignal kann ganz allgemein durch ein beliebiges Kodiergerät oder einen Meßfühler geliefert werden, welches- bzw. welcher einen von dem Fahrzeug zurückgelegten Streckenabechnitt anzeigt.
  • Wenn sich das Register in der ersten Stellung befindet, werden die Räder unter einem vorbestimmten Winkel eingestellt (Radeinachlag), und nach jeder Radumdrehung wird das Register in eine neue Stellung gebracht, wodur.ch die Räder wiederum in einen vorbestimmten Radeinschlagwinkel eingestellt werden.
  • Das vorgeschlagene Lenksystem für ein Fahrzeug, das eine Lenkvorrichtung zum Nachführen des Fahrzeuges entlang eines Leitwegsystems aufweist, welches wenigstens einen Entscheidungapunkt, an dem mehrere Leitwege voneinander divergieren, und eine Nahwirkungstorriahtung aufweist, die zur Auslösung eines Startsignals dient, wenn sich das Rahrseug dem Entscheidungspunkt bis auf einen ausgewählten Abstand nähert, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Leitweg-Lenksteuervorrichtung einschließlich eines Meßfühlers zum Auffinden des Leitweges und zur Abgabe eines Leitweg-Lenkeignals, sowie einer ersten Steuervorrichtung, die auf das Leitteg-Lenknignal ansprechbar ist und die Lenkvorrichtung so steuern kann, daß das Fahrzeug entlang des aufgefundenen Weges gelenkt wird, eine Programmierteg-Lenksteuervorrichtung einschließlich positionsabhtngiger Programmiervorrichtungen zur Herleitung programmierter Lenklignale, die angepaßt sind an einen aus geradlinigen Abschnitten bestehenden gekrummten programmierten Weg über den Entscheidungspunkt, sowie einer zweiten Steuervorrichtung, die aUf die programaierten Lenksignale ansprechbar ist und die Lenkvorrichtung so steuern kann, daß das Fahrzeug- unabhängig von einem Leitweg entlang des programmierten Weges gelenkt wird, eine erste, normalerweise geschlossene Schalttorrichtung, welche die Leitweg-Lenksteuervorrichtung mit der Lenkvorrichtung verbindet, eine zweite, normalerweise in der ffnungsstellung befindliche Schaltvorrichtung, welche die Programmierweg-Lenksteuervorrichtung mit der Lenkvorrichtung verbindet, und Steuerungsumschaltvorrichtungen, die auf das Startsignal ansprechbar sind und gleichzeitig die erste Schaltvorrichtung öffnen und die zweite Schaltvorrichtung schließen können, wodurch die Lenksteuerung des Fahrzeuges von der Leitweg-Lenksteuervorrichtung auf die Programmierweg-Lenksteuervorrichtung übergeht.
  • Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lenksystems wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung zwei sich kreuzender Leitwege und-den vorgeschriebenen Weges für das programmierte Abbiegen.
  • Fig. 2 ist ein Blockschaltbild des zur Durchführung des programmierten Abbiegens dienenden Steuersystems.
  • Fig. 3 ist eine graphische Darstellung und zeigt den Zusammenhang zwischen dem programmierten Lenksignal und der Krümmung des programmierten Weges.
  • In Fig. 1 der Zeichnung ist ein ferngelenktes Fahrzeug 1o dargestellt, das sich entlang eines Leitweges 12 in östlicher Richtung fortbewegt und sich westiich eines Entscheidungspunktes 16 befindet, der durch die Kreuzung des Leitweges 12 mit einem weiteren Leitweg 14 gebildet wird.
  • Wenn sich das Fahrzeug lo entlang des Leitweges 12 fortbewegt, vergleichen an dem Fahrzeug angeordnete Meßfühler oder Sensoren normalerweise fortlaufend die Position des Fahrzeuges in bezug auf den Leitweg 12 und liefern ein Fehler- oder Korrektursignal, wenn das Fahrzeug von der Mittellage abweicht. Dieses Korrektursignal dient zur Steuerung einer Lenkvorrichtung des Fahrzeuges lo, vermittels welcher das Fahrzeug zu dem Weg 12 zurückgebracht und diesem nachgeführt wird. Wenn sich das Fahrzeug zum Entscheidungspunkt 16- hin bewegt, kann es entweder 60 gesteuert werden, daß es sich in östlicher Richtung fortbewegt, oder es kann so gesteuert werden, daß es entweder in nördlicher oder in südlicher Richtung abbiegt, um auf den Leitweg 14 zu treffen.
  • Wie aufs der nachfolgenden Beschreibung im einzelnen ersichtlich wird, muß das normale Nachführsystem ausgeschaltet und das Fahrzeug 1o unabhängig von einem Leitweg entlang eines programmierten Weges, der durch den Weg 18 angedeutet ist, gelenkt werden, wenn das Fahrzeug 1o in nördlicher Richtung abbiegen und auf den Weg 14 treffen soll. Entlang des Leitwegnetzes befindet sich eine Kodiervorrichtung 20, die dazu dient, an das Fahrzeug 10 ein Signal abzugeben, welches anzeigt, daß das Fahrzeug in bezug auf den Efltscheidungspunkt in eine Position gelangt es ist, von der aus 1dem programmierten Weg 18 folgen muß, wenn es anschließend auf den Leitweg 14 treffen und in ndrdlicher Richtung weiterfahren will.
  • In Fig. 2 der Zeichnung ist die in dem selbstfahrenden Fahrzeug angeordnete Schaltung schematisch dargestellt, welche dazu dient, das Fahrzeug entsprechend der Erfindung entlang eines Leitweges und eines programmierten Weges zu lenken. Diese Schaltung besteht grundsätzlich aus einer Leitweg-Lenksteuervorrichtung, die mit dem Leitweg zusammenwirkt, und einer Programmierweg-Lenksteuervorrichtung, die mit einer Programmiervorrichtung zusammenwirkt.
  • Die Leitweg-Lenksteuervorrichtung weist Meßfühler oder Sensoren 30 zum Auffinden des Leitweges und zur Abgabe eines Lenksignals auf, das einer Steuervorrichtung zugeführt wird, welche eine Lenkvorrichtung 38 steuert, durch welche das Fahrzeug entlang des aufgefundenen Leitweges gelenkt wird. Die Steuervorrichtung enthält einen Verstärker 34, dessen Ausgang mit einem Lenkmotor 36 verbunden ist, welcher die Lenkvorrichtung 38 steuert. Das Leitweg-Lenksignal wird ein- bzw. ausgeschaltet durch eine Torschaltung oder ein Gatter 32, das normalerweise geöffnet ist.
  • Die Rückkopplung des beschriebenen Leitsystems erfolgt durch den Leitweg, über welchen sich das Fahrzeug fortbewegt, und eine zu diesem Zweck geeignete Abtast- oder Meßfühlervorrichtung 30 kann aus Spulen bestehen, die in einem bestimmten räumlichen Verhältnis angeordnet sind und beispielsweise den Spulen entsprechen, die in den US-Patentschriften Nr. 3 oo9 525 oder 3 o33 305 beschrieben sind.
  • Die Programmierweg-Lenksteuervorrichtung weist wenigstens eine Programmiervorrichtung wie beispielsweise die mit dem Bezugszeichen 40 bezeichnete Vorrichtung, die dazu dient, geeignete programmierte Lenksignale zu erzeugen, und eine Steuervorrichtung auf, welche diese Lenksignale zur Steuerung der Lenkvorrichtung 38 verwendet und das Fahrzeug auf einem vorbestimmten Weg lenkt. Die Steuervorrichtung weist einen Verstärker 45 auf, dessen Ausgang mit dem Verstärker 34 verbunden ist. Ein geeigneter Rückkopplungsweg steht über eine Lenkstellungs- oder Radwinkelanzeigevorrichtung 50 zur Verfügung, welche zum Zwecke des Vergleiches mit dem programmierten Lenksignal ein der Lenkradstellung entsprechendes Signal entwickelt. Das programmierte Lenksignal und das Rückkopplungssignal werden durch entsprechende Gatter 46 bzw. 51 ein- und ausgeschaltet, die normalerweise geschlossen sind und durch das von einem UND-Gatter 64 geliefertes Torsignal geöffnet werden. Da das Gatter 32 so eingestellt ist, daß es sich normalerweise in der Offnungsstellung befindet, und sich die Gatter 46 und 51 normalerweise im geschlossenen Zustand befinden, sowie weiterhin das Übereinkommen getroffen wird, daß ein Gatter durch ein richtiges oder "wahres' Signal geöffnet wird, ist in der Torsignalleitung zu dem Gatter 32 ein Inverter 67 vorgesehen, so daß durch ein wahres Torsignal das Gatter 32 geschlossen und die Gatter 46 und 51 geöffnet werden.
  • Eine Programmiervorrichtung wie z.B. die mit dem Bezugszeichen 4o bezeichnete Vorrichtung kann unterschiedlich ausgeführt sein und ist im wesentlichen ein Funktionsgenerator für programmierte Lenksignale. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Programmiervorrichtung ein achtstufiges Schieberegister für die Positionen 1 bis 8, sowie acht Funktionsgeneratoren F1 bis F8 auf. Jeder Funktionsgenerator F wird durch eine zugeordnete Stufe des Schieberegisters in einer solchen Weise gesteuert, daß der zugeordnete Funktionsgenerator dann,-wenn die Stufe "eingeschaltet" ist oder sich im wahren Zutand" befindet, ein das programmierte Lenksignal darstellendes Ausgangssignal liefert, das über die Ausgangsleitung 44 dem Verstärker 45 zugeführt wird.
  • Zwecks Erweiterung der Vielseitigkeit kann jedes Fahrzeug mit mehreren Programmiervorrichtuneen ausgetattet sein, wobei-eine zusätzliche Programmiervorrichtung bei 41 dargestellt ist. Jede Programmiervorrichtung lenkt das Fahrzeug entlang eines anderen, vorgeschriebenen Weges, und die Auswahl eines bestimmten Weges kann durch ein von einer Kodier- oder Stellvorrichtung 20 abgegebenes Signal erfolgen. Die Programmiervorrichtung 41 ist ebenfalls über die Ausgangs leitung 47 mit dem Verstärker 45 verbunden.
  • Die einzelnen Funktionsgeneratoren F können die Form von gewichteten Widerständen aufweisen, die zur Ausbildung geeigneter Lenksignale mit positiven oder negativen Potentialquellen verbunden sind. Die Lenksignale sind allgemein positiv für einen zu einer Seite des Fahrzeuges erfolgenden Radeinschlag, und negativ für einen Radeinschlag nach der anderen Seite. Infolge der Lage der Rückkopplungsschleife ist die Größe des programmierten Lenksignals direkt proportional dem Drehwinkel des Fahrzeug-Lenkrades.
  • In Fig. 3 ist eine Kurve loo dargestellt, die den Verlauf der Lenkspannung in Abhängigkeit von der Krümmung des Fahrzeugweges anzeigt. Wie aus Kurve loo zu ersehen, ist die Krümmung des Fahrzeugweges um so stärker und damit die von dem Fahrzeug beschriebene Kurve um so enger, je höher die Lenkspannung ist. Aus Kurve loo ist weiterhin zu ersehen, daß negative Spannungen ein Abbiegen des Fahrzeuges nach links, positive Spannungen ein Abbiegen des Fahrzeuges nach rechts, und die Spannung Null eine geradlinige Bewegung des Fahrzeuges hervorrufen.
  • Schließlich ist eine logische Schaltung vorgesehen, welche dazu dient die Fahrzeuglenkung von der Lenkung durch den Leitweg auf programmierte Lenkung umzustellen, sowie das programmierte Lenksignal so ZU ändern, daß es auch verwickeltere Manöver als nur ein konstantes Abbiegen zuläßt und eine bestimmte Programmiervorrichtung und damit auch die Fahrbewegung auszuwählen und die notwendigen Signale zu entwickeln, durch welche die vorstehend genannten Vorgänge in bezug auf den Entscheidungspunkt an einer bestimmten Stelle eingeleitet werden.
  • Ein Befehlsspeicher 60, der mit "Programmierten Weg Ausführen' bezeichnet ist, stellt eine Vorrichtung dar, die so eingestellt sein muß, daß sie das System nach dem Auftreten bestimmter Vorgänge davon in Kenntnis setzt, daß ein programmierter Weg verfolgt werden soll. Der Befehlsspeicher 6o hat zwei voneinander getrennte Aufgaben, nämlich einerseits das auszuführende Fahrmanöver> d.h.
  • eine entsprechende Programmiervorrichtung ausæuwAhlen, welche einen ausgewählten vorbestimmten Weg vorschreibt, und die logische Schaltung des Systems derart zu beeinflussen, daß das Fahrzeug bei Erreichen einer vorbestimmten Stelle eine progra-ierte Abbiegung ausführt <oder einem programmierten Weg folgt). Die Auswahl erfolgt durch einen Steuerimpuls an eines der Adressen-Gatter 61 und 62, die mit der Verschiebungsimpuisleitung der Register der Programmiervorrichtungen 4o und 41 verbunden sind. Diese Adressen-Gatter sind mit dem Befehlsspeicher 60 gekoppelt, und durch ein 'twahres" Signal in der Torsignalleitung wird das ausgewählte Gatter geöffnet (jedoch nicht das andere).
  • Eine Ausgangsleitung des Befehlsspeichers6o ist mit der Einstellklemme einer bistabilen Vorrichtung 63 verbunden, deren "wahren" Ausgang den Einschalttorimpuls für das UND-Gatter 64 liefert. Wie bereits ausgeführt, liefert das UND-Gatter 64 das Torsignal, durch welches die Steuerung von dem Leitweg-Lenksignal auf das programmierte Lenksignal übergeht.
  • Ein Befehlsspeicher 65, der mit n "Programmweg-Anfang" bezeichnet ist, ist auf das Kodiergerät 2o Fig 1) ansprechbar und liefert ein Startsignal, wenn er in dessen Nähe gelangt. Das Startsignal wird an die Einstellklemme einer weiteren binären oder bistabilen Vorrichtung 66 angelegt, deren wahres Signal an das UND-Gatter 64 angelegt wird.
  • Die achte oder letzte Stufe der Register der Programmiervorrichtungen sind ebenfalls mit einer gemeinsamen Rückstelleitung 72 verbunden, die wiederum mit der Rückstellklemme der bistabilen Vorrichtungen 63 und 66 verbunden ist. Schließlich ist eine Vera¢hiebungavorrichtung in der Form eines Radeinschlag-Kodiergerätes 70 vorgesehen, die dazu dient, das programmierte Lenksignal nacheinander zu verändern. Das Kodiergerät 70 liefert jedesmal dann einen Verschiebeimpuls, wenn das Fahrzeug eine vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt hat. Dieser Impuls wird über ein Gatter 71, das durch das Torsteuersignal von dem UND-Gatter 64 gesteuert wird, an das Register der ausgewählten Programmiervorrichtung angelegt.
  • Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Lenksystems soll jetzt anhand der in Fig. 1 dargestellten Leitwege und Entscheidungspunkte für ein Fahrzeug lo erläutert werden, das einem programmierten Weg 18 folgt und in nördlicher Richtung auf den Leitweg 14 abgelenkt erden soll. Der erste Schritt besteht darin, eine Programmiervorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, Lenksignale abzugeben, durch welche das Fahrzeug entlang des Weges 18 gelenkt wird. Dabei geht man in der Regel so vor, daß man den Weg 18 in mehrere Segmente gleicher Bogenlänge zerlegt, die im wesentlichen gleiche Krümmungshalbmesser aufweisen. Wenn angenommen wird, daß der Weg in acht Segmente zerlegt wird und der Krümmungshalbmesser jedes Abschnittes festgelegt ist, besteht der nächste Schritt darin, programmierte Lenksignale zu erzeugen, welche den auf diese Weise bestimmten Lenkwinkel liefern. Das läßt sich unter Zuhilfenahme der in Fig. 3 dargestellten Kurve too dadurch erreichen, daß Spannungsquellen verwendet werden, welche entsprechende Signale abgeben- können.
  • Da zur Annäherung an den Verlauf des Weges 18 acht Bogensegmente gleicher Länge ausgewählt worden sind, wird ein achtstelliges Schieberegister zur Steuerung von acht Funktionsgeneratoren verwendet, von denen jeder ein programmiertes Lenksignal in der bereits beschriebenen Weise liefert. Es 8011 weiterhin angenommen werden, daß die Programmiervorrichtung 40 so ausgelegt ist, daß sie das Fahrzeug entlang des Weges 18 lenken kann. Dann besteht der nächste Schritt darin, das System in Bereitschaft zu versetzen, so daß es den programmierten Weg 18 ausführen kann, wenn es sich in einer vorbimmten Position befindet. Zu diesem Zweck wird der Befehlsspeicher 60 so eingestellt, daß er die ProgrammiervorSchtung 40 auswählt und einen Steuerimpuls an die Vorrichtung 63 liefert.
  • Das Fahrzeug lo ist dann für die nachfolgenden Vorgänge eingestellt und bewegt sich weiterhin in örtlicher Richtung entlang des Leitweges 12, bis es die Kodiervorrichtung 20 passiert, welche die Vorrichtung 66 einstellt, wodurch angezeigt wird, daß sich das Fahrzeug in der vorbestimmten Position befindet, in welcher die Steuerung auf die Programmierweg-Lenksteuervorrichtung übergeht.
  • Durch die Einstellung der Vorrichtung 66 wird ein "wahres" Torsignal durch das zuvor eingeschaltete UND-Gatter 64 abgegeben, wodurch das Gatter 32 gesperrt und die Gatter 46, 51 und 71 geöffnet werden. Wenn die bistabile Vorrichtung 63 nicht durch den Befehlsspeicher 6o eingestellt worden ist, bleibt natürlich das Gatter 34 gesperrt und die Steuerung erfolgt weiterhin durch die Leitweg-Lenksteuervorrichtung.
  • Durch die Torsteuerung der Gatter 46 und 51 wird verursacht, daß das erste programmierte Lenksignal (des Funktionsgenerators F1) sofort an den Verstärker 34 gelegt wird und beginnt, das Fahrzeug entlang des ersten Segmentes des Weges 18 zu lenken. Das Radeinschlag-Kodiergerät 70 schreitet an dem Ende jedes Segmentes fort und schaltet das Register stufenweise, so daß es nacheinander unterschiedlich programmierte Lenksignale an die Lenkvorrichtung 38 anlegt, um das Fahrzeug entlang der verschiedenen Sektoren des programmierten Weges zu lenken. Wenn der letzte Sektor des programmierten Weges erreicht ist, liefert das Register ein Rückstellslgnal, durch welches die Vorrichtungen 63 und 64 zurückgestellt werden und dadurch das von dem UND-Gatter 64 kommende Torsteuersignal "falsch" machen, so daß das Gatter 32 geschlossen wird und die Lenkung des Fahrzeuges wiederum auf die Meßfühler 30 für den Leitweg übergeht.
  • Das in Fig. 2 dargestellte System stellt lediglich ein zur Veranschaulichung dienendes bevorzugtes AusfGhrungsbeispiel dar und ist so weit wie möglich vereinfacht. In der Praxis sind Vorkehrungen getroffen, um zu gewährleisten, daß die Übergabe von der Leitweg-Steuervorrichtung an die programmierte Steuervorrichtung mit einem Verschiebe-oder Umschaltimpuls des KodiergerEtes 70 zusainmenfällt, so daß während des ganzen ersten Segmentes des programmierten Weges eine voll programmierte Steuerung gegeben ist. Außerdem sind der erste Funktionsgenerator F1 und der letzte Funktionsgenerator F8 normalerweise nicht mit den ersten und letzten Stufen des Schieberegisters verbunden, wodurch gewährleistet ist, daß dem Verstärker 45 kein Signal zugeführt wird, während sich das Register in der ersten oder der Rückstellposition befindet. Der Grund dafür ist, daß die nicht angesteuerte Programmiervorrichtung in der Rückstellposition kein Ausgangssignal .
  • liefern soll. Da die letzte Stufe des Schieberegisters normalerweise eine Rückstellung der bistabilen Vorrichtungen 63 und 66 und damit auch eine Übergabe der Steuerung zurück an die Leitweg-Steuervorrichtung hervorruft, ist während dieses Zeitintervalls keine programmierte Lenkung erforderlich. Natürlich kann andererseits der Rückstellimpuls auch während der Zeit erfolgen, in welcher das Schieberegister von der Position 8 in die Position 1 weitergestellt wird.
  • Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, ein Kodiergerät wie z.B. das Gerät 70 zu verwenden, welches Verschiebeimpulse nicht aufgrund der von dem Fahrzeug zurückgelegten Streke, sondern aufgrund einer Zeitbasis oder anderer Vorrichtungen wie z.B. an der Fahrbahn befindlichen Stellvorrichtungen liefert. Die Funktionsgeneratoren F können zur Ausführung komplexer Lenkbewegungen auch so ausgelegt sein, daß sie zeitabhängige Funktionen liefern, durch welche der Abbiegehalbmesser in einer vorbestimmten Weise vergrößert oder verkleinert wird. Wenn die Funktionsgeneratoren Lenksignale konstanter Spannung abgeben, sollten sich aufeinanderfolgende Lenksignale nicht zu sehr voneinander unterscheiden, da die Abbiegegeschwindigkeit eine Funktion des Unterschiedes zwischen aufeinanderfolgenden Lenksignalen ist. Insbesondere ist die Xnderungsgeschwindigkeit proportional dem Unterschied der Amplituden aufeinanderfolgender Lenksignale, geteilt durch ein konstantes Zeitintervall, welches dem Schaltintervall entspricht. Zur Steuerung der Änderungsgeschwindigkeit des Abbiegens können auch Funktionsgeneratoren verwendet werden, welche zeitabhängige Funktionen liefern. Anstelle komplexer Funktionsgeneratoren kann auch die Anzahl der Stufen des Schieberegisters und der Funktionsgeneratoren erhöht werden, so daß die änderung der Lenksignale zwischen benachbarten Segmenten kleiner wird.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Fahrzeug-Lenksystem wird das Fahrzeug durch an dem Fahrzeug angeordnete Meßfühler entlang eines Leitweges gefUhrt. Außerdem ist eine Programmiervorrichtung vorgesehen, wobei die Steuerung von dem Leitweg-Meßfühler an die Programmiervorrichtung abgegeben wird, damit das Fahrzeug einem programmierten Weg folgen kann. Ein programmierter Weg wird dazu verwendet, das Fahrzeug über einen Entscheidungspunkt hinweg zu lenken, damit es auf einen ausgewählten Leitweg gebracht wird, auf dem es dann wiederum nachgeführt werden kann.

Claims (9)

  1. Patentansprüche
    9 enksystem für ein Fahrzeug, das eine Lenkvorrichtung zum Nachführen des Fahrzeuges entlang eines Leitwegsystems aufweist, welches wenigstens einen Entscheidungspunkt, an dem mehrere Leitwege voneinander divergieren, und eine Nahwirkungsvorrichtung aufweist, die zur Auslösung eines Startsignals dient, wenn sich das Fahrzeug dem Entscheidungspunkt bis auf einen ausgewählten Abstand nähert, gekennzeichnet durch eine Leitweg-Lenkateuervorrichtung einschließlich eines Meßfühlers (30) zum Auffinden des Leitweges (12, 14) und zur Abgabe eines Leitweg-Lenksignals, sowie einer ersten Steuervorrichtung, die auf das Leitweg-Lenksignal ansprechbar ist und die Lenkvorrichtung (36, 38) so steuern kann, daß das Fahrzeug (103 entlang des aufgefundenen Weges gelenkt wird, eine Programmierweg-Lenksteuervorrichtung einschließlich positionsabhängiger Programmiervorrichtungen zur Herleitung programmierter Lenksignale, die angepaßt sind an einen aus geradlinigen Abschnitten bestehenden gekrümmtenprogrammierten Weg über den Entscheidungspunkt (16) sowie einer zweiten Steuervorrichtung, die auf die programmierten Lenksignale ansprechbar ist und die Lenkvorrichtung (38) so steuern kann, daß das Fahrzeug unabhängig von einem Leitweg entlang des programmierten Weges gelenkt wird, eine erste, normalerweise geschlossene Schaltvorrichtung (46, 51), welche die Leitweg-Lenksteuervorrichtung mit der Lenkvorrichtung verbindet, eine zweite, normalerweise in der öffnungsstellung befindliche Schaltvorrichtung ( 3 welche die Programmierweg-Lenksteuervorrichtung mit der Lenkvorrichtung verbindet, und Steuerungsumschaltvorrichtungen (65), die auf das Startsignal ansprechbar sind und gleichzeitig die erste Schaltvorrichtung öffnen und die zweite Schaltvorrichtung schließen können, wodurch die Lenksteuerung des Fahrzeuges von der Leitweg-Lenksteuervorrichtung auf die Programmierweg-Lenksteuervorrichtung übergeht.
  2. 2. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmierweg an einem Punkt entlang des Leitweges beginnt, auf welchem sich das Fahrzeug dem Entscheidungspunkt nähert, und an einem Punkt beendet ist, der sich auf einem ausgewählten Leitweg befindet, auf welchem das Fahrzeug den Entscheidungspunkt verläßt.
  3. 3. Lenksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsumschaltvorrichtungen auf eine Eigenschaft ansprechbar sind, welche anzeigt, daß das Fahrzeug den Endpunkt erreicht hat, und die Vorrichtungen dazu dienen, gleichzeitig die erste Schaltvorrichtung zu schließen und die zweite Schaltvorrichtung zu öffnen.
  4. 4. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmierweg-Lenksteuervorrichtung einen RUckkopplungskreis aufweist, der dazu dient, ein der Lage der Lenkvorrichtung (38) entsprechendes Signal zu liefern.
  5. 5. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmiervorrichtung einen Funktionsgenerator (F) aufweist, der programmierte Lenksignale liefert, deren Amplituden und Polaritäten entsprechend einer ausgewählen Eigenschaft des dem programmierten Weg folgenden Fahrzeuges veränderlich sind.
  6. 6. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgenerator so ausgelegt ist, daß er jedesmal dann, wenn das Fahrzeug eine vorbestimmte Strecke zurückgelegt hat, ein unterschiedlich programmiertes Lenksignal abgibt.
  7. 7. Lenksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgenerator so ausgelegt ist, daß er jedesmal dann, wenn ein vorbestimmtes Zeitintervall abgelaufen ist, ein unterschiedlich programmiertes Lenksignal liefert.
  8. 8. Lenksystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmiervorrichtung ein; Schieberegister mit mehreren Ausgangspositionen und einen einer Ausgangsposition zugeordneten Funktionsgenerator, der durch die "Ein"-Ausgangsstellung des Schieberegisters eingeschaltet wird, und eine Vorrichtung (7o) aufweist, die dazu dient, das Schieberegister von einer Startposition am Beginn des programmierten Weges zu einer Endposition am Ende des programmierten Weges vorzurücken.
  9. 9. Lenksystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Vorrücken des Schieberegisters aus einem Radeinschlag-Kodiergerät (70) besteht, welches jedesmal dann ein Verschiebesignal liefert, wenn ein Rad des Fahrzeuges einen vorbestimmten Punkt passiert hat. Leerseite
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2843611A1 (de) * 1977-10-07 1979-04-12 Komatsu Mfg Co Ltd Lenksteuerungssystem fuer ein unbemanntes fahrzeug
DE3244828A1 (de) * 1982-02-19 1983-09-08 Kubota Ltd., Osaka Automatisch sich bewegendes fahrzeug vom lern-wiedergabe-typ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2843611A1 (de) * 1977-10-07 1979-04-12 Komatsu Mfg Co Ltd Lenksteuerungssystem fuer ein unbemanntes fahrzeug
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