DE19717661A1

DE19717661A1 - Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Erkennung wesentlicher Merkmale eines Schienenfahrzeugs

Info

Publication number: DE19717661A1
Application number: DE1997117661
Authority: DE
Inventors: Torsten Hein; Manfred Dipl Ing Luecking; Ulrich P Dipl Ing Vogt
Original assignee: Krupp Foerdertechnik GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Foerdertechnik GmbH
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-10-29

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ein richtung zur kontinuierlichen Erkennung wesentlicher Merkmale von auf einem Schienenweg in Bewegung befind lichen Schienenfahrzeugen vor deren automatischer Bela dung mit Ladeeinheiten bzw. wesentlicher Merkmale der auf einem Schienenfahrzeug befindlichen Ladeeinheiten vor der automatischen Entladung, mittels einer neben dem Schienenweg angeordneten Meßstrecke, auf der die Kon turen des Schienenfahrzeugs bzw. der Ladeeinheiten ge messen und die gemessenen Werte sodann einem Rechner zugeführt werden.

Bei den Einrichtungen zum Umschlagen von Ladegut in Form von Ladeeinheiten, wie Containern, Wechselbehältern, Sattelaufliegern o. dgl., zwischen einem in Bewegung befindlichen Schienenfahrzeug und einem Lager bzw. einem anderen Fahrzeug, unter Verwendung längs des Schienen verkehrsweges verfahrbarer Umschlaggeräte besteht eine Schwierigkeit darin, vor der Beladung die Höhe der Lade fläche des zu beladenden Schienenfahrzeugs sowie die vorhandene Lage der Zapfen für die Aufnahme und Arretierung der Ladeeinheiten festzustellen, damit ein genaues Aufsetzen der Ladeeinheiten auf das Schienen fahrzeug gewährleistet ist.

Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, vor der Ent ladung der Ladeeinheiten deren Höhe zu ermitteln, damit sowohl die Identifizierung der Ladeeinheiten als auch das Absenken des Ladegeschirr des Umschlaggeräts auf die Ladeeinheit abgestimmt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur kontinuierlichen Erkennung wesentlicher Merkmale von auf einem Schienenweg in Bewegung befindlichen Schienenfahrzeugen bzw. wesent licher Merkmale der auf einem Schienenfahrzeug befind lichen Ladeeinheiten zu schaffen, durch die einwandfreie Meßergebnisse geliefert werden, wobei die Einrichtung trotzdem kostengünstig hergestellt werden kann.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einem Verfahren der eingangs genannten Art darin,

- daß der neben einer der Schienen des Schienenweges angeordnete Sender der Meßstrecke - die außerdem noch einen ebenfalls neben einer der Schienen des Schienen weges angeordneten Empfänger aufweist - mittels einer Anzahl in geringem Abstand voneinander lotrecht unter einander befindlichen Sendepunkten Wellen oder Strahlen zumindest annähernd parallel zueinander und mit hoher Taktrate in Richtung des Empfängers aus sendet, die vom dem Empfänger aufgenommen werden, wobei jedem Sendepunkt des Senders ein Empfangspunkt des Empfängers paarweise zugeordnet ist und jeder Empfangspunkt durch eine entsprechende Steuerung nur dann in Empfangsbereitschaft versetzt wird, wenn der ihm zugeordnete Sendepunkt eine Welle bzw. einen Strahl aussendet, wodurch die in dem durch die Wellen bzw. die Strahlen gebildeten "Vorhang" zwischen Sender und Empfänger sich bewegende Kontur des Schienenfahr zeugs und/oder der auf dem Schienenfahrzeug befind lichen Ladeeinheiten durch von den Empfangspunkten des Empfängers aufgenommenen Signalen erfaßt wird,
- und daß aus den sich durch die Wellen bzw. die Strahlen erfaßten Konturen ergebenden Werten von dem Rechner mittels der darin eingegebenen Software die Lage der zu bestimmenden wesentlichen Merkmale ermittelt wird.

Als Wellen kommen beispielsweise Ultraschallwellen in Betracht; als Strahlen alle Lichtstrahlen, wie Infrarot licht, Laserlicht u. dgl.

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die von den Sendepunkten des Senders ausgesandten Wellen bzw. Strahlen über denjenigen Bereich des Schienen fahrzeugs und/oder der Ladeeinheiten geführt, dessen Konturen die zu erkennenden Merkmale aufweisen. Dadurch wird eine Meßstrecke mit nur verhältnismäßig geringer Höhe benötigt.

Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art, insbesondere bei einer Einrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, besteht die Erfindung darin,

- daß die Meßstrecke durch einen Sender und einen Empfänger gebildet ist,
- daß der Sender und der Empfänger lotrecht neben einer der Schienen des Schienenweges - jeweils außerhalb des durch die Schienen gebildeten Gleises - angeordnet sind,
- daß der Sender eine Anzahl von Sendepunkten aufweist, die Wellen oder Strahlen in geringem Abstand vonein ander und lotrecht untereinander mit hoher Taktrate in Richtung des Empfängers aussenden, die von den Em pfangspunkten des Empfängers aufgenommen werden.

Da die Aussendung der Wellen oder Strahlen über die Höhe des Senders verteilt und mit hoher Impulszahl erfolgt, kann jede den Empfänger erreichende Welle bzw. jeder Strahl jeweils entsprechend zugeordnet werden. Dies gilt auch dann, wenn es zur Bildung von Strahlenkegeln kommen sollte. Es ergeben sich somit sehr genaue Meßwerte. Die verwendete Meßstrecke ist auch kostengünstig, weil die dazu erforderlichen Sender und Empfänger handelsüblich sind.

In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist jedem Sendepunkt des Senders ein Empfangspunkt des Empfängers paarweise zugeordnet ist und steht jeder Empfangspunkt mit einer Steuerung in Verbindung, die den Empfangspunkt nur dann in Empfangsbereitschaft versetzt, wenn der diesem zugeordnete Sendepunkt eine Welle bzw. einen Strahl aussendet. Dadurch werden Fehlmessungen vermieden.

Nach einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Ein richtung sind der Sender und der Empfänger auf einander gegenüberliegenden Seiten des Schienenweges bzw. einer Schiene des Schienenweges angeordnet. Hierdurch ist der Abstand des Empfängers vom Sender, insbesondere dann, wenn Sender und Empfänger beiderseits einer einzelnen Schiene des Schienenweges angeordnet sind, sehr gering. Dadurch ist eine sehr genaue laufende Erfassung der Position des Schienenfahrzeugs gewährleistet, aufgrund derer die Antriebsmittel der Umschlaggeräte so gesteuert werden können, daß sich die Umschlaggeräte mit hoher Genauigkeit jeweils an der richtigen Stelle in Bezug auf das betreffende Schienenfahrzeug befinden und mit der richtigen Geschwindigkeit synchron bewegen.

Nach einem anderen Merkmal der erfindungsgemäßen Ein richtung sind der Sender und der Empfänger auf der gleichen Seite des Schienenweges angeordnet und ist auf der gegenüberliegenden Seite des Schienenweges eine die Wellen bzw. die Strahlen reflektierende Fläche vorge sehen. Bei dieser Ausführungsform werden die erforder lichen Anschlüsse für den Sender und den Empfänger nur einer Seite des Schienenweges benötigt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann noch dadurch ver bessert werden, daß Sender und Empfänger der Meßstrecke aus mindestens jeweils zwei aneinandergereihten Sender segmenten bzw. Empfängersegmenten gebildet sind. Dies ermöglicht eine beliebige Verlängerung der Meßstrecke. Darüber hinaus sind die Abschnitte der Meßstrecke leicht einzeln auszuwechseln, so daß auch die Wartung und die Reparatur der Meßstrecke nur sehr geringe Kosten erfordert.

In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrich tung sind der Sender und der Empfänger der Meßstrecke derart angeordnet, daß die von den Sendepunkten des Sen ders ausgesandten Wellen bzw. Strahlen über denjenigen Bereich des Schienenfahrzeugs und/oder der Ladeeinheiten geführt, dessen Konturen die zu erkennenden Merkmale aufweisen. Hierbei kann es auch zweckmäßig sein, jeweils zwei Sendersegmente und zwei Empfangssegmente - gege benenfalls mit Abstand - übereinander anzuordnen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs gemäßen Einrichtung sind die Sendepunkte des Senders und die entsprechenden Empfangspunkte des Empfängers der Meßstrecke derart angeordnet und derart schnell synchron getaktet, daß die Position bzw. das Bezugselement für die Position des Schienenfahrzeugs mit einer Genauigkeit von weniger als 50 mm, vorzugsweise von weniger als 10 mm, erfaßt wird, und zwar über die gesamte Meßstrecke und unabhängig davon, ob das Schienenfahrzeug steht oder fährt. Dadurch ist eine hohe Genauigkeit der von dem Rechner aus den Meßwerten ermittelten Ergebnisse gewähr leistet.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schienenfahrzeug mit daneben befindlicher Meßstrecke, in schematischer Darstellung im Querschnitt;

Fig. 2 das Schienenfahrzeug und die Meßstrecke gemäß Fig. 1 in Seitenansicht;

Fig. 3 ein anderes Schienenfahrzeug mit daneben befindlicher Meßstrecke, ebenfalls in schema tischer Darstellung im Querschnitt;

Fig. 4 das Schienenfahrzeug und die Meßstrecke gemäß Fig. 4 in Seitenansicht.

Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen, weist die er findungsgemäße Einrichtung eine Meßstrecke auf, die im wesentlichen aus einem Sender 1 und einem Empfänger 2 besteht, wobei der Sender 1 aus mehreren Sendersegmenten 1' und der Empfänger 2 aus mehreren Empfängersegmenten 2' gebildet sein kann.

Der Sender 1 weist über seine Höhe verteilt und in geringem Abstand voneinander eine Anzahl von Sende punkten 3 auf (Fig. 2) auf, die Wellen oder Strahlen 4 (Fig. 1) mit hoher Impulszahl in Richtung des Empfängers 2 aussenden, die vom dem Empfänger 2 aufgenommen werden. Der Sender 1 und der Empfänger 2 sind derart angeordnet, daß die von den Sendepunkten 3 des Senders 1 aus gesandten Wellen bzw. Strahlen 4 über denjenigen Bereich des Schienenfahrzeugs 8 und geführt sind, dessen Kon turen die zu erkennenden Merkmale aufweisen. Diese Merkmale können die Höhe der Ladefläche 9 der Schienen fahrzeuge 8 oder die Lage und die Form der Zapfen 10 für die Aufnahme und Arretierung der Ladeeinheiten 11 (Fig. 3 und 4) sein.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungs beispiel kann auch die Oberkante 12 der auf einem Schienenfahrzeug 8 befindlichen Ladeeinheit 11 ein zu erkennendes Merkmal sein. Es sind daher in diesem Falle jeweils zwei mit Abstand übereinander angeordnete Sendersegmente 1' und Empfängersegmente 2' vorgesehen.

Claims

1. Verfahren zur kontinuierlichen Erkennung wesent licher Merkmale von auf einem Schienenweg in Bewegung befindlichen Schienenfahrzeugen vor deren automatischer Beladung mit Ladeeinheiten bzw. wesentlicher Merkmale der auf einem Schienenfahrzeug befindlichen Ladeeinheiten vor der automatischen Entladung, mittels einer neben dem Schienenweg angeordneten Meßstrecke, auf der die Konturen des Schienenfahrzeugs bzw. der Ladeeinheiten gemessen und die gemessenen Werte sodann einem Rechner zu geführt werden,
dadurch gekennzeichnet,

1.1 daß der neben einer der Schienen (5) des Schie nenweges angeordnete Sender (1) der Meß strecke - die außerdem noch einen ebenfalls neben einer der Schienen (5) des Schienenweges angeordneten Empfänger (2) aufweist - mittels einer Anzahl in geringem Abstand voneinander lotrecht unterein ander befindlichen Sendepunkten (3) Wellen oder Strahlen (4) zumindest annähernd parallel zuein ander und mit hoher Taktrate in Richtung des Em pfängers (2) aussendet, die vom dem Empfänger (2) aufgenommen werden, wobei jedem Sendepunkt (3) des Senders (1) ein Empfangspunkt des Em pfängers (2) paarweise zugeordnet ist und jeder Empfangspunkt durch eine entsprechende Steuerung nur dann in Empfangsbereitschaft versetzt wird, wenn der ihm zugeordnete Sendepunkt (3) eine Welle bzw. einen Strahl (4) aussendet, wodurch die in dem durch die Wellen bzw. die Strahlen (4) gebildeten "Vorhang" zwischen Sender (1) und Empfänger (2) sich bewegende Kontur des Schie nenfahrzeugs und/oder der auf dem Schienenfahr zeug befindlichen Ladeeinheiten (11) durch von den Empfangspunkten des Empfängers (2) aufgenom menen Signalen erfaßt wird,
1.2 und daß aus den sich durch die Wellen bzw. die Strahlen (4) erfaßten Konturen ergebenden Werten von dem Rechner mittels der darin eingegebenen Software die Lage der zu bestimmenden wesent lichen Merkmale ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Sendepunkten (3) des Senders (1) ausgesandten Wellen bzw. Strahlen (4) über den jenigen Bereich des Schienenfahrzeugs (8) und/oder der Ladeeinheiten (11) geführt sind, dessen Konturen die zu erkennenden Merkmale aufweisen.

3. Einrichtung zur kontinuierlichen Erkennung wesent licher Merkmale von auf einem Schienenweg in Bewegung befindlichen Schienenfahrzeugen vor deren automatischer Beladung mit Ladeeinheiten bzw. der wesentlichen Merkmale der auf einem Schienenfahrzeug befindlichen Ladeeinheiten vor der automatischer Entladung, mittels einer neben dem Schienenweg angeordneten Meßstrecke, auf der bestimmte Konturen des Schienenfahrzeugs bzw. der Ladeeinheiten gemes sen und die gemessenen Werte sodann einem Rechner zugeführt werden, insbesondere für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

3.1 daß die Meßstrecke durch einen Sender (1) und einen Empfänger (2) gebildet ist,
3.2 daß der Sender (1) und der Empfänger (2) lot recht neben einer der Schienen (5) des Schienen weges - jeweils außerhalb des durch die Schienen (5) gebildeten Gleises - angeordnet sind,
3.3 daß der Sender (1) eine Anzahl von Sendepunkten (3) aufweist, die Wellen oder Strahlen (4) in geringem Abstand voneinander und lotrecht unter einander mit hoher Taktrate in Richtung des Empfängers (2) aussenden, die von den Empfangs punkten des Empfängers (2) aufgenommen werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Sendepunkt (3) des Senders (1) ein Em pfangspunkt des Empfängers (2) paarweise zugeordnet ist und daß jeder Empfangspunkt mit einer Steuerung in Verbindung steht, die den Empfangspunkt nur dann in Empfangsbereitschaft versetzt, wenn der diesem zugeordnete Sendepunkt (3) eine Welle bzw. einen Strahl (4) aussendet.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sender (1) und der Empfänger (2) aufeinander gegenüberliegenden Seiten des Schienen weges bzw. einer Schiene (5) des Schienenweges angeordnet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sender (1) und der Empfänger (2) auf der gleichen Seite des Schienenweges angeordnet sind und daß auf der gegenüberliegenden Seite des Schienenweges eine die Wellen bzw. die Strahlen (4) reflektierende Fläche vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Sender (1) und Empfänger (2) der Meßstrecke aus mindestens jeweils zwei aneinandergereihten Sendersegmenten (1') bzw. Em pfängersegmenten (2') gebildet sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (1) und der Empfänger (2) der Meßstrecke derart angeordnet sind, daß die von den Sendepunkten (3) des Senders (1) ausgesandten Wellen bzw. Strahlen (4) über den jenigen Bereich des Schienenfahrzeugs (8) und/oder der Ladeeinheiten (11) geführt sind, dessen Konturen die zu erkennenden Merkmale aufweisen.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendepunkte (3) des Senders (1) und die Empfängerpunkte des Empfänger (2) jeweils derart eng beeinanderliegen und derart synchron getaktet sind, daß die einzelnen Punkte der Konturen des Schienenfahrzeugs bzw. der Ladeein heiten mit einer Genauigkeit von weniger als 50 mm erfaßt werden, und zwar unabhängig davon, ob das Schienenfahrzeug steht oder fährt.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendepunkte (3) des Senders (1) und die Empfängerpunkte des Empfänger (2) jeweils derart eng beeinanderliegen und derart synchron getaktet sind, daß die einzelnen Punkte der Konturen des Schienenfahrzeugs bzw. der Ladeein heiten mit einer Genauigkeit von weniger als 10 mm erfaßt werden, und zwar unabhängig davon, ob das Schienenfahrzeug steht oder fährt.