DE2132624C3

DE2132624C3 - Anordnung zur Ausrichtung eines schwenkbaren Gerätes auf ein sich bewegendes Objekt

Info

Publication number: DE2132624C3
Application number: DE19712132624
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Phys.Dr. 8033 Planegg Roess
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-06-30
Filing date: 1971-06-30
Publication date: 1974-06-12
Also published as: DE2132624A1; BE785696A; GB1393794A; AT310067B; DE2132624B2

Description

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Die voiliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ausrichtung eines schwenkbaren Gerätes auf ein sich bewegendes Objekt mit einer Ortungscinrichtung, die einen Detektor aufweist, der ein, von der Richtung eines, vom Objekt ausgesandten Ortungs-Strahles, abhängiges Ausgangssignal abgibt, welches zur selbsttätigen Ausrichtung des schwenkbaren Gerätes auf das Objekt verwendet wird.

Bei Theaterstücken ist es üblich, die Schauspieler mit Scheinwerfern anzustrahlen, die von Hand geschwenkt werden und damit den sich auf der Bühne bewegenden Personen nachgeführt werden.

Es entstand nun der Wunsch, diese Nachführung von Scheinwerfern zu automatisieren und dabei ein vom Scheinwerfer einmal erfaßtes bewegtes Objekt hochgenau zu verfolgen.

Würde das bewegte Objekt mit einem Reflektor versehen werden, der einen Teil des vom Beleuchtungsschetnwerfer kommenden Lichtes auf einen Detektor reflektiert, dessen Ausgangssignal eine Funktion der Intensität des reflektierten Lich'es ist, und der über eine Steuereinrichtung den Scheinwerfer nachführt, so träte der Nachteil auf, daß zum einen das Ausgangssignal des Detektors sehr empfindlich gegen Störlicht ist und zum anderen durch die breii_L Raumverteilung des Beleuchtungsstrahles kein scharfes Richtkriterium vorhanden wäre.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der eine automatische, störsichere und hochgenaue Nachführung von Verfolger-Schein werfern möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das schwenkbare Gerät ein einen Bcleuchtungsstrahl aussendender Scheinwerfer ist und daß der Ortungsstrahl von einem am bewegten Objekt angebrachten Markierungselement ausgeht.

Vorzugsweise besteht das Markierungselement aus einem Reflektor und einer Anordnung, die in das Zentrum des Beleuchtungsstrahlcs einen Ortungsstrahl einblendet.

Der Ortungsstrahl kann entweder ein monochromatischer Lichtstrahl oder ein Hochfrequcnz-Ultraschallstrahl oder ein Mikrowellenstrahl sein.

Der Reflektor kann aus einer Folie mit eingebclteten Plastikkugeln oder aus einer Vielzahl von Dreispiegeln bestehen.

Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Markierungselement ein Sender, der eine Lumineszenzdiode sein kann \."\ά eine monofrcquent modulierbare Strahlung aussenden kann.

Der Detektor kann vorteilhafterweise als Mehrsegmentdetektor oder als rotierendes Fadenkreuz ausgebildet sein.

Ein in das Zentrum des Beleuchtungsstrahles eingeblendeter eng gebündelter Ortungsstrahl hat den Vorteil, ein eindeutiges Intensitätsmaximum aufzuweisen. Als Ortungsstrahlen kommen in erster Linie optische Strahlen in Frage, wie monochromatische Lichtstrahlen, die von einem Laser, beispielsweise einem Halbleiterlaser, oder auch von einer Lumineszenzdiode ausgesar.dt werden. Es ist natürlich auch möglich, als Ortungsstrahl einen Hochfrequenz-Ultraschallstrahl oder einen Mikrowellenstrahl zu verwenden. Dabei empfiehlt es sich, den Ortungsstrahl monofrequent zu modulieren und durch phasengerechte Detektion Slörsignalc weitgehend zu unterdrücken. Eine zusätzliche Unterdrückung des siörcnden Schcinwerfcrlichtcs kann im Falle optischer Ortungsstrahlen mit optiädien Filtern erreicht werden, die vor dem Detektor angeordnet sind.

Bei einer anderen Ausführungsform ist es außerdem möglich, das bewegte Objekt automatisch zu finden und zugleich mehrere bewegte Objekte mit verschiedenen Suchscheinwerfern simultan automatisch zu finden und zu verfolgen.

In diesem Fall trägt das bewegte Objekt eine aktive Markierung, wie sie z. B. ein optischer oder ein akustischer Rundstrahler darstellt. Als optischer Rundstrahler kommt z. B. eine Laser- oder Lumineszenzdiode in Frage, die mit Hilfe einer Miniaturbat-

terie betrieben und über einen integrierten Kreis mit monofrequenter Modulation versehen wird. Kin solcher Sender läßt sich leicht in einer Größe verwirklichen, die seine völlig unauffällige Anbringung an dem bewegten Objekt, beispielsweise einem Schauspieler, gestattet. Bei Verwendung einer Wellenlänge, die außerhalb des sichtbaren Bereiches liegt, bleibt die Ausstrahlung visuell unauffällig.

Die VerwenJung eines aktiven Markicrungselenientes hat den Vorteil, daß wegen der weitgehend ungerichteten Abstrahlung der Markierungsort aus beliebiger Ausgangsstellung heraus automatisch gefunden werden kann.

Sollen mehrere bewegte Objekte verfolgt werden, so ist es leicht möglich, durch Verwendung von Markierungseiementen mit unterschiedlicher Modulationsfrequenz und entsprechend angepaßter Frequenzfilterung der Detektoren mehrere Objekte unabhängig voneinander zu verfolgen, ohne daß Verwechslungen auftreten.

Bei Verwendung eines Mehrsegmentdetektors oder eines rotierenden Fadenkreuze* liefert die dem Detektor angeschlossene Steuereinrichtung zunächst ein Signal, das die Abweichung des Markierungspunktes vom Zentrum des Belcuchtungsstrahles angibt. In der Regel wird man diese Abweichung minimalisieren. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, mit einer einstellbaren Abweichung zum Belcuchtungsstrahlmaximum das Objekt zu verfolgen, um besondere Lichteffekte zu erzielen.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Anordnung an Hand der beiden Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Anordnung zum Verfolgen eines einzigen bewegten Objektes,

Fig. 2 eine Anordnung zum Verfolgen mehrerer bewegter Objekte.

In F i g. 1 nellt2 eine sich auf einer Bühne 1 bewegende Person dar. Mit 3 ist ein Suchscheinwerfer bezeichnet, der mit einem Schwenkmechanismus 4 versehen ist und einen Beleuchtungsstrahl 7 aussendet.

Im Zentrum dieses Beleuchtungsstrahles befindet sich der Ordnungstruhl 8, der auf einen auf der Person 2 abgebrachten Reflektor 9 auftrifft. Der reflektierte Ortungsstrahl 10 trifft den Detektor 11, der

über eine nachgeschaltete Steuereinrichtung 12 mit dem Schwenkmechanismus 4 des Beleuchtungsscheinwerfers verbunden ist. Bewegt sich nun die zu verfolgende Person 2, so trifft der reflektierte Ortungsstrahl 10 den Detektor nicht mehr am selben

ίο Ort. Durch die Einteilung in mehrere Segmente läßt sich leicht ein Ausgangssignal gewinnen, das die Schwenkeinrichtung derart betätigt, daß der Beleuchtungsscheinwerfer 3 so geschwenkt wird, daß die Person 2 wieder voll angestrahlt wird.

In F i g. 2 sind zwei völlig unabhängig voneinander arbeitende Suchscheinwerfer 3 und 23 dargestellt, die zwei verschiedene Personen 2 und 22 mit ihren jeweiligen Beleuchtungsstrahlen 7 und 27 beleuchten. Die von den beiden Personen getragenen Markierungselemente 17 und 18 sind in -licsern Fall aktive Rundstrahler, beispielsweise kleine Lumineszenzdioden. Die von diesen Dioden ausgesandten Ortungsstrahlen 19 und 20 werden jeweils von einein Detektor 11 und 14 erfaßt, die über nachgcschaltcte

Steuereinrichtungen 12 und 15 mit den jeweiligen Schwenkmechanismen 4 und 24 verbunden sind. Um jedem Scheinwerfer eindeutig ein Markierungselement zuzuweisen, sind die Lurnincszenzdioden, beispielsweise mit in integrierter Bauweise erstellten,

Frequenzgeneratoren verbunden. Dadurch wird erreicht, daß jede Diode einen Ortungsstrahl mit einer verschiedenen Frequenz aussendet. Durch das Vorschalten von schmalbandigen Filtern 13 und 16 vor die jeweiligen Detektoren 11 und 14 wird erreicht,

daß jeder Detektor nur von einem Ortungsstrahl getroffen werden kann. Am einfachsten wird man den Detektor örtlich mit dem zugeordneten Scheinwerfer verbinden. Es ist jedoch auch möglich, Scheinwerfer batterie und Detektorbatterie räumlich zu trennen und die Steuerung dann durch einen Prozeßrechner vorzunehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Ausrichtung eines schwenkbaren Gerätes auf ein sich bewegendes Objekt, mit einer Ortungseinrichtung, die einen Detektor aufweist, der ein, von der Richtung eines, vom Objekt ausgesandten Ortungsstrahles, abhängiges Ausgangssignal abgibt, welches zur selbsttätigen Ausrichtung des schwenkbaren Gerätes auf das Objekt verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das schwenkbare Gerät ein einen Beleuchtungsstrahl (7,27) aussendender Scheinwerfer (3, 23) ist und daß der Ortungsstrahl (10, 19, 20) von einem am bewegten Ob- jekt (2,22) angebrachtem Markierungselement (9, 17, 18) ausgeht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurcli gekennzeichnet, daß das Markierungselement aus einem Reflektor (9) und einer Anordnung bcsteht, die in das Zentrum des Beleuchtungsstrahles (7) einen Ortungsstrahl (8,10) einblendet.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ortungsstrahl (8,10) ein monochromatischer Lichtstrahl ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ortungsstrahl (8,10) ein Hochfrequenz-Ultraschallstrahl ist.

5. Anordung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ortungsstrahl (8,10) ein Mikrowellenstrahl ist.

6. Anordnung nach Ansj 'uch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (9) aus einer Folie mit eingebetteten Plastikkugeln besteht.

7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (9) aus einer Vielzahl von Dreispiegeln besteht.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Markierungselement ein Sender (17,18) ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (17, 18) eine Lumineszenzdiode ist.

10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (17, 18) eine monofrequent modulierbare Strahlung aussendet.

11. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (11, 14) ein Mehrsegment-Detcktor ist.

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