DE2843611A1

DE2843611A1 - Lenksteuerungssystem fuer ein unbemanntes fahrzeug

Info

Publication number: DE2843611A1
Application number: DE19782843611
Authority: DE
Inventors: Shinichi Hitomi; Katsuhiro Iida; Takao Kamide
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1977-10-07
Filing date: 1978-10-06
Publication date: 1979-04-12
Also published as: SE7810477L; SE440156B; JPS5453784A; GB2008281B; GB2008281A; DE2843611C2; US4253541A

Description

Lenksteuerungssystem für ein unbemanntes Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Lenksteuerungssystem für ein unbemanntes Fahrzeug.

Ein programmiertes Lenksystem mit einem Trapezfunktion-Wendeprogramm gemäß Figur 1 ist bekannt als Lenksteuerungssystem, bei dem ein unbemanntes Fahrzeug an den Kreuzungsstellen von Leitdrähten so gewendet wird, daß es von einem Leitdraht zu dem anderen Leitdraht verschoben wird.

Bei diesem herkömmlichen System wird nach Auslösung des Wegeführungsvorganges des Fahrzeugs entlang dem einen Leitdraht ein programmierter Wendevorgang des Fahrzeugs für den anderen Leitdraht in Übereinstimmung mit einem Fahrzeuglenkprogramm durchgeführt. Nach Beendigung des Wendevorgangs (oder wenn der Steuerwinkel Null wird) setzt sofort der Wegeführungsvorgang entlang dem anderen Leitdraht ein. Bei diesem System ist es schwierig, den programmierten Vorgang

zur Fahrtrichtungsänderung auf den Wegeführungsvorgang gleitend umzuschalten. Deshalb ist das herkömmliche System dadurch nachteilig·, daß nach Umschaltung des programmierten ■ Wendevorgangs auf den Wegeführungsvorgang entlang dem einen Leitdraht das Fahrzeug der Bewegung entlang einem schwankenden Kurs unterworfen ist.

In Anbetracht der erläuterten Situation besteht die Aufgabe der Erfindung darin,· ein Lenksteuerungssystem für ein unbemanntes Fahrzeug so auszubilden, daß sich der programmierte Vorgang der Fahrtrichtungsänderung gleitend in den Wegeführungsvorgang umschalten läßt. Außerdem wird ein Lenksteuerungssystem angestrebt, das das Fahrzeug glatt und

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stoßfrei zwischen einem Hauptleitdraht und jedem diesen kreuzenden anderen Leitdraht umleitet, wobei das vorstehend beschriebene Lenksteuerungssystem verwendet wird.

Bei dieser Erfindung wird das übliche System,mit dem der programmierte Wendevorgang nach Beendigung umgeschaltet wird auf den Wegeführungsvorgang/nicht verwendet- Dies bedeutet, daß bei dem Lenksteuerungssystem gemäß der Erfindung unabhängig von der Beendigung des programmierten Wendevorgangs (sogar während des programmierten Wendevorgangs oder wenn es mehr oder weniger nach Beendigung des programmierten Wendevorgangs vorbeifährt), der programmierte Wendevorgang umgeschaltet wird auf den Wegeführungsvorgang, wenn das Fahrzeug den Leitdraht erreicht, um hierdurch die Vorgänge gleitend zu wechseln.

In der folgenden Beschreibung bedeutet der verwendete Ausdruck "Wendewinkel" das Ausmaß der Richtungsänderung des Fahrzeugs in bezug auf den Zustand des Fahrzeugs, das gerade mit dem Vorgang der Fahrtrichtungsänderung beginnt. Der Ausdruck "vorbestimmter Wendewinkel" bezeichnet einen Wendewinkel, der erforderlich ist, damit das Fahrzeug auf den anderen Leitdraht derart verschoben wird, daß das Fahrzeug zu dem anderen Leitdraht parallel steht. Ein Wendeprogramm , bei dem eine programmierte Kurvenfahrt beendet ist, wenn das auf den anderen Leitdraht umgesetzte Fahrzeug parallel zu dem anderen Leitdraht steht, wird als "ein Wendeprogramm mit dem vorbestimmten Wendewinkel" bezeichnet. "Ein Wendeprogramm mit einem Wendewinkel kleiner als der vorbestimmte Wendewinkel" liegt bei einem Wendeprogramm vor, bei dem eine Programmwendung beendet ist, bevor das Fahrzeug auf den anderen Leitdraht verschoben wurde.

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ZEICHNUNGSBESCHREIBUNG

Figur 1 zeigt ein Diagramm einer Trapezfunktion, die im allgemeinen für eine programmierte Fahrtrichtungsänderung eines Fahrzeugs verwendet wird,

Figur 2 ist eine schematische Draufsicht zur Veranschaulichung des Fahr-zustands des Fahrzeugs, das gemäß der Erfindung eine Kurve durchfährt,

Figuren 3a bis 3c sind Ansichten zur Erläuterung-der Operationen der Stellungswinkel-Detektorspulen,

Figur 4 ist ein Diagramm, das Trapezfunktionen zeigt, die für den erfindungsgemäßen programmierten Richtungswechsel verwendet werden,

Figur 5 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenksteuerungssystems,

Figur 6 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung einer anderen 5 Ausführungsform, wobei ein Teil der Ausführungsform nach Figur 5 abgewandelt ist,

Figur 7 stellt eine schematische Draufsicht zur Veranschaulichung der Vorwärts- und Rückwärtskurvenfahrt eines Fahrzeugs dar,

Figur 8 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung von Trapezfunktionen, die bei der Vorwärts- und Rückwärskurvenfahrt des Fahrzeugs verwendet werden.

Figur 9 und 10 sind Blockdi agramme, die Beispiele von Konstruktionen zur Erzeugung der jeweiligen Funktionen für die Vorwärts- und Rückwärtskurvenfahrt des Fahrzeugs zeigen.

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Figur 11 ist eine schematische Draufsicht der Rechtsund Linkswendung eines Gabelstaplers,

Figur 12 ist ein Diagramm, das Beispiele von Trapezfunktionen zeigt, die für die Rechtswendung und Linkswendung des Gabelstaplers gemäß Figur 11 verwendet werden.

Figuren 13 und 14 sind Blockdiagramme, die Beispiele von Konstruktionen zur Erzielung der Trapezfunktionen zur Rechts- und Linkswendung zeigen,

Figuren 15 und 16 zeigen andere Beispiele der Stellungswinkel-Detektorspulen,

Figur 17 ist ein Blockdiagramm, das eine abgewandelte Ausführungsform eines Lenksteuerungssystems zeigt, bei dem die Stellungswinkel-Detektorspule gemäß Figur 16 verwendet wird,

Figur 18 ist eine Draufsicht zur Darstellung eines Bewegungszustands des Fahrzeugs entlang einem gekrümmten Teil eines Leitdrahtes,

Figur 19 ist ein Diagramm, das einen Fahrtweg eines unbemannten Fahrzeugs zwischen einer Hauptleitlinie und mehreren diese rechtwinklig kreuzenden Fahrspuren zeigt,

Figur 20 ist eine Seitenansicht eines unbemannten Gabelstaplers, der eine Ladungssucheinrichtung aufweist, und

Figur 21 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau der Ladungssucheinrichtung veranschaulicht.

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Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Zunächst wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die ein Lenkprogramm aufweist, dessen Wendewinkel kleiner als der vorbestimmte Wendewinkel ist.

Wie in Figur 2 gezeigt, bewegt sich ein unbemanntes Fahrzeug von einem Leitdraht a zu einem Leitdraht b an einer Stelle, an der die Leitdrähte a und b sich rechtwinklig schneiden, wobei der vorbestimmte Wendewinkel 90° beträgt.

Gemäß Fig. 2 sind die Leitdrähte a und b längs eines Weges verlegt, auf dem das unbemannte Fahrzeug 1 geführt wird, wenn ein Wechselstrom vorbestimmter Frequenz die Drähte durchfließt.

In der Nähe des linken und rechten Rades 4a und 4b im vorderen Teil 1a des unbemannten Fahrzeugs 1 sind Stellungswinkel-Detektorspulen 2a und 2b angebracht. Jede Detektorspule 2a und 2b ist unter einem Winkel oder parallel zu der Mittellinie des Fahrzeugkörpers angeordnet und die Spulen sind in Reihe geschaltet, um die in diesen induzierten Spannungen unwirksam zu machen, wie Figur 3a zeigt. Die Stellungswinkel-Detektorspulen 2a und 2b dienen zur Ermittlung eines Fahrzeug-Stellungswinkels (den die Fahrzeugmittellinie mit dem Leitdraht a. oder b einschließt) , wenn das Fahrzeug 1 längs des Leitdrahts a oder b geführt ist (nachfolgend als "Wegeführungsperiode" bezeichnet). Wenn der Fahrzeugkörper so auf dem Leitdraht a oder b steht, daß er zu dem Leitdraht a oder b parallel gerichtet und der Stellungswinkel gleich Null ist, wie in Figur 3a gezeigt, entsprechen die in den Detektorspulen 2a und 2b induzierten Spannungen einander und heben sich daher gegeneinander auf. Dies hat zur Folge, daß keine" Ausgangs-

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spannung von der Reihenschaltung 2 aufgebracht wird, die von den Detektorspulen 2a und 2b gebildet ist. Wenn jedoch der Fahrzeugkörper mit dem Leitdraht a oder b einen Winkel einschließ, wie in Figuren 3b oder 3c gezeigt ist, werden in den Spulen 2a und 2b unterschiedliche Spannungen induziert und deshalb wird die Differenzspannung zwischen ihnen (bei der es sich um eine Spannung handelt, deren Phase und Betrag der Richtung und dem Betrag des Stellungswinkels entspricht) von der Reihenschaltung 2 hervorgerufen. Da jede der Spulen 2a und 2b einen Winkel mit der Mittellinie des Fahrzeugkörpers einschließt, wie in Verbindung mit Figur 2 erläutert wurde, ist es möglich, nicht nur den Stellungswinkel zu ermitteln, sondern auch die seitliche Verschiebung des Fahrzeugs in bezug auf den Leitdraht a oder b. Wenn der Fahrzeugkörper seitlich zum Leitdraht a. (oder b_) verfahren wird, wird die induzierte Spannung der näher bei dem Leitdraht a (oder b_) befindlichen Spule höher als diejenige der anderen Spule und deshalb wird die Differensspannung zwischen ihnen von der Reihenschaltung 2 ausgegeben. Wenn daher die Detektorspulen 2a und 2b wie in Figur 2 gezeigt angeordnet sind und einen Winkel mit der Fahrzeugmittellinie einschließen, wird eine Spannung erzeugt, die dem Stellungswinkel und der Seitwärtsbewegung des Fahrzeugkörpers entspricht (die Phase entspricht der Richtung des Steuerungswinkels und der Richtung der Seitwärtsbewegung, während die Amplitude der Größe des Stellungswinkels und der Größe der Seitwärtsbewegung entspricht).

Wenn daher die Lenksteuerung so durchgeführt wird, daß während der Wegeführung die Ausgangsspannung der Reihenschaltung 2 gleich Null ist, dann ist es möglich, das Fahrzeug 1 längs des Leitdrahtes a oder b zu verfahren.

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In den Figuren 2 und 3 bezeichnet die Positionsziffer 3 eine Bezugsphase-Detektorspule, die auf der Fahrzeugmittellinie rechtwinklig zu dieser angeordnet ist. Die Detektorspule 3 ermittelt die Phase des dem Leitdraht a oder b zugeführten Wechselstroms. Die Phase einer in der Bezugsphase-Detektorspule 3 induzierten Spannung wird unabhängig von der Richtung des Stellungswinkels und der Richtung der Seitwärtsbewegung unverändert gehalten.

Bei dieser Ausführungsform wird das Fahrzeug 1 unter Ver-Wendung eines Lenkprogramms einer Trapezfunktion-- wie in Figur 4 mit durchgezogener Linie dargestellt - von dem Leitdraht ja zu dem Leitdraht b gelenkt. Dieses Lenkprogramm zeigt einen Steuerwinkel, der einer Fahrstrecke von der Abbiegungsstelle entspricht. Zunächst wird das Fahrzeug durch allmähliche steuerung zu einer Stelle X1 gefahren und anschließend mit unverändert beibehaltenem Steuerwinkel zu einer Stelle X2 bewegt. Dann wird das Fahrzeug von der Stelle X2 zu einer Stelle X3 gefahren, wobei der Steuerwinkel allmählich auf Null an der Stelle X3 zurückgeführt wird. Mit dem mit durchgezogener Linie in Figur 4 gezeichneten Lenkprogramm wird das Fahrzeug 1 entlang einer Linie 1 in Fig. 2 verfahren. Wenn das Fahrzeug also in Übereinstimmung mit einem Lenkprogramm, das einen vorbestimmten Wendewinkel aufweist (wie gestrichelt in Fig. 4 angedeutet) abbiegt, wird der Stellungs-winkel in bezug auf den Leitdraht b in dem Moment Null,in dem der Steuerwinkel auf Null zurückgeht. Bei einem Wendeprogramm jedoch, dessen Wendewinkel kleiner ( zum Beispiel 70° - 80°) als der vorbestimmte Wendewinkel ist, wie mit der durchgezogenen Linie in Figur 4 dargesellt, kann das Fahrzeug nicht in der Weise auf den Leitdraht b versetzt werden, daß es in dem Moment parallel zum Leitdraht b steht, in dem der Steuerwinkel auf Null zurückgeht (oder an der Stelle X3). Wenn das Fahrzeug die Stelle X3 er-

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reicht, wird es über ein angemessenes Stück (oder bis zur Stelle X4) geradeaus bewegt, indem der Leitdraht b schräg gekreuzt und der Steuerwinkel auf 0 gehalten wird.

Wenn das Fahrzeug 1 auf den Leitdraht fährt, während es sich geradlinig von der Stelle X3 zu der Stelle X 4 bewegt, wird der Lenkprogrammvorgang umgeschaltet auf den Wegeführungsvorgang unter Verwendung des Leitdrahtes b, so daß das Fahrzeug gleichmäßig zur Bewegung längs des Leitdrahts b geschwenkt wird. Der Umschaltvorgang wird später erläutert.

Ein Steuerungssystem zur Durchführung des beschriebenen Fahrzeuglenkvorgangs wird unter Bezug auf Figur 5 erläutert.

Gemäß Figur 5 werden die Suchsignale der Stellungswinkel-Detektorspulen 2a und 2b durch ein Bandfilter 6 an einen Analogschalter 9 übermittelt. Das Suchsignal der Bezugsphase-Detektorspule 3 wird durch ein Bandfilter 7 auf einen Komparator 8 übertragen, der nur bei empfangenem positiven Signal eine Spannung zum Anschalten des Analogschalters abgibt. Wie vorher beschrieben, wird die Phase des Ausgangssignals der Reihenschaltung 2, die die Stellungswinkel-Detektorspulen 2a und 2b enthält, als Antwort auf den Stellungswinkel und die Seitwärtsbewegung umgekehrt und die Phase des Ausgangssignals der Bezugsphase-Detektorspule 3 wird unabhängig von der Richtung des Stellungswinkels konstant gehalten. Deshalb gibt der Analogschalter 9 ein Suchsignal ab, dessen Polarität und Amplitude den Richtungen und Beträgen des Stellungswinkels und der Seitwärtsbewegung des Fahrzeugs entsprechen. Das von dem Analogschalter 9 abgegebene Suchsignal wird einer Glättungsschaltung 22 zugeführt, die es glättet und es .wird als

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Steuerungsbefehlssignal S1 zur Angabe der Steuerungsrichtung und des Steuerungsbetrages in einem Steuerungsmechanismus 17 in der Wegeführungsperiode einem Kontakt 10a eines Schalters 10 zugeführt.

Ein Distanzdetektor 11 erzeugt zu der Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 proportionale Impulse. Die Impulse werden von einem Zähler 12 nach Beginn des Abbiegungsvorgangs gezählt und der Zählwert des Zählers 12 wird einem Funktionsgenerator 13 zugeführt. Der Funktionsgenerator 13 dient der Erzielung eines Steuerungsbefehlswerts entsprechend diesem Zählwert in Übereinstimmung mit dem durch die durchgezogene Linie in Figur 4 dargestellten Lenkprogramm und übermittelt ein Signal, das dem Befehlswert entspricht als Steuerungsbefehlssignal S2 in der Kurvenfahrtperiode auf einen Kontakt 10b des Schalters 10.

Der Schalter 10 dient der Auswahl eines der dem Kontakt 10a zugeführten Steuerungsbefehlssxgnale S1 zur Wegeführung und der dem Kontakt 10b zugeführten Steuerungsbefehlssxgnale S2 zur Programmlenkung und leitet es zu einem Additionspunkt

14. Ein Steuerungswinkeldetektor 18 ermittelt einen wirklichen Steuerungswinkel, um ein Suchsignal hervorzurufen, das dem Additionspunkt 14 zugeführt wird. Der Additionspunkt 14 überträgt den Differenzwert zwischen dem Steuerungsbefehl swer/t und dem Steuerungsbefehlswert über einen Verstärker 15 auf einen Versteller 16, der den Steuerungsmechanismus 17 betätigt, so daß der Differenzwert Null wird.

Der Schaltvorgang des Schalters 10 wird nachstehend beschrieben.

Der Schalter 10 wird von einem Befehlssignal von einer Steuerschaltung 21 betätigt. In der Wegeführungsperiode veran-

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laßt die Steuerschaltung 21 den Anker des Schalters 10 zur Umschaltung auf den Kontakt 10a, so daß das Steuerungsbefehlssignal S1 von den Stellungswinkel-Detektorspulen 2a und 2b dem Additionspunkt 14 zur Führung des Fahrzeugs 1 zugeführt wird. Bei Anlegen des Wendebefehlssignals wird der Ankter des Schalters 10 auf den Kontakt 10b umgeschaltet, woraufhin der Zähler 12 seinen Zählvorgang beginnt und der Funktionsgenerator 13 erzeugt das Steuerungsbefehlssignal S2 in Übereinstimmung mit dem Lenkprogramm (durchgezogene Linie in Figur 4), wobei das Signal S2 dem Additionspunkt 14 zugeführt wird. Das Fahrzeug 1 führt den Programmlenkvorgang in Übereinstimmung mit dem Steuerungsbefehlssignal S2 durch. Nach Durchführung des Programmlenkvorgangs wird der Wegeführungsvorgang ausgeführt, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind. Eine der Bedingungen besteht darin, daß (1) das Signal S1 von den Stellungswinkel-Detektorspulen 2a und 2b im Bereich eines vorbestimmten niedrigen Wertes +Vs liegt. Das heißt,während das Fahrzeug von der Stelle X3 zu der Stelle X4 fährt, wird der Stellungswinkel überhaupt nicht verändert, weil der Steuerungswinkel auf 0 gehalten wird; wenn jedoch der Abstand zwischen dem Leitdraht b und dem Fahrzeug 1 sich ändert, wird das Signal S1 gemäß diesem Abstand verändert. Genauer gesagt: zunächst nähert sich die Spule 2b dem Leitdraht b und die in der Spule 2b induzierte Spannung wird höher als die in der Spule 2a induzierte Spannung, weswegen das Signal S1 eine der Spule 2b entsprechende Polarität aufweist. Wird das Fahrzeug weiterbewegt, steigt die ±i der Spule 2a induzierte Spannung, so daß das Signal S1 gegen Null geht. Bei noch weiterer Bewegung des Fahrzeugs wird die in der Spule 2a induzierte Spannung höher als die in der Spule 2b induzierte Spannung und deshalb hat das Signal S1 eine der Spule 2a entsprechende Polarität. Wenn daher der Wert des Signals S1 nahe Null ist, läßt sich feststellen, daß das Fahrzeug 1 sich im wesentlichen auf dem Leitdraht b befindet.

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Bei dieser Ausführungsform wird das Signal S1 einem Fensterkomparator 20 übermittelt. Wenn das Signal S1 sich in dem Bereich des vorbestimmten kleinen Werts +Vs in dem Fensterkomparator 20 befindet, wird festgestellt, daß das Fahrzeug 1 sich im wesentlichen auf dem Leitdraht b befindet und der Fensterkomparator überträgt ein Signal auf die Steuerschaltung 21 als eine Bedingung zur Umschaltung des Ankers des Schalters 10 auf den Kontakt 10a. Ein Schalter 26 ist auf der Eingangsseite des Fensterkomparators 20 angebracht. Dieser Schalter 26 betätigt den Fensterkomparator 20 nur, wenn das Fahrzeug 1 geradlinig bewegt wird,um den Leitdraht b zu kreuzen,und er wird betätigt (an und aus) durch ein Signal von einem Komparator 27. Der Komparator 27 empfängt den Zählwert des Zählers 12 und (2) schaltet den Schalter 26 an, damit er dem Fensterkomparator 20 das Signal S1 zuführt, wenn der Zählwert des Zählers 12 einem weiteren Abstand als der Stelle X3 entspricht. Das Signal von der Bezugsphase-Detektorspule 3 wird ebenfalls als eine Bedingung zur Umschaltung des Ankers des Schalters 10 auf den Kontakt 10a benutzt. Wenn das Fahrzeug 1 sich von dem Leitdraht b wegbewegt, sinkt der Wert dieses Signals und wenn es sich dem Leitdraht nähert, steigt der Signalwert. Deshalb (3) wird, wenn der Wert kleiner als ein vorgegebener Wert ist, festgestellt, daß das Fahrzeug 1 sich jenseits des Leitdrahts a. oder b befindet und ein Umschalten des Ankers des Schalters 10 auf den Kontakt 10a findet nicht statt. Das Signal von der Bezugsphase-Detektorspule 3 wird durch ein Bandfilter 7, einen Gleichrichter 23 und eine Glättungsschaltung 24 auf einen Komparator 25 übertragen. Wenn der Wert des dem Komparator 25 übermittelten Signals kleiner als der vorgegebene Wert ist, wird festgestellt, daß das Fahrzeug sich außerhalb des Leitdrahts b befindet. Als Folge wird ein Abweichungssignal von dem Komparator 25 auf die Steuerschaltung 21 übertragen, das eine Schaltung des

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Schalters 10 verhindert.

Wenn also unter den drei Bedingungen, daß das Fahrzeug 1 sich weiter bewegt als bis zur Stelle X3, das Signal S3 von den Stellungswinkel-Detektorspulen 2a und 2b innerhalb des Bereichs von +Vs liegt und kein Kursabweichungssignal abgegeben wird, stellt die Steuerschaltung 21 fest, daß das Fahrzeug sich im wesentlichen auf dem Leitdraht b befindet und bewirkt, daß der Anker des Schalters 10 auf den Kontakt 10a umschaltet, damit der Wegeführungsvorgang von dem Leitdraht b übernommen wird.

Ein Beispiel des Falles,bei dem ein Lenkprogramm mit einem vorbestimmten Wendewinkel verwendet wird, ist in Figur 6 veranschaulicht, wobei einige, Figur 5 ähnliche Komponenten der einfachheithalber weggelassen wurden und in Verbindung mit Figur 5 bereits erwähnte Komponenten ähnlich bezeichnet sind.

Das bei dem Beispiel der Figur 6 verwendete Lenkprogramm ist gestrichelt in Figur 4 dargestellt. Das Lenkprogramm arbeitet so, daß bei Rückstellung des Steuerungswinkels auf 0 das Fahrzeug sich auf dem Leitdraht b derart befindet, daß es zu diesem Leitdraht b parallel steht. Wenn das Fahrzeug sich während des Programmlenkvorgangs im wesentlichen auf dem Leitdraht b befindet, wird der Programmlenkvorgang durch den Wegeführungsvorgang ersetzt. Selbst wenn das Lenkprogramm mit einem vorbestimmten Wendewinkel verwendet wird, ist es aus einigen Gründen nicht immer möglich, das Fahrzeug auf den Leitdraht b zu bringen und parallel zu diesem auszurichten (das Fahrzeug biegt mit sehr geringer Geschwindigkeit ab, der Stellungswinkel mit dem Leitdraht a ist nicht Null, wenn der Wendevorgang beginnt). unter diesen Bedingungen kann - wenn der Programmlenkvorgang auf den Wegefüh-

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rungsvorgang umgeschaltet ist, das Fahrzeug zick-zack-förmig bewegt werden. Sobald festgestellt wird, daß das Fahrzeug im wesentlichen auf den Leitdraht b gebracht wurde, wird selbst vor Beendigung des Programmlenkvorgangs der Programmlenkvorgang umgeschaltet auf den Wegeführungsvorgang gemäß der Erfindung.

Bei diesem Beispiel wird der Betrag der Differenz zwischen dem Steuerungsbefehlssignal S'1 von den Stellungswinkel-Detektorspulen 2a und 2b und einem Steuerungsbefehlssignal S2' von einem Funktionsgenerator 13' als eine Bedingung zur Umschaltung des Programmlenkvorgangs auf den Wegeführungsvorgang benutzt. Wie Figur 6 zeigt, empfängt ein Subtraktor 29 das Steuerungsbefehlssignal S2' von dem Funktionsgenerator 1 3 ' durch einen Schalter 28 und das Steuerungsbefehlssignal S1 über einen Schalter 26, der gemeinsam mit dem Schalter 28 betätigt wird, um die Differenz zwischen den beiden Signalen S2' und S1 zu vermitteln. Diese Differenz wird dem Fensterkomparator 20 zugeführt. Wenn der Differenzwert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs +Vs liegt, wird ein Signal von dem Fensterkomparator 20 zu der Steuerschaltung 21 übermittelt. Wenn das Fahrzeug von dem Leitdraht b ausreichend weit entfernt ist, ist der Wert des Signals S2¹ groß, während der Wert des Signals S1 etwa Null ist. Die Differenz zwischen den beiden Signalen ist deshalb groß und kein Ausgangssignal wird von dem Fensterkomparator 20 abgegeben. Wenn jedoch der Abbiegungsvorgang sein Ende erreicht, wird die Differenz zwischen den Signalen S2¹ und S1 verkleinert, damit sie in dem Bereich +Vs liegt,und das Signal wird von dem Komparator 20 abgegeben.Sollte unter den Bedingungen,daß das Signal von dem Komparator 20 ab- - gegeben wurde und kein Abweichungssignal erschien, das Fahrzeug weiterbewegt worden sein als über ein vorbestimmtes Wegstück, nachdem der Wendevorgang begonnen hat, veran-

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laßt die Steuerschaltung 21 den Anker des Schalters 10 zur Umschaltung auf den Kontakt 10a zur Durchführung des Wegeführungsvorgangs. Daher wird der Programmlenkvorgang auf den Wegeführungsvorgang umgeschaltet, wenn das Fahrzeug seine Kurvenfahrt beinahe beendet hat oder das Signal S1 im wesentlichen gleich dem Signal S2¹ ist. Das Steuerungsbefehlssignal wird deshalb nicht plötzlich verändert, was bedeutet, daß der Programmlenkvorgang sich stoßfrei und glatt auf den Wegeführungsvorgang umschalten läßt.

Der vorstehend verwendete Ausdruck "vorbestimmter Abstand" bezeichnet einen von dem Komparator 27' gesetzten Wert, der der Stelle X2' in Figur 4 entspricht, an der die Rückstellung des Steuerungsmechanismus 17 beginnt.

Eine Abwandlung der Erfindung wird unter Bezug auf die Figuren 7 bis 10 erläutert. In der vorstehenden Beschreibung wird das Fahrzeug 1 vorwärtsbewegt und biegt von dem Leitdraht a auf den Leitdraht b ab. Wenn das gleiche unbemannte Fahrzeug rückwärts bewegt wird und von dem Leitdraht b auf den Leitdraht a wendet mit der gleichen Funktion bei Beendigung des Wendevorgangs wie vorstehend beschrieben, schließt das Fahrzeug mit dem Leitdraht a einen in Figur 7 gestrichelt angedeuteten Winkel ein. Dies bedeutet, daß die Stellung des Fahrzeugs 1 sich nicht mit der Ausgangsstellung deckt. Dieser Nachteil wird ausgeschlossen durch die Abwandlung der Erfindung, gemäß der verschiedene Funktionen für die Vorwärtskurvenfahrt bzw. die Rückwärtskurvenfahrt eingesetzt werden.

Nachfolgend wird der Fall erläutert, bei dem das Fahrzeug 1 aus der Stellung A auf dem Leitdraht a umgelenkt wird in die Stellung B auf dem Leitdraht b in Übereinstimmung

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mit einem Vorwärtsfahrt-Lenkprogramm und dann zurückbewegt wird in die Stellung A in Übereinstimmung mit einem Rückwärtsfahrt-Lenkprogramm.

Bei dem Vorwärtsfahrt-Lenkprogrammvorgang wird ein Steuerwinkel θ gemäß einer Funktion gesteuert, die in Figur 8 mit der gestrichelten Linie I angedeutet ist. Dies bedeutet, daß das Fahrzeug aus der Stellung A bewegt wird, indem es mit einer gewissen Geschwindigkeit gesteuert wird. Wenn das Fahrzeug die Stelle I^ erreicht, wird in dem Moment der Steuerwinkel 9„ beibehalten, bis das Fahrzeug zu der Stelle 1» fährt. Wenn dann der Steuerwinkel mit einer gewissen Geschwindigkeit abnimmt, wird das Fahrzeug zu der Stelle 1, bewegt, so daß es sich auf dem Leitdraht b und parallel zu diesem in der Stellung B befindet.

Bei dem Rückwärtsfahrt-Lenkvorgang aus der Stellung B in die Stellung A wird der Steuerwinkel θ gemäß einer Funktion II gesteuert, die mit durchgezogener Linie in Figur 8 gekennzeichnet ist. Der Steuerwinkel wird in der Stellung B plötzlich in ©₁ geändert. Danach wird der Steuerwinkel ' in Übereinstimmung mit einer Funktion gesteuert, die man durch Verschieben der bei dem Vorwärtsfahrt-Wendevorgang eingesetzten Trapezfunktion (I in Fig. 8) nach links längs der Abstandsachse (oder der Horizontalachse in Fig. 8) erhält.In diesem Falle kann die während des Rückwärtsfahrt-Wendevorgangs auftretende Steuerungsverzogerung kompensiert werden und das unbemannte Fahrzeug 1 kann auf den Leitdraht a. gebracht und parallel zu diesem in der Stellung A ausgerichtet werden.

Ein Beispiel einer Steuerungsvorrichtung für diese Abwandlung ist in Figur 9 gezeigt.

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Ein Distanzdetektor 11 und ein Zähler 12 in Figur 9 entsprechen im wesentlichen denjenigen gemäß- Figur 2.

Eine in Figur 8 mit der gestrichelten Linie I angedeutete Trapezfunktion ist in einem Funktionsgenerator 13a für die Vorwärtswendung programmiert. Der Funktionsgenerator 13a sendet ein für einen Steuerwinkel repräsentatives Signal als Antwort auf ein Stellungssignal von dem Zähler 12.

Eine in Figur 8 mit durchgezogener Linie II angedeutete Funktion ist in einem Funktionsgenerator 13b für die Rückwärtswendung'programmiert. Der Funktionsgenerator 13b sendet ein für einen Steuerwinkel repräsentatives Signal als Antwort auf ein Stellungssignal von dem Zähler 12.

Schalter S1 und S2 wählen Steuerwinkel-Befehlssignale als Antwort auf die Vorwärts- und Rückwärtsfahrvorgange des Fahrzeugs 1. Bei dem VorwärtswendeVorgang wird der Schalter S1 eingeschaltet, damit ein Signal von dem Funktionsgenerator 13a zu einer Leitung L gelangen kann. Bei dem Rückwärtswendevorgang wird der Schalter S2 eingeschaltet, damit ein Signal von dem Funktionsgenerator 13b zu der Leitung L übertragen wird.

Der Steuerwinkel wird gemäß dem in die Leitung L eingeführten Signal gesteuert.

Die Erfindung wurde mit Bezug auf den Fall geschildert, daß die Vorderräder des Fahrzeugs lenkbare Räder sind. Dabei wird die Programmfunktion bei dem Rückwärtsfahrtlenkvorgang erzielt durch Vorrücken der Programmfunktion beim Vorwärtsfahrt-Lenkvorgang oder Verschieben derselben nach links entlang der Streckenachse. Wenn jedoch die Hinterräder als lenkbare Räder benutzt werden, wie es beispielsweise bei Gabelstaplern der Fall ist, wird die Programmfunktion bei

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dem Rückwärts fahrt-^Lenkvorgang erzielt durch Verzögerung der Programmfunktion bei dem Vorwärtsfahrt-Lenkvorgang oder Verschieben derselben nach rechts längs der Streckenachse.

Bei dem in Figur 9 gezeigten Beispiel sind zwei Funktionsgeneratoren für die Vorgänge der Vorwärtsfahrt bzw. der Rückwärtsfahrt vorgesehen. In der Praxis kann jedoch das gleiche durch nur einen Funktionsgenerator erzielt werden. Beispielsweise kann gemäß Figur 10 ein mit automatischer Kurvenfahrt programmierter Funktionsgenerator 13' .vorgesehen sein, der eine Trapezfunktion, zum Beispiel die in Figur 8 mit der gestrichelten Linie I angedeutete Funktion, speichert, die als Funktion bei dem Vorwärtsfahrt-Wendevorgang benutzt wird. Bei der Vorwärtsfahrt gibt bei Anlegung eines Vorwärtsfahrt-Lenksignals der Funktionsgenerator 13" ein Steuerbefehlssignal gemäß dem Zählwert des Zählers 12 an der Ausgangsstelle 1_ (Fig. 8) ab. Für den Rückwärtsfahrt-Lenkvorgang ist eine Funktion, wie die in Figur 8 mit durchgezogener Linie II dargestellt erforderlich. Da jedoch diese Funktion durch Vorrücken der Funktion II in Figur 8 um ein vorbestimmtes Stück 1_o (Fig. 8) oder Verschieben derselben in negativer Richtung entlang der Streckenachse erhalten wird, kann der Funktionsgenerator 13',der seine Funktion !gespeichert hat, im allgemeinen verwendet werden. Dies bedeutet, daß bei der Rückwärtsfahrt ein Rückwärtsfahrt-Lenksignal an den Funktionsgenerator 13' gegeben wird, damit er die mit durchgezogener Linie II in Fig. angedeutete Funktion liest. Dies wird erreicht durch Lesen eines Funktionswertes bei einer Adresse, die dem vorbestimmten Abstand l_o entspricht, anstatt einen Funktionswert bei einer Adresse zu lesen, die der Ausgangsstelle 1_Q entspricht.

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Wenn ein unbemanntes Fahreug, das ein herkömmliches Vierradfahrzeug mit zwei lenkbaren Rädern ist, nach rechts oder links gewendet wird, kann die gleiche Funktion sowohl für die Rechtswendung als auch für die Linkswendung eingesetzt werden, obwohl die Steuerwinkel verschiedene Polarität haben. Wenn jedoch die gleiche Funktion benutzt wird zur Fahrtrichtungsänderung sowohl nach der rechten als auch nach der linken Seite bei einem Fahrzeug, wie einem Gabelstapler, der nur ein zu der Mittellinie versetztes lenkbares Rad aufweist, ist es unmöglich, das Fahrzeug bei der Fahrtrichtungsänderung nach rechts oder links auf einen Leitdraht zu schieben, weil der Wenderadius bei der Abbiegung nach rechts unterschiedlich zu dem Wenderadius bei der Abbiegung nach links ist.

Figuren 11 bis 14 zeigen eine andere Abwandlung der Erfindung, bei der ein Fahrzeug dieser Art so ausgebildet ist, daß es sowohl nach rechts als auch nach links zufriedenstellend abbiegt.

Gemäß Figur 11 ist ein umbemanntes Fahrzeug 31 auf der rechten und linken Seite an seinem vorderen Teil mit nichtlenkbaren Rädern 33 und 34 versehen, während auf der linken Seite des Fahrzeugs an seinem hinteren Teil ein lenkbares Rad 32 angeordnet ist.

Wenn,wie in Figur 11, das Fahrzeug 31 auf einem Draht a nach rechts um die Stelle A abbiegt, so daß es in eine gestrichelt angedeutete Stellung 1 a auf dem Draht b_ kommt, wird die Fahrspur des lenkbaren Rades 32 durchdie Linie La repräsentiert. Wenn andererseits das Fahrzeug 1 nach links um die in bezug auf den Draht a zu der Stelle A symmetrische Stelle B abbiegt, so daß es in eine strichpunktierte Stellung Ib auf dem Draht b kommt, wird die Fahrspur des lenkbaren

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Rades 32 durch eine Linie Lb wiedergegeben. Die Linien La und Lb unterscheiden sich voneinander hinsichtlich der Kurvenabmessung, weil das lenkbare Rad 32 zu der Mittellinie des Fahrzeugkörpers versetzt angeordnet ist- Die Fahrspur La bei der Rechtsabbiegung ist ein um die Stelle A als Mittelpunkt beschriebener Bogen, wobei der Abstand zwischen der Stelle A und dem Mittelpunkt 0 des lenkbaren , Rades 32 den Radius bildet. Die Fahrspur Lb bei der Linksabbiegung ist ein um die Stelle B als Mittelpunkt beschriebener Bogen, wobei der Abstand zwischen der Stelle B und dem Mittelpunkt 0 den Radius darstellt. Um das Fahrzeug sowohl bei der Rechtsabbiegung als auch bei der Linksabbiegung ordnungsgemäß von dem Leitdraht a. auf den Leitdraht b zu versetzen, ist es erforderlich, nicht nur die Steuerungsrichtung umzukehren, sondern auch den Steuerwinkel in Übereinstimmung mit der beschriebenen Fahrspur des lenkbaren Rades 32 zu steuern.

Ein Ausführungsbeispiel der Beziehung zwischen dem Steuerwinkel und der Fahrstrecke bei der Rechts- und Linksabbiegung ist in Figur 12 gezeigt, in der die durchgezogene Linie X die Rechtsabbiegung und die gestrichelte Linie Y die Linksabbiegung darstellt.

Zunächst wird die Rechtsabbiegung beschrieben.

Das Fahrzeug 31 befindet sich an einer Stelle X_, an der die Kurvenfahrt beginnt. Das Fahrzeug wird so gesteuert, daß es allmählich nach rechts lenkt, während es bewegt wird, bis der Steuerwinkel an der Stelle X.. Q₁ erreicht. Nachdem der Steuerwinkel an der Stelle X₁ θ₁ ist, wird das Fahrzeug zu einer Stelle X„ gefahren, wobei der Steuerwinkel Θ.. aufrechterhalten bleibt. Nachdem das Fahrzeug die Stelle X_ erreicht hat, wird die Steuerrichtung allmäh-

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lieh umgekehrt (oder nach links verändert). Wenn der Steuerwinkel an der Stelle X-. 0 wird, erreicht das Fahrzeug die mit der gestrichelten Linie 1a in Figur 11 dargestellte Position auf dem Leitdraht b. Auf diese Weise wird der Steuerwinkel geregelt.

Bei der Linksabbiegung wird das Fahrzeug so gesteuert, daß bei seiner Bewegung zu der Stelle X₁ bei allmählicher Linkssteuerung der Steuerwinkel -θ_ beträgt. Nachdem der Steuerwinkel bei der Stelle X₁ -Q₉ ist, wird das Fahrzeug zu der

Stelle X₂ gefahren, wobei der Steuerwinkel -θ_ beibehalten bleibt. Nach Erreichen der Stelle X_ wird die Steuerrichtung allmählich umgekehrt (oder nach rechts verändert). Wenn der Steuerwinkel bei der Stelle X,. 0 wird, erreicht das Fahrzeug die strichpunktierte Stellung 1b auf dem Leitdraht b. Auf diese Weise wird der Steuerwinkel geregelt.

Gemäß Figur 12 sind die Werte der Stellen X_n bis X-. und die Steuerwinkel Θ.. und -Θ- in Übereinstimmung mit der Stellung des lenkbaren Rades 32 an dem Fahrzeugkörper oder dergleichen vorbestimmt.

Figur 13 veranschaulicht ein Beispiel eines Steuersystems zur Durchführung einer unter Bezug auf Figur 12 beschriebenen Lenkungssteuerung.

Bei dem Beispiel nach der Figur 13 arbeiten ein Distanzdetektor 11 und ein Zähler 12 gemeinsam zur Ermittlung einer Fahrstrecke, die von der Mittellinie des Fahrzeugkörpers gemessen wird. Deshalb ist der Detektor 11 auf der Mittellinie an dem Fahrzeugkörper montiert. Wenn es schwierig ist, den Detektor 11 auf der Mittellinie des Fahrzeugkörpers anzubringen, können zwei Detektoren 11 an dem rechten bzw. linken starren Rad 33,34 angebracht sein, um die Radfahr-

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strecken zu erhalten, so daß der Durchschnittswert dieser Fahrstrecken als Wert für die Fahrzeugfahrstrecke benutzt wird. Eine durch die durchgezogene Linie X in Figur 12 repräsentierte Funktion wird in einem Funktionsgenerator 13c für die Rechtslenkung programmiert, der ein Signal abgibt, das einen Steuerwinkel als Antwort auf die Streckeninformation von dem Zähler 12 befiehlt.· Entsprechend ist eine in Figur 12 mit der Linie Y strichpunktiert angedeutete Funktion in einem Funktionsgenerator 13d für die Linkslenkung programmiert, der ein Signal abgibt, das als Antwort auf eine Streckeninformation von dem Zähler 12 einen "Steuerwinkel befiehlt.

Schalter Sia und S2a wählen ein Steuerwinkel-Befehlssignal einzeln nach der Wenderichtung aus. Bei der Rechtswendung

geschlossen,

wird nur der Schalter S1a von einem Rechtslenksignal/um ein Steuerwinkel-Befehlssignal von dem Funktionsgenerator 13c für die Rechtslenkung auf eine Linie 1^₀ zu übertragen. Bei der Linkswendung wird nur der Schalter S2a von einem Linkslenksignal geschlossen, damit ein Steuerwinkel-Befehlssignal von dem Funktionsgenerator 13d für die Linkslenkung auf die Linie I₁₀ übertragen wird. Ein nicht gezeichneter Steuerungsmechanismus wird betätigt, so daß der Steuerungswinkel von dem der Linie I₁₀ zugeführten Signal gesteuert wird.

Bei dem Beispiel nach Figur 13 sind zwei Funktxonsgeneratoren für den Lenkvorgang nach rechts bzw. nach links vorgesehen. Zwei Funktionsgeneratpren können jedoch durch einen Funktionsgenerator ersetzt werden, um den gleichen Zweck zu erzielen.

Figur 14 veranschaulicht ein Beispiel eines LenkSteuerungssystems, bei dem nur ein Funktionsgenerator für sowohl die Lenkung nach links als auch für die Lenkung nach rechts

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verwendet wird.

Eine in Figur 12 durch die durchgezogene Linie X (oder die strichpunktierte Linie Y) veranschaulichte Trapezfunktion wird in einem Funktionsgenerator 13 programmiert, der ein der Distanzinformation von einem Zähler 12 entsprechendes Signal abgibt. Dieses Ausgangssignal wird über einen Widerstand £ an einen Verstärker 35 weitergeleitet. Wenn ein Schalter S1b von einem Rechtslenksignal geschlossen wird, verringert sich der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 35 und der durch das in eine Linie 1„ .eingeführte Signal angegebene Steuerwinkel ist wie durch die durchgezogene Linie X in Figur 12 gezeigt. Wenn ein Schalter S2b von einem Linkslenksignal geschlossen wird,steigt der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 35 und der von dem in die Linie l„₀ eingeführten Signal angegebene Steuerwinkel ist wie die strichpunktierte Linie Y in Figur 12. Ein nicht gezeichneter Steuermechanismus wird betätigt, so daß der Steuerwinkel von dem der Linie 1~_ zugeführten Signal geregelt wird.

Die Erfindung wurde unter Bezug auf den Stellungswinkel-Detektor beschrieben, der einen Stellungswinkel mit einem Paar von Detektorspulen ermittelt.

Anschließend wird die Erfindung unter Bezug auf eine Abwandlung mit zwei Paaren von Detektorspulen geschildert.

Nach Figur 15 sind in der Nähe der Hinterräder (oder Vorderräder) eines unbemannten Fahrzeugs 1 Abweichungs-Detektorspulen 36a und 36b sowie Stellungswinkel-Detektorspulen 35a und 35b vorgesehen. Jede Abweichungs-Detektorspule 36a und 36b ist senkrecht zur Mittellinie des Fahrzeugkörpers ausgerichtet, so daß die Suchrichtung

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senkrecht zu einem Leitdraht a verläuft. Daher werden in jedem Moment Spannungen in die Detektorspulen 36a bzw. 36b induziert, aber sie sind, wie in Figur 16 zeigt, so geschaltet, daß die induzierten Spannungen sich gegeneinander aufheben (Gegenphasen-Reihenschaltung). Wenn der Leitdraht a. sich in der Mitte des Abstands zwischen zwei Spulen 36a und 36b befindet, liegt keine Spannung über den Ausgangsklemmen a„ und b„, jedoch wenn der Leitdraht die Mitte verläßt, steigt die Spannung über den Ausgangsklemmen. Die Phase der Ausgangsspannung stimmt mit der Spannung überein, die in der Detektorspule induziert ist, die sich näher bei dem Leitdraht a. befindet. Auf diese Weise können Richtung und Betrag der in Figur 15 mit 1 bezeichneten Richtungsänderung des hinteren Teils 1b des Fahrzeugkörpers aus der Phase und dem Betrag der Spannung ermittelt werden, die sich über den Ausgangsklemmen a„ und b„ entwickeln.

Die Stellungswinkel-Detektorspulen 35a und 35b sind parallel zu dem Fahrzeugkörper angebracht,so daß die Suchrichtungen parallel zu dem Leitdraht a. verlaufen. Die Detektorspulen 35a und 35b sind so geschaltet, daß eine über den Ausgangsklemmen 1 und 1, entwickelte Spannung die Summe der in die a JD

Spulen 35a und 35b induzierten Spannungen ist (Koinzidenz-Phase-Reihenschaltung) . Wenn die Tangentiallinie des Leitdrahts a an dem hinteren Teil 1b des Fahrzeugkörpers parallel zu den Achsen der Spulen 35a und 35b verlaufen, wird in den Spulen 35a und 35b keine Spannung induziert. Wird dieser Parallelzustand aufgehoben, steigen die in den Spulen induzierten Spannungen. Die Phase der Spannung ändert sich in Abhängigkeit von der Richtung des Stellungswinkels des Fahrzeugkörpers. Daher lassen sich Richtung und Betrag eines Winkels θ (nachfolgend als "Stellungswinkel" bezeichnet), den die Tangente des Leitdrahts a. an dem hinteren Teil 1b des Fahrzeugkörpers mit der Mittellinie des Fahrzeugkörpers

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bildet, aus der Phase und dem Betrag ,der über den Ausgangsklemmen a₁ und b₁ entwickelten Spannung herleiten.

Wie in Figur 17 dargestellt, wird die Ausgangsspannung der Abweichungs-Detektorspulen 36a und 36b durch einen Verstärker 37 auf einen Additionspunkt P1 übertragen und die Ausgangsspannung der Stellungswinkel-Detektorspulen 35a und 35b wird einem Verstärker 38 mit einem Verstärkungsfaktor +Κ- und einem Verstärker 39 mit einem Verstärkungsfaktor -K„ zugeführt. Die Ausgangsspannungen der Verstärker 38 lind 39 haben gleichen Betrag, jedoch·entgegengesetzte Phasen (phasenverschoben um 180°), und erstere werden zur Stellungswinkelsteuerung bei der Vorwärtsfahrt eingesetzt, während letztere für die Stellungswinkelsteuerung bei der Rückwärtsfahrt gebraucht werden. Die Signale mit entgegengesetzter Phase werden bei der Vorwärtsfahrt bzw. Rückwärtsfahrt eingesetzt, weil es selbst bei gleichen Fahrzeug-Stellungswinkeln notwendig ist, die Steuerungsrichtung separat gemäß den Vorwärts- oder Rückwärts vor gangen umzukehren.

Die Ausgangsspannungen der Verstärker 38 und 39 werden an Schalter SW₁ bzw. SW₂ angelegt. Die Schalter SW₁ und SW₂ werden von einem Signal von einer Vorwärts- und Rückwärts-Schaltvorrichtung 40 an-und ausgeschaltet. Beispielsweise bei der Vorwärtsfahrt wird der Schalter SW. geschlossen, woraufhin ein Signal zur Vorwärtsfahrtlenkung von dem Verstärker 38 an den Additionspunkt P1 übermittelt wird. Bei dem Rückwärtsfahrtvorgang wird der Schalter SW₂ geschlossen und infolgedessen gelangt ein Signal zur Rückwärtsfahrtlenkung von dem Verstärker 39 zu dem Additionspunkt P1.

In dem Additionspunkt P1 wird das Abweichungs-Suchsignal von dem Verstärker 37 dem Stellungswinkel-Suchsignal von

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dem Verstärker 38 oder 39 hinzugefügt. Der sich ergebende Zusatzausgang entspricht dem Steuerwinkel, der zur Korrektur der Kursabweichung des Fahrzeugs 1 und seines Stellungswinkels erforderlich ist. Die Phase des Zusatzausgangs ist repräsentativ für die Zusammensetzung (oder die Steuerrichtung) der Richtung des Stellungswinkels und der Richtung der Kursabweichung, während das Niveau des Zusatzausgangs repräsentativ für die Zusammensetzung ( oder den Betrag der Steuerung) der Größe des Stellungswinkels und des Betrags der Kursabweichung ist.

In Figur 18 ist dargestellt, wenn ein Fahrzeug 1 nach Figur 15 eine scharfe Kurve durchfährt.

Gemäß Figur 18 ist ein Leitdraht a in Form eines Bogens mit dem Mittelpunkt 0 verlegt, der sich von der Stelle Ps zu der Stelle Pf erstreckt und anschließend an diese Stellen grade ausläuft. Ein unbemanntes Fahrzeug 1 fährt von der Position N. zu der Position N..

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Zunächst fährt das Fahrzeug 1 aus der Position N zu dem Kurvenbeginn Ps. Selbst wenn der vordere Teil 1a des Fahrzeugs die Stelle Ps erreicht, fährt das Fahrzeug 1 gerade weiter, weil die erwähnten Stellungswinkel-Detektorspulen 35a und 35b sowie die Kursabweichungs-Detektorspulen 36a und 36b am hinteren Teil 1b des Fahrzeugkörpers angebracht sind. Die gestrichelte Linie m bezeichnet die Bewegungsspur der Glitte des vorderen Teils 1a des Fahrzeugs.

Wenn der hintere Teil 1b des Fahrzeugs 1 die Stelle Ps erreicht, beginnt die Steuerung des Fahrzeugs und es durchfährt die Kurve bis zu der Stelle Pf. In dieser Kurve bewegt sich das Fahrzeug 1 derart, daß die Mitte des hinteren Fahrzeugteils 1b sich mit Hilfe der Suchspulen 36a und 36b

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längs des Leitdrahtes a bewegt. Außerdem wird das Fahrzeug 1 mit Hilfe der Suchspulen 35a und 35b so gefahren, daß die Achsen der Suchspulen 35a und 35b parallel zu der Tangente des Leitdrahtes <a am hinteren Fahrzeugteil 1b liegen, das heißt, der hintere Teil 1b des Fahrzeugs steht senkrecht zu dem Leitdraht a (siehe Stellungen N- und N^).

Auf diese Weise bildet die Bewegungsspur m der Mitte des Fahrzeugvorderteils einen Bogen, dessen Radius größer als der Radius der Biegung des Leitdrahts a ist. Wenn der Fahrzeugvorderteil 1a über den Kurvenendpunkt P£ hinausgeht, liegt der hintere Fahrzeugteil 1b noch auf der Kurve und deshalb wird die Fahrzeugsteuerung aufrechterhalten. Wenn der hintere Teil 1b des Fahrzeugs den Kurvenendpunkt Pf erreicht, wird die Steuerung wieder hergestellt, und das Fahrzeug fährt gesteuert gerade auf dem Leitdraht a entlang.

Wenn das Fahrzeug sich auf dem gleichen Weg rückwärts bewegt, beschreibt das Fahrzeug die gleiche Fahrspur wie im Zusammenhang mit der Vorwärtsfahrt beschrieben. Das Fahrzeug 1 fährt dabei mit'Hilfe der Suchspulen 36a und 36b sowie 35a und 35b in der Weise, daß die Mittellinie des hinteren Teils 1b immer senkrecht zum Leitdraht a^ verläuft.

Figur 19 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der der beschriebene Lenkvorgang auf die Steuerung eines unbemannten beweglichen Fahrzeugs zwischen einer Hauptleitlinie und mehreren diese rechtwinklig kreuzenden Spuren angewendet wird.

Gemäß der Darstellung wird durch Drehung um 90 Grad bei einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs die Fahrzeug-

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stellung zur Deckung gebracht mit der Richtung der Spur und die Fahrzeugstellung wird etwa ausgerichtet zu der Mitte der Spur, woraufhin eine exakte Ausrichtung des Fahrzeugs mit der Spur durch Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs erreicht wird.

Figur 19 zeigt mehrere Spuren L' bis L , die eine Hauptleitlinie ML rechtwinklig kreuzen.Die Spur L ist mit einer Fahrzeug-Bereitschaftsstation 42 sowie einem Beladungsund Entladungstisch 43 versehen. Zwei Leitdrähte MC₁ und MC_ sind mit geeignetem gegenseiten Abstand in der Hauptleitlinie ML vorgesehen. Außerdem sind Leitdrähte C_ bis C in der Mitte jeder Spur L_ bis L verlegt. Niederfrequenz - Führungssignale mit Frequenzen f_o, f* und f„ werden jeweils einzelnen zugeordneten Leitdrähten C_Q, MC₁ und MC_ übermittelt. Niederfrequenz-Führungssignale mit Frequenzen f., und f. gelangen abwechselnd zu den Leitdrähten C₁ bis C . Eine Seite der Spuren L₁ bis L wird In In

in bezug auf die Hauptleitlinie als "Α-Seite"- Spur und die andere Seite als "B-Seite"-Spur bezeichnet. Auf den Spuren L₁ bis L soll Last abgesetzt werden.

Es sei angenommen, daß das unbemannte Fahrzeug 1 von der Berextschaftsstation 42 zu dem Beladungs- und Entladungstisch 43 fährt, eine Last von diesem übernimmt, auf der A-Seiten-Spur L„ absetzt und in die Berextschaftsstation 42 zurückkehrt. Das Fahrzeug 1 bewegt sich von der Berextschaftsstation 42 zu dem Tisch 43 mit der Frequenz f_o vorwärts, die dem Leitdraht C_ zugeführt wird, der als Führungssignal benutzt wird. Nach Übernahme der Güter von dem Tisch 43 bewegt sich das Fahrzeug 1 rückwärts auf dem Draht Cq entlang. Bei Erfassung des Frequenzsignals f„ des Drahtes MC„ für die Hauptleitlinie ML verlangsamt das Fahrzeug seine Geschwindigkeit. Bei Erfassung des Frequenzsig-

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nals f. des Leitdrahts MC. dreht sich das Fahrzeug 1 dann in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen programmierten Funktion um 90 Grad/una"r>ewegt sich anschließend rückwärts in Richtung der Spur L_, das heißt, in Richtung des Pfeils C auf der Hauptleitlinie ML entlang, wobei es von dem Leitdraht MC₁ geführt wird. Das Fahrzeug 1 fährt rückwärts auf dem Leitdraht MC₁ entlang, der der A-Seiten-Spur näher liegt, wenn das Fahrzeug 1 zur A-Seiten-Spur fahren soll. Soll das Fahrzeug 1 zur B-Seiten-Spur fahren, wird es auf dem Leitdraht MC„ der Hauptleitlinie ML bewegt, der der B-Seiten-Spur näherliegt. Der Funktionswert bei der programmierten Abbiegung des Fahrzeugs 1 ist so gewählt, daß eine Mittellinie des Fahrzeugs 1 nach einer 90 Grad Rückwärtsdrehung des Fahrzeugs 1 im wesentlichen zu dem Leitdraht ausgerichtet ist.

Während des Verfahrens des Fahrzeugs 1 entlang der Hauptleitlinie ML erfaßt es die Signale f,., f., f- usw, die

den Spuren L L₁₇L_n usw. übermittelt werden, die η, η— ι n— /.

das Fahrzeug 1 passiert und zählt diese Signale.

In Abhängigkeit von der Signalzählung erfaßt das Fahrzeug 1 das Signal f₃ der Spur L , die sich unmittelbar vor der Spur L befindet, in die das Fahrzeug programmgemäß eingeführt werden soll und daraufhin wird die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert. Das Fahrzeug 1 erfaßt dann das Signal f. der Spur L„, wird in Übereinstimmung mit der vorgegebenen Programmfunktion um 9O Grad rückwärts gedreht und hält an einer Stelle unmittelbar vor Eintritt in die B-Seiten-Spur L~.nachdem ein gewisses Stück zurückgelegt worden ist. In diesem Zustand ist die Stellung des Fahrzeugs 1 schon im wesentlichen zu der Richtung der Spur L„ ausgerichtet. Mit anderen Worten - die Mittellinie des Fahrzeugs 1 deckt sich annähernd mit dem Leit-

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draht C_. Daher nimmt das Fahrzeug 1 in diesem Stadium eine Stellung ein, in der die in der Spur L„ vorhandene Ladung schnell und genau ermittelt werden kann.

Danach fährt das Fahrzeug 1 vorwärts, wobei das Signal

f. der Spur L„ als Leitsignal benutzt wird, während eine genaue Ausrichtung des Fahrzeugkörpers zu der Spur L„ bewirkt wird. Das Fahrzeug 1 kann daher genau bis zur Spur L„ fahren und die Güter an einer vorbestimmten Stelle in der Spur L„ abladen. Nach Beendigung der Güterentladung bewegt sich das Fahrzeug 1 rückwärts gegen die Hauptleitlinie ML und bei Erfassung des Signals f.. des Leitdrahts MC. verringert das Fahrzeug 1 seine Geschwindigkeit. Wenn das Fahrzeug 1 das Signal f~ des Leitdrahtes MC- erfaßt hat, wird es in Übereinstimmung mit der programmierten Funktion um 90 Grad rückwärts gedreht und dann rückwärts auf der Hauptleitlinie ML in Richtung der Spur L (Pfeil D) bewegt, wobei es von dem Signal f_ des Leitdrahtes MC„ geführt wird. Bei Erfassung des Signals f_ des Leitdrahts C_ wird das Fahrzeug 1 in übereinstimmung mit der programmierten Funktion um 90 Grad rückwärts gedreht und fährt danach,von dem Signal f_o geführt/ rückwärts auf der .Spur L_ zu der Bereitschaftsstation 42. Die Beladung und Entladung, des Fahrzeugs 1 wird in vorstehender Weise durchgeführt.

Wenn das Fahrzeug 1 zur B-Seiten-Spur geführt werden soll, wird es rückwärts auf einer vorbestimmten Spur längs des Leitdrahts MC„ der Hauptleitlinie ML verfahren, dann in gleicher Weise wie vorher beschrieben, vorwärts in die gewünschte Spur bewegt und nach Beendigung des Abladevorgangs rückwärts längs des Leitdrahts MC₁ der Hauptleitlinie ML in Richtung der Spur L₀ bewegt.

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Gemäß dieser Ausführungsform, bei der die Fahrzeugstellung im wesentlichen ausgerichtet ist zu der Richtung der Spur, wenn das Fahrzeug nach derDrehung nach vorn gerichtet ist, kann eine Feststellung der vor dem Fahrzeug in der Spur befindlichen Last rasch und genau durchgeführt werden und außerdem läßt sich der Totraum soweit wie möglich reduzieren. Obwohl bei dieser Ausführungsform eine Zweiseiten-Spuranlage verwendet wird, läßt sich der Totraum kleiner machen als der eine bei der herkömmlichen Einseiten-Spuranlage vorhandene Totraum. Daher wird mehr Platz für die Last in der Spur gewonnen, wodurch die wirkungsvollste Ausnutzung des Lagerraums erreicht wird.

Figur 20 zeigt ein Konstruktionsbeispiel, bei dem ein unbemanntes Fahrzeug, nämlich ein Gabelstapler, die in einer Spur stehende Last auffindet.

Gemäß Figur 20 ist ein Gapelstapler 1 mit einem Impulsgenerator 53 ausgestattet. Dieser Impulsgenerator 53 erzeugt bei jeder vorgegebenen Fahrstrecke, zum Beispiel 10 cm, einen Impulssignalstoß P . Die Fahrstrecke des Fahrzeugs kann daher durch Zählen der Anzahl der erzeugten Impulse Ps gemessen werden. Die Periode des Impulssignals Ps ändert sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit. Das Impulssignal Ps wird als ein Niederimpulssignal einem Fahrstreckenimpulszähler 53 der LadungsSucheinheit 60 gemäß Fig. 21 übermittelt.

Ein Zeitimpulsgenerator 62 erzeugt in jeder konstanten Zeit t ein Impulssignal Pt und liefert diesen Impuls als Niederimpulssignal an einen Zeitzähler 66.

Der unbemannte Gabelstapler 1 fährt mit einer gewissen Geschwindigkeit auf einer vorgegebenen Fahrlinie entlang,

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wobei die Gabel 52 in Bodennähe bleibt, das heißt, eine Stellung einnimmt,, in der eine Palette 55a mit einer Last 56a nicht auf dem Boden schleift und trotzdem gegen eine gegenüberliegende auf dem Boden stehende Palette 55b angesetzt werden kann*. In diesem Stadium zählen weder der Fahrstreckenzähler 65 noch der Zeitzähler 66, obwohl sie Impulse Ps und Pt von dem F.ahrstreckenimpulsgenerator 53 und dem Zeitimpulsgenerator 62 empfangen.

Bei Eintritt des Gabelstaplers in eine vorbestimmte Spur 54 gibt eine Folgesteuerschaltung 61 vorgegebene Daten Da, Db ab. Die Daten Da werden einem Multiplikator 63 geliefert. Dieser Multiplikator 63 multipliziert die Daten Da mit einem geeigneten Koeffizienten K in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Gabelstaplers 1. Der Koeffizient K mit verhältnismäßig großem Wert wird gebraucht, wenn die Fahrgeschwindigkeit hoch ist, während ein Koeffizient K mit verhältnismäßig kleinem Wert für eine geringe Fahrgeschwindigkeit benutzt wird. Diese Anordnung dient der Veränderung des Wertes der Daten Da in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Gabelstaplers 1 zur Verringerung eines Zählwertes des Fahrstrecken-Impulszählers 65 auf 0 vorrangig zu dem Zeitzähler 66. Ein Frequenz-Spannungsumformer 64 erzeugt ein Signal e , das proportional zu der Frequenz des Impulssignals Ps ist und dieses Signal an den Multiplikator 63 liefert. Der Multiplikator 63 multipliziert die Daten Da mit einem Koeffizienten, der proportional zu dem Signal e ist und daraufhin Daten Da¹ erzeugt, die in dem Fahrstreckenimpulszähler 65 vorgegeben werden. Die Daten Db sind in dem Zeitzähler 66 direkt vorgegeben.

Diese Fahrstreckenzähler 65 und Zeitzähler 66 werden jedesmal abgezählt (counted down) wenn ihnen die Fahrstreckenimpulse Ps und die Zeitimpulse Pt geliefert werden.

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Während der Gabelstapler 1 mit konstanter Geschwindigkeit fährt, wird die Zähleranzeige des Fahrstreckenimpulszähler s 65 vor dem Zeitzähler 66 Null- Ein darauf zurückgesetztes Signal wird von einem NAND-Glied N1 erzeugt, und dem Fahrstreckenimpulszähler 65 sowie dem Zeitzähler 66

über ein ODER-Glied-ODER zur Löschung dieser Zähler geliefert. Danach werden die Daten Da¹ bzw. Db erneut in den zugeordneten Zählern vorgegeben. Die beschriebene Operation wird wiederholt, während der Gabelstapler 1 mit konstanter Geschwindigkeit fährt.

Da die Palette 55a des Gabelstaplers 1 gegen die in der Spur 54 stehende Palette 55b trifft, verlangsamt sich die Geschwindigkeit des Gabelstaplers 1. Dies bewirkt eine Verlängerung der Impulsperiode des Ausgangsimpulses Ps des Fahrstrecken-Impulsgenerators 53, wobei die count down Operation des Fahrstrecken-Impulszählers 55 langsamer gemacht wird. Da der Zeitimpulsgenerator 62 das Impulssignal Pt mit dem konstanten Zeitintervall t erzeugt, wird die Zähleranzeige des Zeitzählers 66 vor dem Fahrstreckenimpulszähler 65 Null. Ein NAND-Glied N2 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die Zähleranzeige des Zeitzählers 66 Null geworden ist. Dieses Ausgangssignal des NAND-Glieds N2 wird als Ladungssuchsignal benutzt.

Dieses Ladungssuchsignal wird einer nicht gezeichneten fahrenden Steuereinheit des Gabelstaplers 1 zugeführt, um ihn sofort anzuhalten.

Die Fahrgeschwindigkeit des Gabelstaplers 1 in der Spur, die Periode t des Zeitimpulses Pt und die vorgegebenen Daten Da, Db sind so gewählt, daß der Gabelstapler 1 innerhalb einer ausreichend kurzen Zeit,nachdem die Palette 55a gegen die gegenüberstehende Palette 55b aufgetrof-

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fen ist, anhalten kann, ohne daß sich die Palette 55,auf der sich Ladung befindet., verschiebt.

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Claims

ANSPRÜCHE

J Lenksteuerungssystem für ein unbemanntes Fahrzeug, wobei das Fahrzeug an einer Kreuzung von zwei Leitdrähten mittels eines der beiden Leitdrähte von einer Wegeführung auf eine programmierte Kurvenfahrt entlang einer von den Leitdrähten unabhängigen vorgegebenen Linie umgeschaltet und anschließend mittels des anderen Leitdrahts wieder auf Wegeführung umgeschaltet wird, gekennzeichnet durch programmierte Wendesteuerungsmittel zur aufeinanderfolgenden Ablesung eines Steuerwinkel-Befehlswertes von einem Informationsspeicher, der einen vorgegebenen Weg speichert, der dargestellt ist durch eine Funktion einer Fahrstrecke und einen Steuerwinkel während des Wendevorgangs, um eine Steuereinheit des Fahrzeugs als Antwort auf den Steuerwinkel-Befehlsweft hiermit zu steuern, Mittel zur geradlinigen Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs mit einem Steuerwinkel 0 bis das Fahrzeug nach Beendigung des programmierten Wendevorgangs den anderen Leitdraht erreicht;

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Wegefuhrungs-Steuermittel einschließlich eines Stellungswinkel-Detektorini ttels, das einen Stellungswinkel des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit einem Magnetfeld des Leitdrahts ermittelt und die Steuereinheit des Fahrzeugs als Antwort auf den ermittelten Stellungswinkel· steuert; Detektormittel zur Ermittlung der Ankunft des Fahrzeugs bei dem anderen Leitdraht unabhängig von der Beendigung des programmierten Wendevorgangs; und durch Steuermittel, die auf den Ausgang des Detektormittels ansprechen, um das Fahrzeug gleichmäßig und glatt von der vorangegegangenen Fahrweise auf die Wegeführung mittels des anderen Leitdrahtes umzusteuern.

2. Lenksteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsspeicher als Funktion einer Rückwärtswendung eine Funktion benutzt, die durch Verschiebung einer Funktion einer Vorwärtswendung um ein vorbestimmtes Stück in einer positiven oder negativen Richtung der Fahrstrecke erhalten wird.

3. Lenksteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsspeicher Funktionen der Fahrstrecke und des Steuerwinkels in bezug auf eine Linkswendung und eine Rechtswendung einzeln programmiert und eine der Funktionen in Abhängigkeit von einer tatsächlichen Wenderichtung benutzt, um damit den Steuerwinkel in Übereinstimmung mit der Fahrstrecke zu steuern.

4. Lenksteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellungswinkel-Detektormittel ein Paar von Suchspulen auf beiden Seiten des Fahrzeugs aufweist, die parallel zu einer Fahrzeugmittellinie angeordnet sind, um eine Summe induzierter Spannungen der Suchspulen zu erzeugen, daß ein zweites Paar von Such-

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spulen auf beiden Seiten des Fahrzeugs rechtwinklig zu der Mittelachse des Fahrzeugs angeordnet ist, die eine Differenz zwischen induzierten Spannungen des anderen Suchspulenpaares erzeugen und daß die Summenspannung und der Differenzspannung zur Steuerung der Steuereinheit als Antwort auf eine Phase und eine Höhe eines Signalgemisches kombiniert werden.

5. Lenksteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellungswinkel-Detektormittel ein Paar hintereinandergeschaltete Suchspulen aufweist, die auf beiden Seiten des Fahrzeugs im wesentlichen parallel zu einer Mittelachse desselben angeordnet sind, um die Steuereinheit des Fahrzeugs als Antwort auf eine Phase und Höhe eines Signals zu regeln, das von den hinterexnandergeschalteten Suchspulen aufgenommen wird.

6. Lenksteuerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerrichtung des Fahrzeugs abhängig davon geregelt wird, ob die Phase des aufgenommenen Signals gleichphasig oder gegenphasig in bezug auf ein alternierendes Signal ist, das durch die Leitdrähte fließt, während der Betrag der Steuerung als Antwort auf die Höhe des aufgenommenen Signals gesteuert wird.

7. Lenksteuerungssystem für ein unbemanntes Fahrzeug, das in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Last-Beladungs- und Entladungsfolge bewegt wird, gekennzeichnet durch eine Hauptleitlinie, die zwei mit gegenseitigem Abstand vorgesehene Leitdrähte aufweist und durch mehrere auf beiden Seiten der Hauptleitlinie diese rechtwinklig kreuzende Spuren, von denen jede mit einem einzelnen Leitdraht versehen ist,

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wobei das Fahrzeug rückwärts auf einem Leitdraht der Hauptleitlinie entlangfährt, der der einen Spur,zu der das Fahrzeug geführt werden soll,näher liegt und das Fahrzeug bei Ermittlung der Zielspur in einem programmierten Wendevorgang rückwärts gedreht wird, so daß die Spur und die Mittelachse des Fahrzeugs im wesentlichen zueinander ausgerichtet sind, bis das. Fahrzeug vor einer gegenüberliegenden Spur anhält und anschließend von dem Leitdraht dieser Spur geführt auf der Spur vorwärts fährt, und wobei das umkehrende Fahrzeug rückwärts auf der Spur entlangbewegt' wird, in die das Fahrzeug von dem Leitdraht dieser Spur geführt eingefahren ist, rückwärts in einem programmierten Wendevorgang um 90 gedreht wird, um auf den anderen Leitdraht der Hauptleitlinie überführt zu werden und anschließend rückwärts auf dem anderen Leitdraht entlangfährt.

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