DE3726850C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Leitsystem für ein führerloses Fahrzeug entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Aus der FR 25 64 615 A1 ist ein Leitsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs für ein führerloses Fahrzeug mit einem passiven Leitdraht bekannt, welcher entlang des Fußbodens verlegt ist. Ein auf dem Fahrzeug untergebrachter Sender mit Antenne erregt den passiven Leitdraht. Ein an der Vorderseite des Fahrzeugs an einem Hebel angeordnetes Spulensystem vergleicht die aufgenommenen Spannungen und damit den seitlichen Abstand des Fahrzeugs von dem passiven Leitdraht. Das Leitsystem wirkt dabei auf eine servomechanische Lenkeinrichtung ein, die wiederum zwei Vorderräder des Fahrzeugs steuert.

Aus der DE 27 40 422 B1 ist ein Verfahren zum Feststellen der jeweiligen seitlichen Abweichung eines Fahrzeuges aus der Mittellage über einem längs seiner Fahrspur in Spurmitte sich erstreckenden passiven Leitmittel aus elektrisch leitendem Material bekannt. Dabei werden in dem als Abschirmung für elektromagnetische Wechselfelder ausgebildeten Leitmittel gegenüber fahrzeugseitig in Mittellage zur Fahrzeuglängsmittelebene ein in Fahrzeugquerrichtung sich ausbreitendes, hochfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugt. An mindestens zwei zur Fahrzeuglängsmittelebene symmetrischen Stellen wird im Feld die Feldstärke gemessen.

Obgleich erkannt wurde, daß die Änderung des Höhenabstandes der Sensoren zu den Seitenrändern des Leitmittels zu Schwierigkeiten führen, sind keine Anregungen enthalten, derartige Höhenänderungen zu kompensieren. Es wird also nur die Änderung des sich quer erstreckenden elektromagnetischen Feldes festgestellt. Es wird jedoch nicht, wie bei der zuerst genannten Druckschrift, ein Feld in das passive Leitmittel eingespeist und von einem auf dem Fahrzeug angeordneten Empfänger gemessen.

Aus der Veröffentlichung Limann, Otto: Funktechnik ohne Ballast, München, Franzis-Verlag, 1979, Seiten 156-163, ist bekannt, daß bei Rundfunkempfängern die automatische Verstärkungsregelung AVR angewendet werden kann. Trotz schwankender Eingangsspannung bei verschiedenen Rundfunksendern ergibt sich eine gleichbleibende Ausgangslautstärke. Für höhere Eingangsspannungen wird also die Verstärkung herabgeregelt.

Es wird in dieser Veröffentlichung jedoch keinerlei Anregung gegeben, derartige automatische Verstärkungsregelungen bei führerlosen Fahrzeugen mit passiven Leitsystemen anzuwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein passives Leitsystem für ein führerloses Fahrzeug vorzuschlagen, bei dem trotz einfach zu verlegender Leitmittel und einfachem Aufbau des Fahrzeugs Abstandsänderungen zwischen dem Leitdraht und dem Empfangssystem auf dem Fahrzeug ausgeglichen werden, so daß sie sich auf die Steuerung des Fahrzeuges nicht negativ auswirken.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst. Der Unteranspruch beschreibt eine bevorzugte Ausführungsform.

Gemäß der Erfindung ist es also möglich, ein einfaches, d. h. nichtabgeschirmtes Leitsystem, z. B. in Form eines aufgeklebten Metallbandes, zu verlegen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Aufbau eines Führungsleitungs-Sensors in Blockdiagrammdarstellung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Änderungen der Ausgangsgrößen der induzierten Ströme, die durch die Empfangsspulen fließen und durch Änderung der Lage der Führungsleitung hervorgerufen werden;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht zur Erläuterung der Lagebeziehung der Empfangsspulen zu einer Führungsleitung;

Fig. 4 bis 9 Ausführungsbeispiele einer verlegten Führungs­ leitung in perspektivischer Ansicht;

Fig. 10 ein führerloses Fahrzeug in schematischer Drauf­ sicht.

In Fig. 10 ist schematisch ein Beispiel eines führerlosen Fahrzeugs dargestellt, bei dem die vorliegende Erfindung An­ wendung findet. Dieses führerlose Fahrzeug 1 weist auf der rechten und linken Seite in der Mittel­ position des Fahrzeugkörpers jeweils ein Treibrad 2 bzw. 3 auf, wobei mit dem Treibrad 2 ein Antriebsmotor 4 und mit dem Treibrad 3 ein Antriebsmotor 5 direkt in Verbindung steht. Das führerlose Fahrzeug 1 kann sich geradlinig vorwärts oder rückwärts bewegen, indem das rechte und linke Treibrad 2 und 3 mit der gleichen Drehzahl und in gleicher Richtung angetrieben werden. Ein Schwenken des Fahrzeugs erfolgt, indem die Treibräder mit unterschiedlicher Drehzahl und in gleicher Richtung angetrieben werden. Eine Drehung um die eigene Achse des Fahrzeugs und somit eine Richtungsänderung an der gleichen Stelle erfolgt dadurch, daß die Antriebs­ räder mit der gleichen Drehzahl in entgegengesetzten Rich­ tungen angetrieben werden. Zum Abbremsen und Anhalten der Antriebsräder 2 und 3 sind Bremsen 6 bzw. 7 vorgesehen. Die Drehzahl der Antriebsräder 2 und 3 wird mit Hilfe von Impuls­ generatoren 8 bzw. 9 erfaßt. Zur Ermittlung der Lage einer auf dem Fußboden F aufgeklebten Führungsleitung 11 sind Füh­ rungsleitungs-Sensoren 10a und 10b vorgesehen. Abhängig von der Fahrtrichtung des führerlosen Fahrzeugs 1 ist entweder der Sensor 10a oder der Sensor 10b in Betrieb. Ferner sind schwenkbar am Fahrzeugkörper angeordnete, freilaufende Räder 12 sowie Puffer 13 vorgesehen.

In Fig. 1 ist der Führungslei­ tungs-Sensor 10a anhand eines Blockdiagramms dargestellt. Er besteht aus einer Sendespule 20, einer ersten Empfangsspule 21 und einer zweiten Empfangsspule 22. Der Auf­ bau des anderen Führungsleitungs-Sensors 10b entspricht im übrigen dem des Sensors 10a.

Die Sendespule 20 steht mit einem Oszillator 23 in Ver­ bindung. Die erste Empfangsspule 21 ist über einen Ver­ stärker 24 und einen Gleichrichter 25 mit einem Ver­ gleicher 26 und die zweite Empfangsspule 22 über einen Ver­ stärker 27 und einen Gleichrichter 28 ebenso mit dem Ver­ gleicher 26 verbunden. Die vom Vergleicher 26 erzeugten Signale werden den Motortreiberstufen 29 und 30 zugeführt, denen der Motor 4 für das Treibrad und der Motor 5 für das Treibrad 3 entsprechend zugeordnet sind. Die Ausgangs­ signale der Gleichrichter 25 und 28 werden auch einem eine automatische Verstärkungsregelung vorsehenden AVR- Verstärker 31 zugeführt, wodurch der Verstärkungsfaktor der beiden Verstärker 24 und 27 mittels Rückkopplung gesteuert wird.

Die Führungsleitung 11 ist auf dem Boden F des Fahrweges des führerlosen Fahrzeugs 1 durch Aufkleben eines elektrisch leitenden Metallbandes, z. B. eines Aluminium­ bandes 11a, wie in Fig. 4 ersichtlich, auf den Boden F oder durch Verlegen eines Aluminiumbandes 11b in den Boden F, wie aus Fig. 5 ersichtlich, oder durch Verlegen eines Aluminiumbandes 11c in den Boden F und Hinterfüllen mit einem geeigneten Material 32 - Fig. 6 - gebildet.

Die beiden Enden der Führungsleitung 11 sind an den Stellen 33 geerdet, wie dies aus Fig. 7 ersichtlich ist, oder es ist eine Schleife in ebener Richtung, wie dies aus Fig. 8 ersichtlich ist, oder eine Schleife in Richtung der Tiefe des Bodens ausgebildet, wie dies aus Fig. 9 ersichtlich ist.

Der Leit- bzw. Führungsvorgang für das führerlose Fahrzeug 1 wird nachfolgend beschrieben.

Der Oszillator 23 erzeugt mit Hilfe der Sendespule 20 ein Magnetfeld M1, wodurch ein induzierter Strom durch die Führungsleitung 11 fließt. Durch diesen induzierten Strom wird dann ein Magnetfeld M2 um die Füh­ rungsleitung 11 herum erzeugt, so daß dieses einen Strom in den Empfangsspulen 21 und 22 induziert.

Die Ausgangsgröße des induzierten, durch die erste und zweite Empfangsspule fließenden Stroms ändert sich in Abhängigkeit vom Abstand zwischen den Empfangsspulen 21, 22 und der Füh­ rungsleitung 11. Die Ausgangsgröße des Stroms erreicht ihr Maximum, falls sich die Führungsleitung 11 gerade unterhalb einer solchen Empfangsspule befindet. Sobald sich die Füh­ rungsleitung von dieser Position wegbewegt, nimmt die Aus­ gangsgröße des induzierten Stroms allmählich ab. Dieser Zustand ist graphisch in Fig. 2 dargestellt, wobei die Posi­ tion der Führungsleitung 11 auf der Abszisse und die Aus­ gangsgröße des induzierten, durch die Empfangsspulen fließen­ den Stroms längs der Ordinate aufgetragen ist. Die Kurve P1 gibt die Ausgangsgröße des induzierten Stroms in der ersten Empfangsspule 21 und die Kurve P2 die Ausgangsgröße des induzierten Stroms in der zweiten Empfangsspule 22 wieder. Die Ausgangsgröße der beiden Empfangsspulen 21 und 22 sind einander gleich, falls die Führungsleitung 11 die Mittel­ position zwischen beiden Empfangsspulen einnimmt.

Die Ausgangsgrößen der beiden Empfangsspulen 21 und 22 werden über den Verstärker 24 und den Gleichrichter 25 bzw. über den Verstärker 27 und den Gleichrichter 28 in den Vergleicher 26 eingegeben. In dem Vergleicher 26 wird eine Verlagerung des Fahrzeugs bezüglich der Führungsleitung 11 berechnet und die Drehzahl der Motoren 4 und 5 geändert, um diese Verlagerung zu korrigieren. Nimmt man z. B. an, daß sich die Führungsleitung 11 näher an der zweiten Empfangsspule 22 befindet, wie dies in Fig. 3 anhand der einpunktierten Linie dargestellt ist, obwohl in Wirklichkeit die Führungsleitung 11 stationär ist und die zweite Empfangsspule 22 eine Stellung einnimmt, die bei Bewegung des führerlosen Fahrzeugs 1 näher an der Führungslinie 11 liegt, so stehen die Ausgangsgrößen Va und Vb der beiden Empfangsspulen 21 und 22 in der Beziehung Va<Vb, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Be­ findet sich die Führungsleitung 11 näher an der ersten Empfangsspule 21, so ergibt sich die Beziehung Va<Vb. Durch Vergleich der Ausgangsgrößen der beiden Spulen kann ermittelt werden, welche der beiden Empfangsspulen des führerlosen Fahrzeugs 1 sich näher an der Führungsleitung 11 befindet.

Da der Verstärkungsgrad der Verstärker 24 und 27 mit Hilfe des AVR-Verstärkers 31 über eine Rückkopplung gesteuert wird, tritt keine Änderung beim Hochfahren oder Herunterfahren der Ausgangsgröße des induzierten Stromes jeder Empfangsspule auf, und zwar selbst falls sich das führerlose Fahrzeug 1 und somit der Führungsleitungs-Sensor 10a rauf und runter bewegt und sich der Führungsleitung 11 annähert oder von dieser wegbewegt. Weist der Führungsleitungs-Sensor 10a selbst einen größeren Abstand von der Bodenfläche als im Normalzustand auf, so nehmen die Ausgangsgrößen der Empfangs­ spulen insgesamt ab, wie dies in Fig. 2 anhand der strich­ punktierten Linie dargestellt ist, und es wird ein Befehl zur Erhöhung des Verstärkungsgrads durch den AVR-Verstärker 31 an die Verstärker 24 und 27 abgegeben.

Claims (1)

1. Leitsystem für ein führerloses Fahrzeug mit einer bodenseitig vorgesehenen, elektrisch leitenden Führungsleitung (11), die längs des Fahrweges des führerlosen Fahrzeugs (1) verlegt ist,
   einer fahrzeugseitig vorgesehenen Einrichtung (20) zum Induzieren einer elektromotorischen Kraft in der Führungsleitung (11) und einer fahrzeugseitig vorgesehenen Einrichtung (21, 22) zum Erfassen eines auf die Erzeugung eines elektrischen Stromes in der Führungsleitung hin erzeugten Magnetfelds, die aus einer ersten Empfangsspule (21) und
   einer zweiten Empfangsspule (22) besteht, die auf dem führerlosen Fahrzeug (1) vorgesehen und zu beiden Seiten der Führungsleitung (11) angeordnet sind, wobei die erste Empfangsspule (21) über einen Verstärker (24) und einen Gleichrichter (25) sowie die zweite Empfangsspule (22) über einen Verstärker (27) und einen Gleichrichter (28) mit einem Vergleicher (26) verbunden sind, der eine während der Fahrt des führerlosen Fahrzeuges auftretende Verlagerung bezüglich der Führungsleitung berechnet, dadurch gekennzeichnet,
   daß mit den Gleichrichtern (25, 28) ein eine automatische Verstärkungsregelung vorsehender AVR-Verstärker (31) in Verbindung steht, dessen Ausgangssignal auf die den Empfangsspulen (21, 22) nachgeschalteten Verstärker (24, 27) rückgekoppelt ist,
   daß die Führungsleitung (11) aus einem Metallband (11a) besteht, das auf dem Boden aufgeklebt ist,
   daß je eine Einrichtung zum Erfassen des Magnetfeldes im Fahrzeug vorne und hinten angebracht ist, wobei je nach Fahrtrichtung die eine (10a) oder die andere (10b) in Betrieb ist, und
   daß das führerlose Fahrzeug (1) auf der rechten und linken Seite des Fahrzeugkörpers in Fortbewegungsrichtung jeweils ein Treibrad (2 bzw. 3) sowie einen mit dem jeweiligen Treibrad direkt verbundenen Antriebsmotor (4 bzw. 5) aufweist, wobei die von dem Vergleicher (26) erzeugten Signale den Antriebsmotoren (4 und 5) zugeführt und die Drehzahl der Antriebsmotoren (4 und 5) zugeführt und die Drehzahl der Antriebsmotoren (4 und 5) zur Korrektur der Verlagerung des Fahrzeugs (1) bezüglich der Führungsleitung (11) geändert wird.