DE3733939A1 - Detektoreinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Detektoreinrichtung.

Ein als Transportmittel in einer Fabrik oder dgl. einge­ führtes unbemanntes Fahrzeug führt eine Vielzahl von Opera­ tionen durch. Diese Operationen umfassen zusätzlich zu einer Geradeausfahrt in einer Fabrik einen Halt an irgendeiner bestimmten Stelle, das Drehen nach rechts oder links an einer solchen Stelle und das Beschleunigen oder Verzögern in einem vorbestimmten Bereich.

Zur Steuerung eines solchen unbemannten Fahrzeugs, die der Ausführung der vorstehenden Operationen dient, sind einige konventionelle Techniken bekannt, die von einem System Gebrauch machen, bei dem ein metallisches Element vorher an einer gewünschten Haltestelle des unbemannten Fahr­ zeugs angeordnet wird und das Fahrzeug in Erwiderung auf die Erfassung des metallischen Elements durch einen De­ tektor, wie zum Beispiel einem am Fahrzeug installierten, kontaktlosen Schalter, zum Halten gebracht wird. Bei einem anderen System wird ein Strichcode oder dgl., der an einem Operationsstartpunkt angebracht ist, mit Hilfe eines auf dem unbemannten Fahrzeug vorgesehenen Bildsensors optisch gelesen, so daß das Fahrzeug in Erwiderung darauf zur Aus­ führung einer gewünschten Operation betätigt wird.

Bei dem oben erwähnten System, das von einem metallischen Element und einem kontaktlosen Schalter Gebrauch macht, kann das unbemannte Fahrzeug lediglich für eine Operationsart, wie zum Beispiel das Anhalten, instruiert werden. Bei dem anderen System, das einen Strichcode und einen Bildsensor verwendet, können Fehler beim Lesen des Strichcodes infolge dessen Verschmutzung oder irgendeiner Abweichung bezüglich der Leserichtung des Sensors auftreten.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Detektoreinrich­ tung vorzuschlagen, mit deren Hilfe mehrere Operationsarten sicher ausgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung werden viele Arten von Markenmustern durch Kombination einer Vielzahl von Abstimmkreisen gebildet und die Inhalte der Instruktionen bzw. Befehle sind so zu­ geordnet, daß diese jeweils solchen Markenmustern entspre­ chen, wobei eine Instruktion für eine Operation nach Erfassen der Marke durch einen auf dem Fahrzeug installierten Marken­ sensor einem unbemannten Fahrzeug eingegeben wird.

Gemäß der Erfindung kann eine zufriedenstellende Erfassung zur Erzeugung einer Vielzahl erforderlicher Daten durchge­ führt werden. Ungeachtet einer Verschmutzung der erfaßten Marke oder deren Abweichung bezüglich der Leserichtung des Sensors kann bei der Erfassung eine hohe Stabilität aufrecht erhalten werden.

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

Fig. 1 eine beispielhafte Operationsinstruktionsstruktur in einem Blockdiagramm;

Fig. 2 eine erläuternde Ansicht, die eine interne Struktur einer Marke wiedergibt;

Fig. 3 ein Muster auf der Rückseite der Marke;

Fig. 4 die Marke in Draufsicht;

Fig. 5 ein Schaltdiagramm, das den grundlegenden Aufbau eines Abstimmkreises darstellt;

Fig. 6 die Frequenzen der von einem Oszillator erzeugten elektromagnetischen Wellen in graphischer Dar­ stellung;

Fig. 7 die Ausgangsgröße einer logischen Konverterschal­ tung in graphischer Darstellung; und

Fig. 8 ein Beispiel eines unbemannten Fahrzeugs in schema­ tischer Draufsicht, bei dem die Erfindung Anwendung findet.

Fig. 8 zeigt schematisch ein Beispiel eines unbemannten Fahrzeugs, bei dem die Erfindung Anwendung findet. An dem Fahrzeug 1 sind ein Paar Antriebsräder 2, 3 angeordnet, die bezüglich der durch die Mitte des Fahrzeugkörpers verlaufen­ den Längsachse an der rechten und linken Seite vorgesehen sind. Mit den Antriebsrädern 2 und 3 stehen Fahrmotoren 4 bzw. 5 direkt in Verbindung. Das unbemannte Fahrzeug wird durch Drehen der beiden Antriebsräder 2 und 3 mit der gleichen Geschwindigkeit und in gleicher Richtung geradlinig nach vorn bzw. geradlinig zurückbewegt, durch Drehen der An­ triebsräder 2 und 3 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und in gleicher Richtung gewendet oder durch Drehen der beiden Antriebsräder mit gleichen Geschwindigkeiten, jedoch in gegenseitig entgegengesetzten Richtungen, an einer Stelle gedreht, so daß eine Richtungsänderung eintritt. Ebenso sind Bremsen 6 und 7 zum Verzögern oder Anhalten der Antriebsräder 2 bzw. 3 sowie Impulsgeneratoren 8 und 9 zum Erfassen der Drehgeschwindigkeiten der Antriebsräder 2 bzw. 3 gezeigt.

Ferner sind Führungsliniensensoren 10 a, 10 b zum Erfassen der Position einer auf einem Boden (F) aufgebrachten Führungs­ linie 11 vorgesehen.

Die Bezugszeichen 20 und 21 kennzeichnen nachfolgend erwähnte Markensensoren, die dem Lesen einer Marke 22 dienen, die auf dem Boden (F) an einer Instruktionsstelle für eine Operation angebracht ist. Die Führungsliniensensoren 10 a, 10 b und die Markensensoren 20, 21 sind so angeordnet, daß lediglich einer davon in Abhängigkeit von der Laufrichtung des unbemannten Fahrzeugs 1 betätigt wird. Ebenso sind getriebene bzw. mit­ genommene Räder 12, die in dem Fahrzeugkörper wie Schwenk­ rollen gehalten werden, sowie an der Vorder- und Rückseite je ein Puffer 13 vorgesehen.

Nachfolgend wird in Bezug auf die Fig. 1 und 2 die Marke 22 und der Aufbau des Markensensors 20 beschrieben.

Die Marke 22 besteht aus einer Vielzahl (vier in diesem ge­ zeigten Beispiel) von Abstimmkreisen 23 a bis 23 d, wobei jeder Abstimmkreis eine Folienspur 25 und einen Kondensator 26 aufweist, die auf einer doppelseitigen flexiblen Platte 24 angeordnet sind. Fig. 5 stellt die Grundschaltung des Ab­ stimmkreises dar. Bei den vier Abstimmkreisen werden die Windungszahlen der Spulen 25 und die Kapazitäten der Konden­ satoren 26 so festgelegt, daß diese sich gegeneinander unterscheiden, so daß die jeweiligen Abstimmfrequenzen unter­ einander unterschiedlich sind. Die in Fig. 2 gezeigte Grund­ platte mit der Marke 22 ist gewöhnlich mit einem Überzugs­ material abgedeckt, so daß der Schaltungsaufbau effektiv nicht sichtbar ist. Auf der Markenoberfläche sind Markier­ ungen 27 b und 27 d aufgezeichnet, die die Schnittstellen verdeutlichen. Fig. 3 verdeutlicht das rückseitige Muster der Marke 22, wobei das Bezugszeichen 26 a einen Teil des Kon­ densators 26 darstellt, der auf der anderen bzw. vorderen Seite angeordnet ist. Ferner sind elektrisch leitende Durch­ gangslöcher 28 a bis 28 d dargestellt, die durch die obere und untere Fläche der jeweiligen Abstimmkreise hindurchgehen.

Der in Fig. 1 gezeigte Markensensor 20 umfaßt eine Detektor­ spule 30, einen eine variable Frequenz erzeugenden Oszillator 31 zum kontinuierlichen Erzeugen von elektromagnetischen, von der Detektorspule 30 abgegebenen Wellen, deren Frequenzen in einem Bereich von f 1 bis f 2 (MHz) innerhalb kurzer Zeit t variieren, wie dies graphisch in Fig. 6 dargestellt ist, einen Oszillationsstärkendetektor 32 zum Erfassen der Oszilla­ tionsstärke des Oszillators 31 und eine logische Konverter­ schaltung 33 zur logischen Verarbeitung der Ausgangsgrößen des Detektors 32. Das Ausgangssignal der logischen Konverter­ schaltung 33 wird einer Servozentraleinheit 34 zugeführt, die ihrerseits dann Ausgangsbefehle für die Motorbetreiber 35, 36 der mit den Antriebsrädern 2, 3 verbundenen Fahrmotoren 4, 5 erzeugt. Die Servozentraleinheit 34 empfängt Eingangsbefehle von den Führungsliniensensoren 10 a, 10 b oder einer Haupt­ zentraleinheit 37 des unbemannten Fahrzeugs 1, die der Steuerung der Drehgeschwindigkeiten der Motoren 4, 5 dienen.

Nachfolgend werden die Instruktionen für den Betrieb des un­ bemannten Fahrzeugs 1 im Hinblick auf das vorerwähnte Aus­ führungsbeispiel erläutert.

Geht man davon aus, daß die Abstimmkreise 23 a bis 23 d der Marke 22 jeweils Abstimmfrequenzen fa, fb, fc und fd auf­ weisen, die so festgelegt sind, daß sie der Bedingung f 1 < fa < fb < fc < fd < f 2 genügen. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, ist auf dem Abstimmkreis 23 a keine eine Schnittstelle ver­ deutlichende Markierung aufgezeigt, so daß dort nie ein Einschneiden des Abstimmkreises 23 a stattfindet. Insgesamt werden 2³= 8 Muster der Marke 22 hergestellt, indem die übrigen drei Abstimmkreise 23 c, 23 d, 23 e in einen wirksamen Zustand ohne Einschneiden der entsprechenden Markierungen 27 b, 27 c 27 d versetzt oder indem diese drei Kreise in einen unwirksamen Zustand durch Einschneiden der Markierungen ver­ setzt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird lediglich ein Teil des Abstimmkreises 23 c, der dem Durchgangsloch 28 c entspricht, ausgeschnitten, so daß der Abstimmkreis 23 c in einen unwirksamen Zustand versetzt wird. Zum Ausschneiden des Durchgangslochs 28 c kann ein Fahrkartenknipser oder dgl. Verwendung finden.

Bewegt sich das unbemannte Fahrzeug 1 auf einem Weg, auf dem keine Marke 22 vorliegt, so wird die Ausgangsgröße des Os­ zillationsstärkendetektors 32 konstant gehalten, so daß von der logischen Konverterschaltung 33 kein Signal ausgegeben wird.

Bewegt sich der Markensensor 20 jedoch über die Marke 22, so nähern sich die Frequenzen des Oszillators 31 den Abstimm­ frequenzen fa, fb, fd der nicht ausgeschnittenen Abstimmkreise 23 a, 23 b, 23 d an, woraufhin die elektromagnetische Energie vom Oszillator 31 von den Abstimmkreisen 23 a, 23 b, 23 d absorbiert und die Oszillationsstärke in dem relevanten Abschnitt deut­ lich verringert wird. Die von dem Oszillationsstärkendetektor 32 erfaßte Oszillationsstärke wird zu der logischen Konver­ terschaltung 33 ausgegeben, in der ein fester Schwellenpegel festgelegt ist. Wird die Oszillationsstärke soweit reduziert, daß sie geringer als der Schwellenpegel ist, so wird der Wert einer solchen Reduzierung als eine positive logische Ausgangs­ größe der Servozentraleinheit 34 zugeführt. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel wird die Oszillationsstärke dann deutlich reduziert, wenn ihre Frequenz mit irgendeiner der Abstimm­ frequenzen fa, fb, fc übereinstimmt und somit die in Fig. 7 gezeigten logischen Ausgangssignale R erzeugt werden.

In Erwiderung auf solche logische Ausgangssignale führt die Servozentraleinheit 34 die folgende Entscheidung aus. Der Abstimmkreis 23 a wird als Bezugsgröße verwendet und das erste logische Ausgangssignal wird als Lesestartsignal S betrachtet. Anschließend wird das Vorliegen einer Ausgangsgröße in ein Signal "1" umgewandelt, während das Fehlen einer Ausgangsgröße in ein Signal "0" umgewandelt wird. Bei diesem Ausführungs­ beispiel wird die gesamte Marke 22 in ein Signal "S 101" um­ gewandelt. Für den Fall, daß die Operation des unbemannten Fahrzeugs 1, die dem Signal "S 101" entspricht, "HALT" bedeu­ tet, wird an die Motortreiber 35, 36 zur Betätigung der Motoren 4, 5 ein Befehl ausgegeben, um die Operation "HALT" durchzuführen.

Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel insgesamt acht Marken­ muster mittels vier Abstimmkreisen erzeugt werden, ist es möglich, mehr Muster durch Steigern der Anzahl solcher Ab­ stimmkreise auf 5, 6 usw. zu erhalten. Die Marke 22 in diesem Ausführungsbeispiel kann auf dem Boden aufgebracht oder in diesen eingebettet werden, und irgendeine Richtung kann wunschgemäß ausgewählt werden. Bewegt sich das unbemannte Fahrzeug 1 in einer Schräglage, wodurch der Markensensor die Marke schräg überquert, tritt nie irgendein fehlerhafter Lesevorgang auf. Da die Marke 22 selbst während der kontinu­ ierlichen Bewegung des unbemannten Fahrzeugs 1 gelesen werden kann, braucht das Fahrzeug 1 nicht an jeder Marke 22 ange­ halten werden.

Da der Aufbau des anderen Markensensors 21 identisch mit dem des vorerwähnten Markensensors 20 ist, ist eine nochmalige Erläuterung entbehrlich.

Das vorstehend erwähnte Ausführungsbeispiel gibt lediglich einen beispielhaften Fall der Anwendung der Erfindung in Bezug auf ein unbemanntes Fahrzeug wieder. Die Erfindung kann jedoch auch bei anderen Fahreinrichtungen, wie zum Beispiel bei einem ortsbeweglichen Wagen in einem automatischen Lager­ haus oder dgl. Anwendung finden. Weitere Anwendung ist auf einer Vielzahl von Gebieten möglich, in denen momentan Strich­ codes verwendet werden.

Claims (4)

1. Detektoreinrichtung, gekennzeichnet durch

• - eine feststellbare Marke (22), die aus einer Vielzahl von Abstimmkreisen ( 23 a bis 23 d) besteht, die gegenseitig unterschiedliche Abstimmfrequenzen aufweisen, und
• - einen Detektor (20; 21) zum Erfassen der Marke (22).

2. Detektoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abstimmkreis (23 a bis 23 d) der feststellbaren Marke (22) aus einer Folienspule (25) und einem Kondensator (26) besteht, wobei die Anzahl der Windungen der Spulen (25) und die Kapazitäten der Kondensa­ toren (26) sich untereinander unterscheiden, so daß die jeweiligen Abstimmfrequenzen gegenseitig unterschiedlich sind.

3. Detektoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (20; 21) eine Detektorspule (30), einen eine variable Frequenz erzeugenden Oszillator (31) zum kontinuierlichen Erzeugen von elektro­ magnetischen, von der Detektorspule (30) abgegebenen Wellen, deren Frequenzen innerhalb einer kurzen Zeitperiode geändert werden, einen Oszillationsstärken-Detektor (32) zum Erfassen der Oszillationsstärke des Oszillators (31 ) und eine logische Konverterschaltung (33) zur logischen Verarbeitung der Aus­ gangsgrößen des Oszillatorstärken-Detektors (32) aufweist.

4. Detektoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die feststellbare Marke (22) auf dem Boden (F) ange­ ordnet und der Detektor (20; 21) zum Erfassen der Marke (22) auf einem unbemannten Fahrzeug (1) befestigt ist, wobei das Fahrzeug (1) ein Paar Antriebsräder (2, 3), die bezüglich der durch die Mitte des Fahrzeugkörpers gehenden Längsachse an der rechten und linken Seite vorgesehen sind, Fahrmotoren (4, 5) die mit den Antriebsrädern (2, 3) in Verbindung stehen, Bremsen (6, 7) für die Antriebsräder (2, 3) und Führungslinien­ sensoren (10 a, 10 b) zum Abtasten einer auf dem Boden (F) auf­ gebrachten Führungslinie (11) aufweist.