DE3733939C2 - Transpondersystem zur Steuerung eines unbemannten Fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Transpondersystem entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Aufbau von Transpondersystemen und deren Bauelemente sind allgemein bekannt (US 4 160 971, DE 34 26 382 A1, DE 34 27 581 A1, US 3 723 966).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Transpondersystem dieser Art so auszubilden, daß es zum leichten mechanischen Einbau, zum Beispiel in einer Werkhalle, und zur einfachen mechanisch durchführbaren Programmierung geeignet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichnungs­ anspruch 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Aufgrund dieser Ausbildung können alle ein Transponderelement enthaltende, zur Steuerung eines Fahrzeugs verlegten Markierungen in identischer Form gefertigt werden. Bei der Installation ist es dann nur noch erforderlich, zum Beispiel entsprechend den gewünschten Richtungsänderungen eines Fahrzeugs an einer bestimmten Stelle einer Markierung einen oder mehrere Ausschnitte vorzunehmen, so daß die Verbindungen der Kondensatorplatten des Kondensators des entsprechenden Resonanzkreises unterbrochen werden, und damit dieser Resonanzkreis unwirksam gemacht wird.

Durch Kombination entsprechender Ausschnitte können unterschiedliche Befehle bestimmt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 8 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Transpondersystems;

Fig. 2 die interne Struktur einer Markierung, die ein Transponderelement des Transpondersystems enthält;

Fig. 3 die Rückseite der Markierung der Fig. 2;

Fig. 4 die Draufsicht der Markierung der Fig. 2;

Fig. 5 ein Schaltdiagramm eines der Resonanzkreise eines Transponder­ elements;

Fig. 6 ein Frequenzdiagramm der vom Oszillator des Transpondersystems erzeugten elektromagnetischen Wellen;

Fig. 7 die Ausgangssignale der logischen Konverterschaltung des Transpondersystems; und

Fig. 8 schematisch eine Unteransicht eines Fahrzeugs, das mit dem Transpondersystem ausgestattet ist.

Fig. 8 zeigt schematisch ein Beispiel eines unbemannten Fahrzeugs, bei dem das Transpondersystem Anwendung findet. Am Fahrzeug 1 sind ein Paar Antriebsräder 2, 3 angeordnet, die bezüglich der durch die Mitte des Fahrzeugkörpers verlaufenden Längsachse an der rechten und linken Seite vorgesehen sind. Mit den Antriebsrädern 2 und 3 stehen Fahrmotoren 4 bzw. 5 direkt in Verbindung.

Mit 20 und 21 sind Sende/Empfangs-Einheiten bzw. Markierungssensoren zum Lesen einer plattenförmigen Markierung 22 bezeichnet, die ein Transponderelement enthält und die auf dem Boden F an einer Instruktionsstelle für eine Operation angebracht sind. Führungsliniensensoren 10a, 10b und die Markierungssensoren 20, 21 sind so angeordnet, daß lediglich einer davon in Abhängigkeit von der Laufrichtung des unbemannten Fahrzeugs 1 betätigt wird. Ebenso sind angetriebene und schwenkbare Räder 12, sowie an der Vorder- und Rückseite je ein Puffer 13 vorgesehen.

Nachfolgend wird im Bezug auf die Fig. 1 und 2 die Markierung 22 und der Aufbau des Markierungssensors 20 beschrieben.

Die Markierung 22 hat vier Resonanzkreise 23a bis 23d, die jeweils aus einer Folienspule 25 und einem Plattenkondensator 26 bestehen, die auf einer flexiblen Platte 24 angeordnet sind. Fig. 5 zeigt die Grundschaltung eines der Resonanzkreise. Die vier Resonanzkreise sind unterschiedlich abgestimmt. Auf der Oberseite der Markierung 22 sind Ausschnitte 27b bis 27d gezeigt (Fig. 4). Fig. 3 zeigt die Rückseite der Markierung 22, wobei 26a einen Teil eines Kondensators 26 darstellt. Ferner sind elektrisch leitende Verbindungen 28a bis 28d dargestellt, die durch die Markierung 22 verlaufen.

Der in Fig. 1 gezeigte Markierungssensor 20 umfaßt eine Detektorspule 30, einen Oszillator 31 mit variabler Frequenz zum kontinuierlichen Erzeugen von elektromagnetischen, von der Detektorspule 30 abgegebenen Wellen, deren Frequenzen in einem Bereich von f1 bis f2 MHz innerhalb kurzer Zeit t variieren, wie dies graphisch in Fig. 6 dargestellt ist, einen Oszillationsstärkendetektor 32 zum Erfassen der Oszillationsstärke des Oszillators 31 und eine logische Konverterschaltung 33 zur logischen Verarbeitung der Ausgangsgrößen des Detektors 32. Das Ausgangssignal der logischen Konverterschaltung 33 wird einer Servozentraleinheit 34 zugeführt, die ihrerseits Ausgangsbefehle für die Motortreiber 35, 36 der mit den Antriebsrädern 2, 3 verbundenen Fahrmotoren 4, 5 erzeugt. Die Servozentraleinheit 34 empfängt Eingangsbefehle von den Führungsliniensensoren 10a, 10b oder einer Hauptzentraleinheit 37 des Fahrzeugs 1, die der Steuerung der Motoren 4, 5 dienen.

Nachfolgend werden die Befehle für den Betrieb des Fahrzeugs 1 erläutert.

Man geht davon aus, daß die Resonanzkreise 23a bis 23d der Markierung 22 jeweils Resonanzfrequenzen fa, fb, fc und fd aufweisen, die so festgelegt sind, daß sie der Bedingung f1 < fa < fb < fc < fd < f2 genügen. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, ist der Resonanzkreis 23a durch keinen Ausschnitt unterbrochen. Durch entsprechende Kombination von Ausschnitten oder keinen Ausschnitten sind 2³ = 8 Muster der Markierung 22 möglich. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Teil des Resonanzkreises 23c, der der Verbindung 28c entspricht, ausgeschnitten, so daß der Resonanzkreis 23c in einen unwirksamen Zustand versetzt ist. Zum Ausschneiden der Verbindung 28c kann ein üblicher Fahrkartenknipser Verwendung finden.

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

Bewegt sich der Markierungssensor 20 jedoch über die Markierung 22, so nähern sich die Frequenzen des Oszillators 31 den Resonanzfrequenzen fa, fb, fd, der nicht ausgeschnittenen Resonanzkreise 23a, 23b, 23d an, woraufhin die elektromagnetische Energie des Oszillators 31 von den Resonanzkreisen 23a 23b, 23d absorbiert, und die Oszillationsstärke in dem relevanten Abschnitt deutlich verringert wird. Die von dem Oszillationsstärkendetektor 32 erfaßte Oszillationsstärke wird zu der logischen Konverterschaltung 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 Ausgangsgröße der Servozentraleinheit 34 zugeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Oszillationsstärke dann deutlich reduziert, wenn ihre Frequenz mit irgendeiner der Resonanzfrequenzen fa, fb, fc übereinstimmt, und somit die in Fig. 7 gezeigten, logischen Ausgangssignale R erzeugt werden.

Abhängig von solchen logischen Ausgangssignalen führt die Servozentraleinheit 34 die folgende Entscheidung aus: Der Resonanzkreis 23a 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 Ausführungsbeispiel löst die gesamte Markierung 22 ein Signal "S101" aus. Für den Fall, daß die Operation des Fahrzeugs 1, die dem Signal "S101" entspricht, "HALT" bedeutet, 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 Markierungsmuster mittels vier Resonanzkreisen erzeugt werden, ist es möglich, mehr Muster durch Steigern der Anzahl solcher Abstimmkreise auf 5, 6 usw. zu erhalten. Die Markierung 22 in diesem Ausführungsbeispiel kann auf dem Boden aufgebracht oder in diesen eingebettet sein. Bewegt sich das Fahrzeug 1 in einer Schräglage, wodurch der Markierungssensor die Markierung schräg überquert, tritt keine fehlerhafte Erkennung auf. Da die Markierung 22 selbst während der kontinuierlichen Bewegung des Fahrzeugs 1 erkannt werden kann, braucht das Fahrzeug 1 nicht an jeder Markierung 22 angehalten werden.

Der Aufbau des anderen Markierungssensors 21 ist identisch mit dem des vorerwähnten Markierungssensors 20 und wird daher nicht beschrieben.

Claims (3)

1. Transpondersystem zur Steuerung eines unbemannten Fahrzeugs (1) mit wenigstens einer Sende/Empfangs-Einheit (20, 21) am Fahrzeug, die mit wenigstens einem stationären Transponderelement zusammenwirkt, das Resonanzkreise (23a-23d) aufweist, die unterschiedliche Abstimmfrequenzen haben, dadurch gekennzeichnet, daß das Transponderelement in einer plattenförmigen Markierung (22) enthalten ist daß die Resonanzkreise aus einer Folienspule (25) und einem Plattenkondensator (26) bestehen, und daß die Verbindungen (28b-28d) der Kondensatorplatten durch Ausschnitte (27b-27d) auf der oberen Oberfläche der Markierung entsprechend einem vorbestimmten Befehl unterbrechbar sind.

2. Transpondersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Oszillator (31) veränderbarer Frequenz, dessen Frequenzbereich die Resonanzfrequenzen der Resonanzkreise (23a-23d) erfaßt, eine Detektorspule (30) zum Aussenden der Oszillationssignale, die mit dem Oszillator (31) verbunden ist, einen Oszillationsstärkendetektor (32), der ebenfalls mit dem Oszillator verbunden ist, und eine logische Konverterschaltung (33) zur logischen Verarbeitung der Ausgangssignale des Oszillationsstärkendetektors (32), die mit einer Servozentraleinheit (34) verbunden ist, die die Antriebsmotoren (4, 5) des Fahrzeugs (1) steuert.

3. Transpondersystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Führungsliniensensoren (10a, 10d), die mit der Servozentraleinheit (34) verbunden sind.