DE3923458A1

DE3923458A1 - Unmanned vehicle guidance system e.g. for assembly plant - determines vehicle position and course using way point markers to support autonomous navigation system

Info

Publication number: DE3923458A1
Application number: DE3923458A
Authority: DE
Inventors: Uwe Krogmann
Original assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Current assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Priority date: 1989-07-15
Filing date: 1989-07-15
Publication date: 1991-01-24
Anticipated expiration: 2009-07-16
Also published as: DE3923458C2

Abstract

The system for guiding a steerable vehicle along a defined path contains a memory (32) in the vehicle contg. the stored path, an autonomous navigation system (20), a controller (34) which corrects positional errors and a vehicle steering system (24) controlled by the controller. The navigation system determines the vehicle's position and course. Markers are placed at discrete points along the path. They are detected from the vehicle and used to support the navigation system's position measurement. USE/ADVANTAGE - For transporting assembly parts in large scale manufacturing. The guide system can be installed and modified without great cost.

Description

Technical field

Die Erfindung betrifft ein Führungssystem zum Führen eines unbemannten, lenkbaren Fahrzeugs längs einer vorgegebenen Bahn.The invention relates to a guidance system for guiding a unmanned, steerable vehicle along a given Train.

Underlying state of the art

In modernen Großfertigungen werden unbemannte Fahrzeuge zum Transport von Montageteilen zwischen verschiedenen Punkten einer Fertigungsanlage eingesetzt. Diese Fahrzeuge werden dabei längs einer vorgegebenen Bahn geführt. Dabei erfolgt die Führung durch in den Boden verlegte Induktionsschleifen. Die Installation eines solchen Führungssystems verlangt daher die Verlegung von Induktionsschleifen im Boden. Das ist sehr aufwendig. Auch sind solche Führungssysteme sehr unflexibel: Die Bewegungen der Fahrzeuge sind beschränkt auf die Bahnen, längs welcher die Induktionsschleifen verlegt sind. Wenn die Bahnen, längs welcher die Fahrzeuge geführt werden, verändert werden sollen, dann müssen neue Induktionsschleifen mit großem Aufwand im Boden verlegt werden. Unmanned vehicles are used in modern large-scale production for transporting assembly parts between different Points of a manufacturing plant. These vehicles are guided along a predetermined path. Here the guidance is carried out by laying in the ground Induction loops. The installation of such Management system therefore requires the relocation of Induction loops in the floor. It is very expensive. Also such guidance systems are very inflexible: the Movements of the vehicles are limited to the railways, along which the induction loops are laid. If the lanes along which the vehicles are guided, should be changed, then new induction loops must be can be laid in the ground with great effort.

Es sind Navigationsgeräte bekannt, welche nach der Methode der Koppelnavigation arbeiten (DE-B-25 45 025). Dabei handelt es sich um die Navigation von bemannten Fahrzeugen im Gelände. Es geht dort nicht darum, ein Fahrzeug automatisch längs einer vorgegebenen Bahn zu führen. Bei der Koppelnavigation wird aus dem gegebenenfalls veränderlichen Kurs und der ebenfalls veränderlichen Geschwindigkeit des Fahrzeuges durch Komponentenzerlegung der Geschwindigkeit und Integration die Position des Fahrzeuges in zwei Koordinaten bestimmt. Der Kurswinkel wird hierbei durch ein Kreiselgerät gemessen.Navigation devices are known which use the method the dead reckoning work (DE-B-25 45 025). Here is the navigation of manned vehicles in terrain. It's not about getting a vehicle automatically to run along a predetermined path. In the Coupling navigation is made from the possibly changeable Course and the also variable speed of the vehicle by dismantling the components Speed and integration the position of the vehicle determined in two coordinates. The course angle will measured here by a gyroscope.

Durch die DE-B-25 59 094 ist es weiterhin bekannt, bei einem Navigationsgerät zur Navigation von bemannten Fahrzeugen im Gelände bei Erreichen eines geodätischen Punktes, also einer markanten Geländestelle mit bekannten Koordinaten, durch Vergleich der angezeigten und der tatsächlichen Position nicht nur die Positionsanzeige zu korrigieren sondern auch den für den Schlupf an dem Geschwindigkeits- oder Wegmeßwert angebrachten Korrekturfaktor, so daß die Position weiterhin mit einem korrigierten Korrekturfaktor bestimmt wird.From DE-B-25 59 094 it is also known to a navigation device for navigating manned Vehicles in the field when reaching a geodetic Point, that is a striking site with well-known Coordinates, by comparing the displayed and the actual position not just the position indicator too correct but also for the slip on the Attached speed or distance measurement Correction factor so that the position continues with a corrected correction factor is determined.

Disclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Führungssystem der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß es ohne großen Aufwand installiert und geändert werden kann.The invention has for its object a guidance system of the type mentioned in such a way that it can be installed and modified with little effort can.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durchAccording to the invention, this object is achieved by

(a) a memory provided in the vehicle, in which the given path can be saved,
(b) an autonomous one located in the vehicle Navigation system, which position and course of the Vehicle supplies,
(c) a controller that responds to the deviation of the the position supplied to the navigation system and the stored path responses and a control signal to correct this deviation, and
(d) steering means which are derived from the control signal of the controller are controlled to guide the vehicle the given path.

Die Bahn, längs welcher das Fahrzeug geführt werden soll, wird nicht mehr durch im Boden verlegte Führungsmittel wie Induktionsschleifen festgelegt sondern in den Speicher eingegeben. Die Position des Fahrzeugs wird durch ein autonomes Navigationssystem bestimmt. Ein Regler und Lenkmittel sorgen dafür, daß das Fahrzeug von seiner durch das Navigationssystem bestimmten Position auf die im Speicher vorgegebene Bahn zurückgeführt wird, wenn es von dieser Bahn abweicht. Alle Teile des Führungssystems sind autonom in dem Fahrzeug enthalten. Es ist nicht erforderlich, Führungsmittel längs der gesamten Bahn im Boden zu verlegen. Sollen Fahrwege geändert werden, dann brauchen die gespeicherten Fahrwege nur um die zusätzlichen möglichen Bahnen ergänzt, d. h. in den Speicher eingegeben zu werden.The path along which the vehicle is to be guided will no longer be carried out by means of guides such as Induction loops set but in memory entered. The position of the vehicle is indicated by a autonomous navigation system determined. A regulator and steering means ensure that the vehicle from its through the Navigation system determined position on the in memory given path is returned if it is from this Path deviates. All parts of the management system are autonomous included in the vehicle. It is not necessary, Guide means to be laid along the entire track in the floor. If routes are to be changed, then they need to be changed saved routes only to the additional possible Lanes added, d. H. to be entered into memory.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Some embodiments of the invention are below with reference to the accompanying drawings explained.

Brief description of the drawings

Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs, das längs einer vorgegebenen Bahn geführt werden kann, und zeigt auch die Bezeichnungen der Koordinaten und Winkel. Fig. 1 is a schematic plan view of a vehicle that can be guided along a predetermined path and also shows the names of the coordinates and angles.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Führungssystems für ein Fahrzeug nach Fig. 1. FIG. 2 is a block diagram of a guidance system for a vehicle according to FIG. 1.

Fig. 3 zeigt als Blockdiagramm einen Navigationsrechner in einem Führungssystem nach Fig. 2, das ohne Kreisel arbeitet. FIG. 3 shows, as a block diagram, a navigation computer in a guidance system according to FIG. 2, which works without a gyro.

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 3 eines Navigationsrechners in einem Führungssystem nach Fig. 2, bei welchem der Kurswinkel von einem Kurskreisel geliefert wird. FIG. 4 shows a block diagram similar to FIG. 3 of a navigation computer in a guidance system according to FIG. 2, in which the course angle is supplied by a course gyroscope.

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 2 eines Navigationsrechners in einem Führungssystem, das ohne Kreisel arbeitet und bei welchem das Fahrzeug längs einer geraden Bahn geführt wird. FIG. 5 shows a block diagram similar to FIG. 2 of a navigation computer in a guidance system which works without a gyroscope and in which the vehicle is guided along a straight path.

Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug in einem Koordinatensystem und veranschaulicht eine erste Art der Feststellung von Navigationsfehlern. FIG. 6 shows a schematic top view of a vehicle in a coordinate system and illustrates a first type of detection of navigation errors.

Fig. 7 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug in einem Koordinatensystem und veranschaulicht eine zweite Art der Feststellung von Navigationsfehlern. FIG. 7 shows a schematic top view of a vehicle in a coordinate system and illustrates a second way of determining navigation errors.

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm und zeigt den Ablauf der Fehlerkompensation. Fig. 8 is a flowchart showing the procedure of error compensation.

Fig. 9 ist ein Blockdiagramm und zeigt den Navigationsrechner mit einer ersten Art von Regler und den Stellmitteln für Lenkung und Geschwindigkeit. Fig. 9 is a block diagram showing the navigation computer with a first type of control and the adjusting means for steering and speed.

Fig. 10 zeigt einen Modell-Regelkreis zur Bestimmung der Parameter des Reglers. Fig. 10 shows a model control loop for determining the parameters of the controller.

Fig. 11 ist ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 9 und zeigt ein Führungssystem für beliebige Bahnen mit dem Navigationsrechner, einem adaptiven Regler und den Stellmitteln für Lenkung und Geschwindigkeit. FIG. 11 is a block diagram similar to FIG. 9 and shows a guidance system for any lanes with the navigation computer, an adaptive controller and the adjusting means for steering and speed.

Fig. 12 ist ein Blockdiagramm einer Adaptionseinheit bei dem adaptiven Regler von Fig. 11. FIG. 12 is a block diagram of an adaptation unit in the adaptive controller of FIG. 11.

Preferred embodiments of the invention

Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 10 in einem Koordinatensystem mit den rechtwinkligen Koordinatenachsen x und y. Das Fahrzeug 10 weist ein erstes Paar von Rädern 12 und 14 auf, die gleichachsig zueinander in relativ großem Abstand voneinander frei drehbar an dem Fahrzeug gelagert sind. Ein drittes Rad 16 und ein viertes Rad 18 bilden ein zweites Paar von gleichachsigen Rädern, die in geringem Abstand voneinander in der Nähe der Längsmittelebene 20 des Fahrzeugs 10 an dem Fahrzeug gelagert sind. Die beiden Räder 16 und 18 sind zu Lenkzwecken um eine in der Längsmittelebene 20 des Fahrzeugs 10 liegende senkrechte Lenkachse 22 schwenkbar. Das dritte und das vierte Rad 16 bzw. 18 werden angetrieben. Sie laufen dadurch in einer zu ihrer Achse senkrechten, horizontalen Richtung. Das ist in Fig. 1 durch den Geschwindigkeitsvektor v(t) dargestellt. Der Winkel zwischen der Längsmittelebene 20 und dem Geschwindigkeitsvektor v(t) in der horizontalen Ebene ist als "Einschlagwinkel" α (t) bezeichnet. Der Winkel zwischen der Längsmittelebene 20 und der Richtung der x-Achse in einer horizontalen Ebene ist der Kurswinkel ψ (t). Fig. 1 shows schematically a vehicle 10 in a coordinate system with the orthogonal coordinate axes x and y. The vehicle 10 has a first pair of wheels 12 and 14 which are mounted on the vehicle so as to be freely rotatable coaxially to one another at a relatively large distance from one another. A third wheel 16 and a fourth wheel 18 form a second pair of coaxial wheels, which are mounted on the vehicle at a short distance from one another in the vicinity of the longitudinal center plane 20 of the vehicle 10 . For steering purposes, the two wheels 16 and 18 can be pivoted about a vertical steering axis 22 lying in the longitudinal center plane 20 of the vehicle 10 . The third and fourth wheels 16 and 18 are driven. As a result, they run in a horizontal direction perpendicular to their axis. This is shown in Fig. 1 by the speed vector v (t). The angle between the longitudinal center plane 20 and the speed vector v (t) in the horizontal plane is referred to as the "turning angle" α (t). The angle between the longitudinal median plane 20 and the direction of the x-axis in a horizontal plane is the heading angle ψ (t).

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des Führungssystems. Der Block 10 repräsentiert das Fahrzeug. An dem Fahrzeug sind Stellglieder für den Antrieb, also zur Einstellung der Geschwindigkeit v(t) und für den Einschlagwinkel (t) vorgesehen. Das ist durch Block 24 dargestellt. Die Stellglieder 24 wirken auf die durch Block 26 dargestellte Kinematik des Fahrzeuges 10. Sensoren, die durch Block 28 dargestellt sind, liefern entweder die Geschwindigkeit v(t) und den Einschlagwinkel α (t) oder, alternativ, die Geschwindigkeit v(t) und den Kurswinkel ψ (t) und dem Einschlagwinkel α (t). Die von den Sensoren 28 gelieferten Signale werden auf einen Navigationsrechner 30 gegeben. Der Navigationsrechner bestimmt aus diesen Signalen die tatsächlichen Koordinaten x(t) und y(t) des Fahrzeugs 10 in dem Koordinatensystem sowie den Kurswinkel ψ (t). In einem Speicher 32 ist eine Bahn gespeichert, welcher das Fahrzeug 10 nachgeführt werden soll. Der Speicher 32 liefert dementsprechend zeitabhängige Führungsgrößen für die von dem Navigatorrechner 30 gelieferten Koordinaten und Kurswinkel. Einem Regler 34 werden die Führungsgrößen aus dem Speicher 32 und die tatsächlichen Koordinaten und Kurswinkel vom Navigationsrechner 30 zugeführt. Aus den Abweichungen der tatsächlichen Koordinaten und Kurswinkel von den Führungsgrößen erzeugt der Regler Stellsignale. Diese Stellsignale sind auf die Stellglieder 24 aufgeschaltet. Figure 2 is a block diagram of the guidance system. Block 10 represents the vehicle. Actuators for the drive, that is to say for setting the speed v (t) and for the steering angle (t), are provided on the vehicle. This is represented by block 24 . The actuators 24 act on the kinematics of the vehicle 10 represented by block 26 . Sensors represented by block 28 provide either the speed v (t) and the turning angle α (t) or, alternatively, the speed v (t) and the heading angle ψ (t) and the turning angle α (t). The signals supplied by the sensors 28 are sent to a navigation computer 30 . From these signals, the navigation computer determines the actual coordinates x (t) and y (t) of the vehicle 10 in the coordinate system and the course angle ψ (t). A path which the vehicle 10 is to track is stored in a memory 32 . The memory 32 accordingly provides time-dependent command variables for the coordinates and course angles supplied by the navigator computer 30 . The control variables from the memory 32 and the actual coordinates and course angles from the navigation computer 30 are fed to a controller 34 . The controller generates control signals from the deviations of the actual coordinates and course angle from the command variables. These control signals are applied to the actuators 24 .

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des Navigationsrechners 30. Bei der Ausführungsform des Navigationsrechers 30 nach Fig. 3 werden Position und Kurswinkel des Fahrzeugs ohne Zuhilfenahme inertialer Sensoren (Kurskreisel) aus der Geschwindigkeit v(t) und dem Einschlagwinkel α (t) bestimmt, die durch geeignete Geber 36 bzw. 38 gemessen werden. Der Geber 36 sitzt an den Rädern 16 und 18 und liefert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10. Der Geber 38 sitzt am Chassis des Fahrzeugs 10 und an dem Lenkgestell der Räder 16 und 18 und liefert den Einschlagwinkel α (t) der Räder 16 und 18. Fig. 3 shows an embodiment of the navigation computer 30th In the embodiment of the navigation computer 30 according to FIG. 3, the position and heading angle of the vehicle are determined without the aid of inertial sensors (heading gyroscope) from the speed v (t) and the turning angle α (t), which are measured by suitable sensors 36 and 38, respectively. The encoder 36 sits on the wheels 16 and 18 and delivers the speed of the vehicle 10 . The transmitter 38 is seated on the chassis of the vehicle 10 and on the steering frame of the wheels 16 and 18 and supplies the steering angle α (t) of the wheels 16 and 18 .

Der Navigationsrechner 30 bildet aus den Größen v(t) und α (t) ein Kurswinkel-Änderungssignal (t) nach der BeziehungThe navigation computer 30 forms a course angle change signal (t) from the quantities v (t) and α (t) according to the relationship

Das ist in Fig. 3 durch Block 40 dargestellt. Dabei ist "A" ein Fahrzeugparameter, der den Abstand zwischen dem Navigationsbezugspunkt am Fahrzeug 10 und dem Angriffspunkt des Geschwindigkeitsvektors (Fig. 1) angibt. Das Kurswinkel-Änderungssignal (t) wird über die Zeit integriert. Das ist durch Block 42 dargestellt. An einem Eingang 44 wird der Anfangswert des Kurswinkel ψ (0) eingegeben. Es wird so an einem Ausgang 46 der Kurswinkel ψ (t) erhalten.This is represented by block 40 in FIG. 3. "A" is a vehicle parameter that specifies the distance between the navigation reference point on vehicle 10 and the point of application of the speed vector ( FIG. 1). The course angle change signal (t) is integrated over time. This is represented by block 42 . The initial value of the heading angle ψ (0) is entered at an input 44 . The course angle ψ (t) is thus obtained at an output 46 .

Die Signale v(t) und α (t) der beiden Geber 36 und 38 und der in der vorstehend geschilderten Weise erhaltene Kurswinkel ψ (t) werden im Navigationsrechner 30 weiterhin benutzt, um die Zeitableitungen (t) und (t) der Koordinaten zu bilden, also praktisch die Komponenten der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf seiner Bahn in dem Koordinatensystem. The signals v (t) and α (t) of the two transmitters 36 and 38 and the course angle ψ (t) obtained in the manner described above are also used in the navigation computer 30 to assign the time derivatives (t) and (t) to the coordinates form, so practically the components of the speed of the vehicle on its path in the coordinate system.

Die Zeitableitungen der Koordinaten werden nach der BeziehungThe time derivatives of the coordinates are after the relationship

gewonnen. Das ist in Fig. 3 durch Block 48 dargestellt. Auf Block 48 sind die Signale der beiden Geber 36 und 38 sowie der durch die Integration erhaltene Kurswinkel ψ (t) "aufgeschaltet". Die so erhaltenen Zeitableitungen der Koordinaten werden wieder integriert. Das ist in Fig. 3 durch Block 50 dargestellt. Dabei werden an einem Eingang 52 die Anfangswerte y(0) und x(0) eingegeben. An einem Ausgang 56 wird dann ein Positionsvektor mit den Koordinaten y(t) und x(t) erhalten.won. This is represented by block 48 in FIG. 3. At block 48 , the signals from the two transmitters 36 and 38 and the course angle ψ (t) obtained by the integration are “switched on”. The time derivatives of the coordinates obtained in this way are integrated again. This is represented by block 50 in FIG. 3. The initial values y (0) and x (0) are entered at an input 52 . A position vector with the coordinates y (t) and x (t) is then obtained at an output 56 .

Eine andere Ausführung des Navigationsrechner zeigt Fig. 4. Bei dem Navigationsrechner von Fig. 4 wird als weiterer Geber ein Kurskreisel oder ein Wendekreisel 58 benutzt. Der Wendekreisel 58 liefert unmittelbar das Kurswinkel-Änderungssignal (t). Dieses Kurswinkel- Änderungssignal (t) wird über die Zeit integriert. Das ist durch Block 60 dargestellt. An einem Eingang 62 wird wieder der Anfangskurs ψ (0) eingegeben. Es wird dann wieder an dem Ausgang 46 der Kurswinkel ψ (t) erhalten.Another embodiment of the navigation computer is shown in FIG. 4. In the navigation computer of FIG. 4, a course gyroscope or a turning gyroscope 58 is used as a further transmitter. The turning gyro 58 immediately delivers the heading angle change signal (t). This course angle change signal (t) is integrated over time. This is represented by block 60 . The initial course der (0) is again entered at an input 62 . The course angle ψ (t) is then obtained again at the output 46 .

Der übrige Teil des Navigationsrechers von Fig. 4 ist so aufgebaut wie die entsprechenden Teile des Navigationsrechners von Fig. 3. Die entsprechenden Teile sind in Fig. 4 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 3. The remaining part of the navigation computer of FIG. 4 is constructed in the same way as the corresponding parts of the navigation computer of FIG. 3. The corresponding parts in FIG. 4 are given the same reference numerals as in FIG. 3.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform des Navigationsrechners 30, die für reine Geradeausfahrt des Fahrzeuges 10 längs einer geradlinigen Bahn ausgelegt ist. Das Koordinatensystem ist dann mit der x-Achse in die Richtung der geradlinigen Bahn gelegt. Damit vereinfacht sich die Rechnung, weil die Winkel α (t) und ψ (t) als klein angenommen werden können. Es kann dann der Sinus durch den Winkel ersetzt und der Kosinus als "1" angenommen werden. FIG. 5 shows an embodiment of the navigation computer 30 which is designed for straight travel of the vehicle 10 along a straight line. The coordinate system is then placed with the x-axis in the direction of the straight path. This simplifies the calculation because the angles α (t) and ψ (t) can be assumed to be small. The sine can then be replaced by the angle and the cosine can be assumed to be "1".

Es wird dann aus den Signalen (t) und v(t) der beiden Geber 38 bzw. 36 ein Kurswinkel-Änderungssignal (t) nach der vereinfachten BeziehungThe signals (t) and v (t) of the two transmitters 38 and 36 then become a course angle change signal (t) according to the simplified relationship

gebildet. Das ist durch Block 64 in Fig. 5 dargestellt. Das so erhaltene Kurswinkel-Änderungssignal (t) wird über die Zeit integriert. Das ist durch Block 66 dargestellt. An einem Eingang 68 wird wieder der Anfangskurs ψ (0) eingegeben. Das liefert an einem Ausgang 70 den Kurswinkel ψ (t). Dieser Kurswinkel bedeutet hier die Abweichung der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 10 von der Richtung der vorgegebenen geraden Bahn, längs welcher das Fahrzeug geführt werden soll.educated. This is represented by block 64 in FIG. 5. The course angle change signal (t) thus obtained is integrated over time. This is represented by block 66 . The initial course der (0) is again entered at an input 68 . This provides the course angle ψ (t) at an output 70 . Here, this course angle means the deviation of the direction of movement of the vehicle 10 from the direction of the predetermined straight path along which the vehicle is to be guided.

Aus den Signalen α (t) und v(t) der beiden Geber 38 bzw. 36 werden in dem Navigationsrechner 30 weiterhin wieder die Zeitableitungen der Koordinaten y(t) und x(t) ermittelt. Das geschieht hier nach der BeziehungThe time derivatives of the coordinates y (t) and x (t) are again determined in the navigation computer 30 from the signals α (t) and v (t) from the two transmitters 38 and 36 , respectively. That happens here according to the relationship

Das ist durch Block 72 dargestellt. Auf den Block 72 ist, ähnlich wie auf Block 48 in Fig. 3 und 4, außer den Signalen der Geber 36 und 38 auch der Kurswinkel (t) vom Ausgang 70 "aufgeschaltet". Die so erhaltenen Zeitableitungen der Koordinaten y(t) und x(t) werden über die Zeit integriert. Das ist in Fig. 5 durch Block 74 dargestellt, welcher dem Block 50 in Fig. 3 und 4 entspricht. An einem Eingang 76 werden die Anfangskoordinaten eingegeben. An einem Ausgang 78 werden dann die Koordinaten des Fahrzeugs 10 erhalten.This is represented by block 72 . Similar to block 48 in FIGS. 3 and 4, in addition to the signals from the transmitters 36 and 38 , the course angle (t) from the output 70 is “switched on” to the block 72 . The time derivatives of the coordinates y (t) and x (t) obtained in this way are integrated over time. This is represented in FIG. 5 by block 74 , which corresponds to block 50 in FIGS. 3 and 4. The initial coordinates are entered at an input 76 . The coordinates of the vehicle 10 are then obtained at an output 78 .

Eine autonome Navigation der beschriebenen Art ist mit Fehlern behaftet. Solche Fehler können durch Fehler der Geber 36 und 38, durch Fehler der angenommenen Durchmesser der Räder 16 und 18 sowie durch Schlupf entstehen. Durch die Integration führen solche Fehler zu zunehmend größeren Positions- und Kursabweichungen. Die Position des Fahrzeugs 10 kann daher nach Durchlaufen eines Weges von der gewünschten Position etwas abweichen. Es gilt daher, die Position von Zeit zu Zeit zu stützen, also die Position unabhängig von dem Positionsrechner zu bestimmen und die von dem Positionsrechner angezeigte Position um den dann festgestellten Fehler zu korrigieren. Dabei können auch die Signale der Geber 36 und 38 hinsichtlich Nullpunkt- und Skalenfaktorfehlern entsprechend korrigiert werden, so daß der Positionsrechner 30 weiter mit korrigierten Parametern arbeitet.Autonomous navigation of the type described is fraught with errors. Such errors can result from errors in the transmitters 36 and 38 , errors in the assumed diameter of the wheels 16 and 18, and slip. Due to the integration, such errors lead to increasingly larger position and course deviations. The position of the vehicle 10 can therefore deviate somewhat from the desired position after having traveled a path. It is therefore important to support the position from time to time, that is to say to determine the position independently of the position calculator and to correct the position displayed by the position calculator in order to correct the error that is then determined. The signals of the transmitters 36 and 38 can also be corrected accordingly with regard to zero point and scale factor errors, so that the position computer 30 continues to work with corrected parameters.

Zu diesem Zweck sind gemäß Fig. 6 in bestimmten Wegpunkten der vorgegebenen Bahn Marken 80 angebracht. Das Fahrzeug 10 wird angehalten, wenn es nach den am Ausgang 78 des Navigationsrechners 30 erscheindenden Koordinaten einen solchen Wegpunkt 80 erreicht haben sollte. Tatsächlich hat das Fahrzeug 10 dann aber eine Position, die um die Koordinatendifferenzen Δy und Δx von der Position der Marke 80 abweicht. An dem Fahrzeug 10 ist ein Sensor 82 angebracht, der optisch oder induktiv oder sonstwie auf die Marke 80 anspricht.For this purpose, marks 80 are attached in certain waypoints of the predetermined path according to FIG. 6. The vehicle 10 is stopped when it has reached such a waypoint 80 according to the coordinates appearing at the exit 78 of the navigation computer 30 . In fact, the vehicle 10 then has a position that deviates from the position of the mark 80 by the coordinate differences Δy and Δx. A sensor 82 is attached to the vehicle 10 and responds optically or inductively or in some other way to the mark 80 .

In Fig. 6 ist angenommen, daß die vorgegebene Bahn eine gerade Linie längs der x-Achse des Koordinatensystems ist. Die Marke 80 sitzt in einem Wegpunkt WP2 auf der x-Achse. Ein vorhergehender Wegpunkt WP1, an welchem die Fahrt des Fahrzeuges 10 begann oder die letzte Positionsstützung erfolgte, liegt um eine bekannte Strecke D längs der x-Achse zurück.In Fig. 6 it is assumed that the predetermined path is a straight line along the x-axis of the coordinate system. The mark 80 is located in a waypoint WP2 on the x-axis. A previous waypoint WP1, at which the vehicle 10 started to travel or the last position support took place, lies a known distance D along the x-axis.

In Fig. 6 werden durch den Sensor 82 die beiden Abweichungen Δ x und Δ y gemessen. Die von dem Positionsrechner 30 gelieferte Position wird um diese Abweichungen korrigiert. Außerdem wird der Kurswinkel und der Skalenfaktor des Gebers 36 für die Geschwindigkeit korrigiert, so daß der Positionsrechner 30 weiter mit korrigierten Eingangssignalen arbeitet.In FIG. 6, the two deviations Δ x and Δ y are measured by the sensor 82. The position supplied by the position computer 30 is corrected by these deviations. In addition, the course angle and the scale factor of the encoder 36 are corrected for the speed, so that the position computer 30 continues to work with corrected input signals.

In Fig. 7 ist ein anderes Verfahren zur Fehlerkompensation dargestellt. Dort ist durch eine Marke 84 eine Strecke markiert, die im Wegpunkt WP2 senkrecht zu der Bahn, also der x-Achse, verläuft. Das Fahrzeug 10 wird angehalten, wenn es diese Marke 84 irgendwo erreicht. Es wird dann einmal der Positionsfehler Δ x aus der BeziehungAnother method for error compensation is shown in FIG . A route 84 is marked there by a mark 84 that runs perpendicular to the path, ie the x-axis, in waypoint WP2. The vehicle 10 is stopped when it reaches this mark 84 anywhere. The position error Δ x then becomes from the relationship

Δ x = x - D (5)Δ x = x - D (5)

bestimmt. Dabei ist x die Koordinate der Position, die von dem Positionsrechner 30 am Ausgang 78 geliefert wird. Die "richtige" Koordinate ist aber D. Die Differenz liefert daher den Anzeigefehler. Der Positionsfehler Δ y wird von dem Sensor 82 gemessen. Auch mit diesen beiden Werten können die angezeigte Position und die Fehler der Geber 36 und 38 korrigiert werden.certainly. Here x is the coordinate of the position, which is supplied by the position computer 30 at the output 78 . However, the "correct" coordinate is D. The difference therefore provides the display error. The position error Δ y is measured by the sensor 82 . The displayed position and the errors of the transmitters 36 and 38 can also be corrected with these two values.

In Fig. 8 ist der Ablauf der Fehlerkorrektur in einem Flußdiagramm dargestellt.In FIG. 8, the flow of the error correction is shown in a flow chart.

Gemäß Block 86 wird der Durchgang des Fahrzeugs 10 durch die Marke 84 am Wegpunkt WP2 sensiert. Das Fahrzeug 10 wird angehalten. Aus Gleichung (5) wird Δ x berechnet. Δ y wird gemessen. Das ist durch Block 88 dargestellt. Der nächste Schritt ist die Berechnung von Schätzwerten für den Kursfehler und für den Skalenfaktorfehler des Gebers 36. Dieser Schritt ist durch Block 90 dargestellt. Der Kursfehler und der Skalenfaktorfehler ergeben sich hier auf einfache Weise aus den Positionsfehlern nach den in Block 92 angegebenen Beziehungen.According to block 86 , the passage of vehicle 10 is sensed by mark 84 at waypoint WP2. The vehicle 10 is stopped. Δ x is calculated from equation (5). Δ y is measured. This is represented by block 88 . The next step is the calculation of estimates for the course error and for the scale factor error of the encoder 36 . This step is represented by block 90 . The course error and the scale factor error result here in a simple manner from the position errors according to the relationships specified in block 92 .

Dann erfolgt eine Prüfung, ob die erhaltenen Werte plausibel sind. Diese Prüfung ist durch den Rhombus 94 dargestellt. Wenn die Werte nicht plausibel sind (N), so wird nur gemäß Block 96 die Strecke D in dem Speicher nach der BeziehungA check is then carried out to determine whether the values obtained are plausible. This test is represented by rhombus 94 . If the values are not plausible (N), then according to block 96, the distance D in the memory becomes after the relationship

D_neu = D_alt + Δ x (6)D _new = D _old + Δ x (6)

korrigiert. Sind die Werte jedoch plausibel (Y), dann erfolgt zusätzlich eine Korrektur von Skalenfaktor und Kurswinkel um die ermittelten Skalenfaktor- und Kurswinkelfehler. Das ist durch Block 98 dargestellt.corrected. However, if the values are plausible (Y), the scale factor and heading angle are also corrected by the determined scale factor and heading angle errors. This is represented by block 98 .

Fig. 9 zeigt das Führungssystem mit einer ersten Ausführungsform des Reglers. Der Navigationsrechner 30 entspricht der Ausführung von Fig. 5. Der Regler 34 enthält hier einen Summierpunkt 100, auf welchen der Kurswinkel ψ (t) mit einem Faktor K und die Positionsabweichung Δ y von der geraden Bahn (x-Achse) mit einem Faktor K_y aufgeschaltet sind. Die Faktoren sind durch die Blöcke 102 und 104 dargestellt. Das daraus als Stellsignal gebildete Summensignal entspricht einer Führungsgröße α_soll für den Einschlagwinkel α. Dieses Stellsignal ist auf einen Lenkstellmotor 106 geschaltet. Dieser Lenkstellmotor 106 hat eine Übertragungsfunktion, die mit K_a (s) bezeichnet ist. Der Lenkstellmotor 106 liefert den Einschlagwinkel α (t). Dieser Einschlagwinkel wird von dem Geber 38 abgegriffen. Das Signal des Gebers 38 ist auf den Navigationsrechner 30 geschaltet. Außerdem dient das Signal des Gebers 38 als Stellungsrückführung. Das Signal des Gebers 38 wird zu diesem Zweck über eine Rückführschleife 108 auf den Eingang des Lenkstellmotors 106 zurückgeführt. Am Eingang des Lenkstellmotors 106 wird in einem Summierpunkt 110 die Differenz der Führungsgröße α_soll und des Signals α (t) des Gebers 38 gebildet. Fig. 9 shows the guiding system with a first embodiment of the regulator. The navigation computer 30 corresponds to the embodiment of FIG. 5. The controller 34 here contains a summing point 100 , on which the heading angle ψ (t) with a factor K and the position deviation Δ y from the straight path (x-axis) with a factor K _{y are} activated. The factors are represented by blocks 102 and 104 . The sum signal formed therefrom as a control signal corresponds to a reference variable α _target for the steering angle α. This control signal is connected to a steering actuator 106 . This steering actuator 106 has a transfer function, which is denoted by K _a (s). The steering actuator 106 provides the steering angle α (t). This steering angle is picked up by the transmitter 38 . The signal from the transmitter 38 is connected to the navigation computer 30 . In addition, the signal from the encoder 38 serves as a position feedback. For this purpose, the signal from the encoder 38 is fed back via a feedback loop 108 to the input of the steering servomotor 106 . At the input of the steering servo motor 106 in a summing junction 110, the difference is α _to the reference variable and the signal α (t) of the encoder 38 is formed.

Die Geschwindigkeit v(t) wird bei dieser Ausführung konstant gehalten. Ein Geschwindigkeits-Stellmotor 112 hat eine Übertragungsfunktion K_v(s). Der Geber 36 gibt ein der Geschwindigkeit v(t) entsprechendes Signal auf den Navigationsrechner 30. Das Signal des Gebers 36 wird über eine Rückführschleife 114 auf den Eingang des Geschwindigkeits- Stellmotors 112 zurückgeführt. Am Eingang des Geschwindigkeits- Stellmotors 112 wird in einem Summierpunkt 116 die Differenz eines konstanten Sollwertsignals von einem Sollwerteingang 118 und des Signals von dem Geber 36 gebildet.The speed v (t) is kept constant in this embodiment. A speed servomotor 112 has a transfer function K _v (s). The transmitter 36 outputs a signal corresponding to the speed v (t) to the navigation computer 30 . The signal from the encoder 36 is fed back via a feedback loop 114 to the input of the speed servomotor 112 . At the input of the speed servomotor 112 , the difference between a constant setpoint signal from a setpoint input 118 and the signal from the transmitter 36 is formed in a summing point 116 .

Die Ermittlung der günstigsten Rückführverstärkungen K_y und K_ψ für die Lenkung kann für den gesamten vorkommenden Geschwindigkeitsbereich anhand des in Fig. 10 dargestellten Modellregelkreises erfolgen. Bei dem Modellregelkreis von Fig. 10 ist angenommen, daß der Einschlagwinkel α und der Kurswinkel ψ klein sind und daß die Geschwindigkeit v konstant ist. Die Größen ψ, α und y sind als Funktion von s, also durch ihre Laplace-Transformierten dargestellt. Es ist weiter angenommen, daß der Lenkstellmotor 106 die Übertragungsfunktion "1" besitzt.The most favorable feedback gains K _y and K _ψ for the steering can be determined for the entire speed range using the model control loop shown in FIG. 10. In the model control loop of Fig. 10 it is assumed that the steering angle α and the heading angle ψ are small and that the velocity v is constant. The quantities ψ, α and y are represented as a function of s, i.e. by their Laplace transforms. It is further assumed that the steering actuator 106 has the transfer function "1".

In einem Summierpunkt 100 werden einem Referenzwinkel von α_ref die Rückführsignale der beiden Rückführschleifen 118 und 120 überlagert. Es ergibt sich (mit der Übertragungsfunktion "1" des Lenkstellmotors 106) ein Einschlagwinkel α (s) am Eingang des Navigationsrechners 30. Der Einschlagwinkel wird gemäß Block 122 mit -V/A multipliziert. Das entspricht Block 64 in Fig. 9. Das Produkt wird gemäß Block 124 mit 1/s multipliziert. Das entspricht der Integration gemäß Block 66 von Fig. 9. Es ergibt sich die Laplace-Transformierte (s) des Kurswinkels.In a summing point 100 , the feedback signals of the two feedback loops 118 and 120 are superimposed on a reference angle of α _ref . This results (with the transfer function "1" of the steering servomotor 106 ) in a steering angle α (s) at the input of the navigation computer 30 . In accordance with block 122 , the steering angle is multiplied by -V / A. This corresponds to block 64 in FIG. 9. According to block 124, the product is multiplied by 1 / s. This corresponds to the integration according to block 66 of FIG. 9. The Laplace transform (s) of the course angle results.

In einem Summierpunkt 126 werden der Einschlagwinkel α (s) und der Kurswinkel ψ (s) addiert. Die Summe wird gemäß Block 128 mit v multipliziert. Das entspricht der ersten Zeile der Matrixgleichung in Block 72:At a summing point 126 , the steering angle α (s) and the heading angle ψ (s) are added. The sum is multiplied by v according to block 128 . This corresponds to the first line of the matrix equation in block 72 :

(t) = v(t) · α (t) + ψ (t) v(t) (t) = v (t) α (t) + ψ (t) v (t)

oderor

(t) = (α (t) + ψ (t)) v(t)). (t) = (α (t) + ψ (t)) v (t)).

Das Ergebnis wird gemäß Block 130 mit 1/s multipliziert. Das entspricht der Integration gemäß Block 74 von Fig. 9. Dadurch wird die Laplace-Transformierte Y(s) der Abweichung y(t) des Fahrzeugs 10 von der längs der x-Achse verlaufenden geraden Bahn erhalten.The result is multiplied by 1 / s according to block 130 . This corresponds to the integration according to block 74 of FIG. 9. As a result, the Laplace transform Y (s) of the deviation y (t) of the vehicle 10 from the straight path running along the x axis is obtained.

Die Rückführschleife 120 enthält den Proportionalitätsfaktor K_y, dargestellt durch Block 132, der dem Block 102 von Fig. 9 entspricht. Statt einer reinen P-Rückführung kann auch z. B. eine PID-Rückführung vorgesehen werden. Dann enthält der Rückführzweig zusätzliche von s abhängige Glieder.The feedback loop 120 contains the proportionality factor K _y , represented by block 132 , which corresponds to block 102 of FIG. 9. Instead of a pure P-return z. B. PID feedback can be provided. Then the feedback branch contains additional elements dependent on s.

Die Rückführschleife 118 enthält den Proportionalitätsfaktor K_ψ, dargestellt durch Block 134. Der Kurswinkel muß aber mit unterschiedlichem Vorzeichen rückgeführt werden, je nach der Richtung der dem Betrag nach konstanten Geschwindigkeit v. Das ist in dem Modoll durch den Block 136 dargestellt, der das Vorzeichen der Geschwindigkeit v liefert.The feedback loop 118 contains the proportionality factor K _ψ , represented by block 134 . However, the heading angle must be returned with a different sign, depending on the direction of the constant speed v. This is represented in the modoll by block 136 , which provides the sign of the speed v.

Anhand des beschriebenen Modells können die Faktoren K_y und K_ψ für den Regelkreis von Fig. 9 berechnet werden.Using the model described, the factors K _y and K _ψ can be calculated for the control loop of FIG. 9.

Fig. 11 zeigt einen Regelkreis ähnlich Fig. 9 zur Führung des Fahrzeuges 10 längs einer beliebigen, nicht geradlinigen Bahn. Der Navigationsrechner 30 entspricht Fig. 3. Entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie dort. Die Vereinfachung für eine geradlinige Bahn gemäß Fig. 5 und 9 entfällt. FIG. 11 shows a control circuit similar to FIG. 9 for guiding the vehicle 10 along any arbitrary, non-linear path. The navigation computer 30 corresponds to FIG. 3. Corresponding parts are provided with the same reference numerals as there. The simplification for a linear path according to FIGS. 5 and 9 is omitted.

Der Navigationsrechner 30 liefert den Kurswinkel ψ (t), der jetzt nicht mehr als klein angenommen werden kann, und die Position des Fahrzeuges 10 mit den Koordinaten y(t) und x(t). Der von dem Navigationsrechner 30 gelieferte Kurswinkel ψ (t) wird in einem Summierpunkt 140 mit einem Sollwert ψ (t)* verglichen. Dadurch wird ein Regelabweichungssignal Δ ψ (t) erhalten. Die von dem Navigationsrechner 30 gelieferten Koordinaten y(t) und x(t) der Position des Fahrzeugs 10 werden in einem Summierpunkt 142 mit Sollwerten y*(t) und x*(t) verglichen. Daraus werden Regelabweichungssignale Δ y(t) und Δ x(t) erhalten. Die Regelabweichungssignale Δ ψ (t), Δ y(t) und Δ x(t) werden zur Bildung von Stellsignalen Δ α (t) für den Einschlagwinkel und Δ v(t) für die Geschwindigkeit linearkombiniert. Die Linearkombination erfolgt mit variablen Koeffizienten, die eine Stellmatrix -S(t) bilden. Die Stellmatrix ist durch Block 143 dargestellt. Die mit der Stellmatrix -S(t) erhaltenen Stellsignale Δ α (t) und Δ v(t) steuern Stellmotore 144 bzw. 146 ähnlich den Stellmotoren 106 und 112 von Fig. 9.The navigation computer 30 supplies the heading angle ψ (t), which can no longer be assumed to be small, and the position of the vehicle 10 with the coordinates y (t) and x (t). The course angle ψ (t) supplied by the navigation computer 30 is compared in a summing point 140 with a target value ψ (t) *. A control deviation signal Δ ψ (t) is thereby obtained. The coordinates y (t) and x (t) of the position of the vehicle 10 provided by the navigation computer 30 are compared in a summing point 142 with target values y * (t) and x * (t). Control deviation signals Δ y (t) and Δ x (t) are obtained from this. The control deviation signals Δ ψ (t), Δ y (t) and Δ x (t) are linearly combined to form control signals Δ α (t) for the steering angle and Δ v (t) for the speed. The linear combination takes place with variable coefficients, which form a positioning matrix -S (t). The positioning matrix is represented by block 143 . The actuating signals Δ α (t) and Δ v (t) obtained with the actuating matrix -S (t) control actuators 144 and 146, similar to the actuators 106 and 112 of FIG. 9.

Das Stellsignal Δ α (t) wird in einem Summierpunkt 148 einem Anfangssignal α (0) von einem Eingang 150 überlagert. Das ergibt eine erste Führungsgröße α_soll (t) für den Einschlagwinkel α. Diese Führungsgröße wird in einem Summierpunkt 152 mit einem Rückführsignal α (t) verglichen, das von einem Geber 154 (entsprechend Geber 38 von Fig. 3) über eine Rückführschleife 156 geliefert wird. Das Signal α (t) des Gebers 154 wird wieder auf den Navigationsrechner 30 gegeben.The actuating signal Δ α (t) is superimposed on an initial signal α (0) by an input 150 in a summing point 148 . This results in a first command variable α _target (t) for the steering angle α. This reference variable is compared in a summing point 152 with a feedback signal α (t), which is supplied by an encoder 154 (corresponding to encoder 38 from FIG. 3) via a feedback loop 156 . The signal α (t) from the transmitter 154 is again sent to the navigation computer 30 .

In ähnlicher Weise wird das Stellsignal Δ v(t) in einem Summierpunkt 158 einem Anfangssignal v(0) von einem Eingang 160 überlagert. Das ergibt eine zweite Führungsgröße v_soll (t) für die Geschwindigkeit v. Diese Führungsgröße wird in einem Summierpunkt 162 mit einem Rückführsignal v(t) verglichen, das von einem Geber 164 (entsprechend Geber 36 von Fig. 3) über eine Rückführschleife 166 geliefert wird. Das Signal v(t) des Gebers 164 wird ebenfalls auf den Navigationsrechner 30 gegeben.In a similar manner, the control signal Δ v (t) is superimposed on an initial signal v (0) by an input 160 in a summing point 158 . This results in a second command variable v _des (t) for the speed v. This reference variable is compared in a summing point 162 with a feedback signal v (t), which is supplied by an encoder 164 (corresponding to encoder 36 from FIG. 3) via a feedback loop 166 . The signal v (t) from the transmitter 164 is also sent to the navigation computer 30 .

Die Stellmatrix -S(t), dargestellt durch Block 143 wird von einer Adaptionseinheit 168 beeinflußt. Die Adaptionseinheit 168 erhält den Kurswinkel ψ (t) vom Ausgang 70 des Navigationsrechners 30, die Koordinaten y(t) und x(t) vom Ausgang 78 des Navigationsrechners 30, den Einschlagwinkel α (t) vom Geber 154 und die Geschwindigkeit v(t) vom Geber 164.The adjustment matrix -S (t), represented by block 143 , is influenced by an adaptation unit 168 . The adaptation unit 168 receives the heading angle ψ (t) from the output 70 of the navigation computer 30 , the coordinates y (t) and x (t) from the output 78 of the navigation computer 30 , the turning angle α (t) from the transmitter 154 and the speed v (t ) from encoder 164 .

Die Adaptionseinheit 168 beeinflußt die Elemente der Stellmatrix so, daß sich ständig ein akzeptables oder günstiges Verhalten des Regelkreises ergibt, jeweils angepaßt an die Bahn und den Fahrzustand des Fahrzeugs 10. Die Adaptionseinheit 168 ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Sie enthält einen Modell-Regelkreis 170, der den unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschriebenen Regelkreis in der Umgebung der Referenzbahn bzw. Sollbahn nachbildet. Es läßt sich zeigen, daß ein solcher Regelkreis die in Fig. 12 dargestellte Struktur hat: Ein Stellgrößenvektor Δ u(t) wird mit einer veränderlichen Matrix C(t) multipliziert. Diese Matrix ist in Fig. 12 durch Block 72 dargestellt. Dem dabei erhaltene Vektor wird in einem "Sumierpunkt" 174 ein Rückführsignal (ebenfalls in Form eines Vektors) "entgegengeschaltet". Der erhaltene Differenzvektor wird integriert. Das ist durch Block 176 dargestellt. An einem Eingang 178 wird ein Anfangswert des den Zustand der Regelstrecke beschriebenden Vektors Δ x(0) eingegeben. Die Integration liefert einen Vektor Δ x(t). Der Vektor Δ x(t) wird in zweifacher Weise zurückgeführt: Der Vektor Δ x(t) wird mit einer Matrix B(t) multipliziert. Die Matrix B(t) ist durch einen Block 178 dargestellt. Der so erhaltene Vektor wird in einer "inneren" Rückführschleife 180 als das besagte Rückführsignal auf den Summierpunkt 174 zurückgeführt. Weiterhin wird der Vektor Δ x(t) in einer "äußeren" Rückführschleife 182 mit der Stellmatrix -S(t), hier dargestellt durch Block 184, multipliziert und liefert den Stellgrößenvektor Δ u(t).The adaptation unit 168 influences the elements of the positioning matrix in such a way that the control loop always has an acceptable or favorable behavior, in each case adapted to the track and the driving state of the vehicle 10 . The adaptation unit 168 is shown schematically in FIG. 2. It contains a model control loop 170 , which simulates the control loop described with reference to FIG. 11 in the vicinity of the reference path or target path. It can be shown that such a control loop has the structure shown in FIG. 12: A manipulated variable vector Δ u (t) is multiplied by a variable matrix C (t). This matrix is represented by block 72 in FIG . A feedback signal (also in the form of a vector) is "connected" to the vector obtained in a "summing point" 174 . The difference vector obtained is integrated. This is represented by block 176 . An initial value of the vector Δ x (0) describing the state of the controlled system is entered at an input 178 . The integration provides a vector Δ x (t). The vector Δ x (t) is fed back in two ways: The vector Δ x (t) is multiplied by a matrix B (t). The matrix B (t) is represented by a block 178 . The vector thus obtained is fed back to the summing point 174 in an "inner" feedback loop 180 as the said feedback signal. Furthermore, the vector Δ x (t) is multiplied in an "outer" feedback loop 182 by the actuating matrix -S (t), represented here by block 184 , and supplies the manipulated variable vector Δ u (t).

Diesem Modell-Regelkreis werden die tatsächlichen Position y(t); x(t) und der Kurswinkel ψ (t) zugeführt sowie die tatsächlichen Stellgrößen, der Einschlagwinkel α (t) und die Geschwindigkeit v(t). Der Modell-Regelkreis beschreibt das Problem- bzw. Domänenwissen. Der Modell-Regelkreis 170 liefert die beiden Matrizen C(t) und B(t).The actual position y (t); x (t) and the heading angle ψ (t) as well as the actual manipulated variables, the turning angle α (t) and the speed v (t). The model control loop describes the problem or domain knowledge. The model control loop 170 provides the two matrices C (t) and B (t).

Die Matrizen C(t) und B(t) beschreiben die Regelstrecke. Diese Matrizen werden einem wissensverarbeitenden System 186 zugeführt. Dieses wissenverarbeitende System 186 enthält Regeln und Kriterien für die Auslegung des zeitvarianten Modell-Regelkreises. Diese Regeln und Kriterien repräsentieren das Problemlösungswissen. Nach diesen Regeln und Kriterien wird eine Stellmatrix S(t) bestimmt, die zu einer regelungstechnik günstigen oder zumindest akzeptablen Lösung führt. Das wissensverarbeitende System entspricht praktisch dem Regelungsfachmann, der für eine bestimmte, durch die Matrizen C(t) und B(t) beschriebene Regelstrecke die Rückführungen nach bekannten Regeln der Regelungstechnik so auslegt, daß sich ein akzeptables Regelverhalten ergibt. Die Regeln und Kriterien brauchen dabei nicht notwendig in Form eines mathematischen Gütekriteriums vorzuliegen. Es kann sich um regelbasierte, symbolische Algorithmen oder - im allgemeinen - aus einer Kombination arithmetischer und symbolischer Darstellungen handeln.The matrices C (t) and B (t) describe the controlled system. These matrices are fed to a knowledge processing system 186 . This knowledge processing system 186 contains rules and criteria for the design of the time-variant model control loop. These rules and criteria represent the problem solving knowledge. A positioning matrix S (t) is determined according to these rules and criteria, which leads to a solution that is favorable or at least acceptable in terms of control technology. The knowledge-processing system corresponds practically to the control expert, who, for a specific control system described by the matrices C (t) and B (t), designs the returns according to known rules of control technology in such a way that acceptable control behavior results. The rules and criteria need not necessarily be available in the form of a mathematical quality criterion. It can be rule-based, symbolic algorithms or - in general - a combination of arithmetic and symbolic representations.

Das Führungssystem, wie es bisher beschrieben ist, ist in der Lage, das Fahrzeug entlang einer geraden Bahn zwischen zwei Wegpunkten oder auch auf einer beliebigen, gekrümmten vorgegebenen Bahn zu führen. In weiterer Ausbildung dieses Führungssystems soll nun ein Fahrzeug 10 der beschriebenen Art in die Lage versetzt werden, innerhalb eines bestimmten Einsatzgebietes selbst den Weg von einem momentanen Standort (einem Wegpunkt) zu einem Fahrziel (einem anderen Wegpunkt) zu finden. Es geht also nicht nur um die Führung des Fahrzeugs längs bestimmter Bahnen sondern um die Auswahl der vorgegebenen Bahnen, in der Regel einer größeren Zahl vorgegebener Bahnstücke, so, daß ein bestimmtes Fahrziel erreicht wird. Das ist in Fig. 13 an einem vereinfachten Beispiel dargestellt.The guidance system, as described so far, is capable of guiding the vehicle along a straight path between two waypoints or on any curved, predetermined path. In a further development of this guidance system, a vehicle 10 of the type described is now to be able to find the way from a current location (a waypoint) to a destination (another waypoint) within a certain area of application. It is therefore not only a question of guiding the vehicle along certain lanes, but of selecting the predetermined lanes, usually a larger number of predetermined lane sections, so that a specific destination is reached. This is shown in Fig. 13 using a simplified example.

In Fig. 13 sind für ein Einsatzgebiet Wegpunkte und Bahnstücke zwischen diesen Wegpunkten vorgegeben. Die Wegpunkte sind in Fig. 13 mit "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", . . . "N" bezeichnet. Die Wegpunkte sind mögliche Standorte und Fahrziele. Die Bahnstücke können gerade oder gekrümmt, z. B. kreisbogenförmig, sein.In Fig. 13 waypoints and spans between these waypoints are specified for a field of use. The waypoints in FIG. 13 are "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8",. . . Inscribed "N". The waypoints are possible locations and destinations. The track sections can be straight or curved, e.g. B. arc-shaped.

Ein Fahrauftrag an das autonome Fahrzeug 10 besteht nun darin, von einem Standort zu einem Fahrziel zu gelangen. Dabei muß das Fahrzeug 10 selbst die günstigste Folge von anzufahrenden Wegpunkten unter Bezugnahme vorgegebener, zulässiger Bahnstücke finden, die von dem momentanen Standort zum Fahrziel führen. Hierzu müssen von den im Speicher 34 (Fig. 2) gespeicherten Bahnstücken in einer bestimmten Folge nacheinander geeignete Bahnstücke aufgerufen werden. Das kann in folgender Weise geschehen:A driving order to the autonomous vehicle 10 now consists in getting from a location to a driving destination. The vehicle 10 itself must find the most favorable sequence of waypoints to be traveled with reference to predefined, permissible path sections which lead from the current location to the destination. For this purpose, suitable track sections must be called up in succession in a certain sequence from the track sections stored in the memory 34 ( FIG. 2). This can be done in the following ways:

Aus dem in Fig. 13 dargestellten geometrischen Modell des Einsatzgebietes mit den Bahnstücken und Wegpunkten läßt sich ein logisches Verknüpfungsnetz ableiten, wie es in Fig. 14 dargestellt ist. Die Knoten in diesem Netz sind die entsprechend bezeichneten Wegpunkte. Die Verbindungen zwischen den Knoten sind mit einer Gewichtung versehen, die vorzugsweise der Entfernung des zugehörigen Bahnstücks zwischen den durch die Knoten repräsentierten Wegpunkten entspricht. Das Gewicht der Verbindung zwischen den Knoten oder Wegpunkten "i" und "k" ist mit W_i ^k bezeichnet.A logical linking network can be derived from the geometric model of the area of use with the track sections and waypoints shown in FIG. 13, as shown in FIG. 14. The nodes in this network are the waypoints marked accordingly. The connections between the nodes are provided with a weighting which preferably corresponds to the distance of the associated track section between the waypoints represented by the nodes. The weight of the connection between the nodes or waypoints "i" and "k" is designated W _i ^k .

Zur Gewinnung des speziellen Fahrweges von einem Standort zu einem Fahrziel wird aus diesem Netz für jede Zielvorgabe ein "Entscheidungsbaum" erzeugt, der die alternativen Lösungsmöglichkeiten aufzeigt. Ein solcher Entscheidungsbaum ist in Fig. 15 für eine Fahrt von dem Wegpunkt "5" zu dem Wegpunkt "1" dargestellt. Es ergeben sich mehrere alternative Fahrwege. Das Fahrzeug kann vom Wegpunkt 5 "linksherum" über die Wegpunkte "4", "3", "2" zum Wegpunkt "1" fahren (Fig. 13). Das Fahrzeug kann auch "untenherum" (Fig. 13) über die Wegpunkte "7", "8" . . . "N" zum Wegpunkt "1" gelangen. Und schließlich kann das Fahrzeug 10 über die Wegpunkte "6" und "2" "direkt" zum Wegpunkt "1" fahren. Die bei den verschiedenen Alternativen benutzten Bahnstücke sind nun mit den erwähnten Gewichten W_i ^k versehen. Diese Gewichte können beispielsweise die Längen der betreffenden Bahnstücke repräsentieren, und es kann als Auswahlkriterium dienen, daß die Summe der Gewichte möglichst klein sein soll, also die Gesamtlänge der durchfahrenen Bahn möglichst kurz. Dann fährt das Fahrzeug auf dem jeweils kürzesten Weg zu seinem Fahrziel. Es können aber auch andere Kriterien für die Auswahl der benutzten Bahn vom Standort ("5") zum Fahrziel ("1") angewandt werden.To obtain the special route from a location to a destination, a "decision tree" is generated from this network for each target, which shows the alternative solutions. Such a decision tree is shown in Fig. 15 for a trip from waypoint "5" to waypoint "1". There are several alternative routes. The vehicle can drive from waypoint 5 "to the left" via waypoints "4", "3", "2" to waypoint "1" ( Fig. 13). The vehicle can also "around" ( Fig. 13) on waypoints "7", "8". . . "N" to waypoint "1". Finally, the vehicle 10 can drive directly to waypoint "1" via waypoints "6" and "2". The track sections used in the various alternatives are now provided with the weights W _i ^k mentioned. These weights can represent, for example, the lengths of the relevant track sections, and it can serve as a selection criterion that the sum of the weights should be as small as possible, that is, the total length of the track traveled as short as possible. Then the vehicle travels the shortest route to its destination. However, other criteria can also be used for the selection of the train used from the location ("5") to the destination ("1").

Im vorliegenden Fall wird die Bahn über die Wegpunkte "6" und "2" als kürzester Weg ausgewählt. Die zeitabhängigen Koordinaten der betreffenden Bahnstücke werden dem Navigationsrechner 30 und Lenkrechner 34 zugeführt.In the present case, the path is selected as the shortest route via waypoints "6" and "2". The time-dependent coordinates of the relevant track sections are fed to navigation computer 30 and steering computer 34 .

Bei einer großen Anzahl von Wegpunkten mit einem stark verzweigten Netz von Bahnstücken können die Schritte zur Ermittlung der günstigen Bahn viel Rechenaufwand erfordern und recht lange dauern. Es wird daher in weiterer Ausgestaltung des beschriebenen Führungssystems ein auto-assoziativer Speicher vorgesehen. Ein solcher auto-assoziativer Speicher ist in Fig. 16 schematisch dargestellt und mit 188 bezeichnet. Ein auto-assoziativer Speicher ist ein Signalverarbeitungselement, das Kopien unterschiedlicher Mengen von Eingangssignalen x^(p) speichert, mit p = 1, 2, 3, . . . k. Der auto-assoziative Speicher gibt einen bestimmten SatzIn the case of a large number of waypoints with a highly branched network of track sections, the steps for determining the cheap track can take a lot of computing time and can take a long time. An auto-associative memory is therefore provided in a further embodiment of the guidance system described. Such an auto-associative memory is shown schematically in FIG. 16 and labeled 188 . An auto-associative memory is a signal processing element that stores copies of different sets of input signals x ^(p) , with p = 1, 2, 3,. . . k. The auto-associative memory gives a certain sentence

x^(r) = (ξ₁^(r), ξ₂^(r), . . . ξ_n ^(r))x ^(r) = (. ξ₁ ^(r), ξ₂ ^(r),.. ξ _n ^(r))

von in einer Lernphase gespeicherten Eingangssignalen, wobei r ε p, auf einen Ausgang, sobald ein Eingangssignalsatzinput signals stored in a learning phase, where r ε p, to an output as soon as an input signal set

x = (ξ₁, ξ₂, . . . ξ_n)x = (ξ₁, ξ₂,... ξ _n )

anliegt, von dem eine spezifizierte Untermenge der Werte ξ_i mit einer entsprechenden Untermenge ξ_i ^(r) aus x^(r) übereinstimmt. In Fig. 16 sind mit x die Sätze von Eingangssignalen und mit y die Sätze von Ausgangssignalen des assoziativen Speichers 188 bezeichnet. Es gilt dannis present, of which a specified subset of the values ξ _i matches a corresponding subset ξ _i ^(r) from x ^(r) . In FIG. 16, x denotes the sets of input signals and y denotes the sets of output signals of the associative memory 188 . Then it applies

y = (η₁, η₂, . . . η_m) = (ξ₁^(r), ξ₂^(r), . . . ξ_n ^(r)),y = (η₁, η₂,... η _m ) = (ξ₁ ^(r) , ξ₂ ^(r) ,... ξ _n ^(r) ),

wennif

Wenn diesem assoziativen Speicher nun jeweils die gefundenen Bahnen für die jeweiligen Standorte und Fahrziele mitgeteilt werden, so erhält der assoziative Speicher jeweils eine Folge von Wegstrecken, die durchfahren werden müssen, um von dem Standort zu dem Fahrziel zu gelangen. Im Laufe der Zeit lernt dieser Speicher alle möglichen Verbindungen des Einsatzgebietes.If this associative memory now the found tracks for the respective locations and Destinations are communicated, the associative receives Stores each a sequence of distances that drive through need to be from the location to the destination to get. Over time, this memory learns all possible connections of the area of application.

In Fig. 17 ist die Funktion des assoziativen Speichers anhand des oben erörterten Beispiels erläutert. In der "Lernphase" sind in dem assoziativen Speicher 188 schon die möglichen Folgen von Wegpunkten und Bahnstücken, nämlich "5", "6", "2", "1" und "5", "4", "3", "2", "1" abgespeichert. Wenn an den Eingang des assoziativen Speichers nun die Wegpunkte "5" und "1" angelegt werden, dann verknüpft ("assoziiert") der assoziative Speicher 188 diese Elemente (Wegpunkte) mit abgelegten kompletten Eingangsvektoren, nämlich den oben angegebenen Folgen. Diese abgelegten Eingangsvektoren werden dann, wie in Fig. 17 angedeutet, ausgegeben. Diese Folgen stehen dann sofort komplett als mögliche Bahnen zur Verfügung. Die so erhaltenen Folgen von Wegpunkten werden dann, wie im Zusammenhang mit dem Entscheidungsbaum von Fig. 15 erläutert, benutzt, die günstigste Bahn auszuwählen. Die Erzeugung der Bahnen durch einen auto-assoziativen Speicher arbeitet sehr schnell. Nach einer gewissen Lernphase liefert der auto-assoziative Speicher 188 sofort die günstigste Bahn von einem eingegebenen Standort zu einem ebenfalls eingegebenen Fahrziel, ohne daß das logische Verknüpfungsnetz von Fig. 14 oder der Entscheidungsbaum von Fig. 15 benutzt werden müßte. Die Lernphase kann auch off-line mit Hilfe eines Musters und simulierter Fahrten durchgeführt werden.In Fig. 17 the function of the associative memory is explained using the example discussed above. In the "learning phase" the associative memory 188 already contains the possible sequences of waypoints and path sections, namely "5", "6", "2", "1" and "5", "4", "3", " 2 "," 1 "saved. If waypoints "5" and "1" are now applied to the input of the associative memory, then associative memory 188 links ("associates") these elements (waypoints) with stored complete input vectors, namely the sequences specified above. These stored input vectors are then output, as indicated in FIG. 17. These episodes are then immediately available as possible tracks. The sequences of waypoints thus obtained are then used, as explained in connection with the decision tree of FIG. 15, to select the cheapest path. The generation of the lanes by an auto-associative memory works very quickly. After a certain learning phase, the auto-associative memory 188 immediately delivers the cheapest train from an entered location to a likewise entered destination, without having to use the logical connection network of FIG. 14 or the decision tree of FIG. 15. The learning phase can also be carried out off-line using a sample and simulated trips.

Die beschriebenen Vorgänge werden als intelligente Signalverarbeitungseinheit implementiert. Das ist in Fig. 18 dargestellt. Die Signalverarbeitungseinheit 190 erhält ein geometrisches Modell des Einsatzgebietes, wie es in Fig. 13 dargestellt ist. Das ist in Fig. 18 durch Block 192 angedeutet. Aus dem geometrischen Modell des Einsatzgebietes ergibt sich ein logisches Verknüpfungsnetz gemäß Fig. 14. Das ist in Fig. 18 durch Block 194 angedeutet. Der Signalverarbeitungseinheit 190 werden über Eingang 196 der Standort des Fahrzeugs 10 (z. B. "5") eingegeben. Es wird dann in der schon beschriebenen Weise ein Entscheidungsbaum gemäß Fig. 15 gebildet und aus den gegebenen Alternativen die günstigste, z. B. kürzeste Bahn ausgewählt. Das ist durch Block 198 dargestellt. Die dabei abzuarbeitenden Algorithmen sind vorwiegend symbolischer Natur (regelbasiert, Suchtechniken), teilweise aber auch arithmetisch.The processes described are implemented as an intelligent signal processing unit. This is shown in Fig. 18. The signal processing unit 190 receives a geometric model of the area of use, as shown in FIG. 13. This is indicated by block 192 in FIG. 18. A logical link network according to FIG. 14 results from the geometric model of the area of application . This is indicated in FIG. 18 by block 194 . The signal processing unit 190 is input via input 196, the location of the vehicle 10 (z. B. "5"). A decision tree according to FIG. 15 is then formed in the manner already described and the cheapest, z. B. shortest path selected. This is represented by block 198 . The algorithms to be processed are predominantly symbolic in nature (rule-based, search techniques), but sometimes also arithmetic.

Die Ausgabe der günstigsten Bahn erfolgt an einem Ausgang 200. Gleichzeitig wird die ermittelte Bahn in dem auto- assoziativen Speicher 188 (Fig. 16 und 17) abgelegt.The cheapest train is output at an exit 200 . At the same time, the determined path is stored in the auto-associative memory 188 ( FIGS. 16 and 17).

Standort und Fahrziel des Fahrzeugs 10 werden jeweils gleichzeitig über Eingang 202 auf den auto-assoziativen Speicher 188 gegeben. Wenn in diesem Speicher die Bahn zwischen den beiden eingegebenen Wegpunkten schon von einem früheren Vorgang her abgelegt ist, gibt der auto- assoziative Speicher 188 die Bahn unmittelbar an einem Ausgang 204 aus.The location and destination of the vehicle 10 are each simultaneously input to the auto-associative memory 188 via input 202 . If the path between the two entered waypoints has already been stored in this memory from an earlier process, the auto-associative memory 188 outputs the path directly at an exit 204 .

In weiterer Ausbildung dieses Vorganges sind die ersten drei Stufen 192, 194 und 198 der Signalverarbeitung nur Bestandteil eines Simulationsaufbaus. Sie bilden den auto-assoziativen Speicher während einer Lernphase gewissermaßen als "Lehrer" aus und lassen ihn alle möglichen Bahnen "lernen". Das geschieht automatisch, indem in der Simulation, angesteuert durch Zufallsgeneratoren, eine Vielzahl von Fahrzielen und die Erzeugung der Bahnen in relativ kurzer Zeit durchgespielt werden. Anschließend wird nur noch der auto-assoziative Speicher 188 real in das Fahrzeug 10 implementiert.In a further development of this process, the first three stages 192 , 194 and 198 of signal processing are only part of a simulation setup. They train the auto-associative memory as a "teacher" during a learning phase and let it "learn" all possible paths. This is done automatically by running through a large number of destinations and the generation of the lanes in the simulation, controlled by random generators, in a relatively short time. Then only the auto-associative memory 188 is actually implemented in the vehicle 10 .

Claims

1. Guide system for guiding an unmanned, steerable vehicle along a predetermined path, characterized by

(a) a memory ( 32 ) provided in the vehicle ( 10 ) in which the predetermined path is stored,
(b) an autonomous navigation system ( 30, 36, 38 ) arranged in the vehicle ( 10 ), which delivers the position (x (t), y (t)) and course (ψ (t)) of the vehicle ( 10 ),
(c) a controller ( 34 ) which responds to the deviation of the position (x (t), y (t)) supplied by the navigation system ( 30, 36, 38 ) and the stored path and an actuating signal (α _soll ) for Correction of this deviation delivers, and
(d) steering means ( 24 ) which are controlled by the control signal of the controller ( 34 ) for guiding the vehicle ( 10 ) on the predetermined path.

2. Guide system according to claim 1, characterized in that

(a) marks ( 80; 84 ) are attached to discrete locations on the predetermined path,
(b) the vehicle ( 10 ) has means ( 82 ) for scanning the marks ( 80; 84 ) and for determining the placement of the marks and
(c) the navigation system ( 30, 36, 38 ) contains means ( 96 ) for supporting the position in accordance with the storage thus determined.

3. Guide system according to claim 2, characterized in that the navigation system ( 30, 36, 38 ) further includes means ( 98 ) for correcting the navigation parameters in accordance with the storage determined by the marks ( 80; 84 ).

4. Guide system according to one of claims 1 to 3, characterized in that

(a) the navigation system ( 30, 36, 38 ) contains means ( 36, 38 ) for determining the course (ψ (t)) and speed (v (t)) of the vehicle ( 10 ) and
(b) the navigation system ( 30, 36, 38 ) determines the position of the vehicle ( 10 ) therefrom according to the method of dead reckoning.

5. guidance system according to claim 4, characterized by

(a) means ( 38 ) for determining the steering angle (v (t)) of at least one vehicle wheel ( 16 , 18 ),
(b) means 36 for determining the vehicle speed (v (t)) from the running speed of the foldable vehicle wheels ( 16 , 18 ),
(c) means ( 40 ) for generating a signal representing the course angle change rate ((t)) from the turning angle (α (t)) and the speed (v (t)) and
(d) means ( 42 ) for integrating the signal representing the course angle change rate over time to generate a course angle signal (ψ (t)).

6. Guide system according to claim 5, characterized in that

(a) the vehicle ( 10 ) has a first pair of coaxial, free-running wheels ( 12, 14 ) arranged laterally at a greater distance from one another,
(b) the vehicle ( 10 ) further comprises at least a third wheel ( 16 ) which is arranged near the longitudinal center plane ( 20 ) of the vehicle ( 10 ) at a distance (A) from the first pair of wheels ( 12 , 14 ), and
(c) the third wheel ( 16 ) is steerable.

7. Guide system according to claim 6, characterized in that the third wheel ( 16 ) is driven.

8. Guiding system according to claim 7, characterized in that the third wheel ( 16 ) forms a second pair of same-axis wheels with a fourth wheel ( 18 ) arranged closely next to it and connected thereto, which lies about an axis lying in the longitudinal center plane ( 20 ) ( 22 ) is pivotable for steering purposes.

9. guidance system according to claim 7 or 8, characterized in that

(a) a running speed sensor ( 36 ) for determining the speed (v (t)) of the vehicle and for generating a speed signal is provided on the third wheel ( 16 ),
(b) on the third wheel ( 16 ) there is also an angle sensor and for generating a steering angle signal and
(c) the speed signal and the turning angle signal are supplied to the means ( 40 ) for generating a heading angle change signal ((t)) which is the heading angle change signal according to the relationship form.

10. guidance system according to claim 4, characterized in that the vehicle ( 10 ) contains a course gyro ( 58 ) for generating a course angle signal (ψ (t)).

11. Guide system according to one of claims 1 to 10, characterized in that

(a) are connected to the controller ( 34 ) position and course deviation signals and the controller actuating signals for steering and speed as a linear combination of the position and course deviation signals (Δ y (t), Δ x (t) or Δ ψ (t)) connects to steering or speed actuators ( 144 , 146 ) according to a setting matrix (-S (t)),
(b) the elements of the positioning matrix (-S (t)) can be changed by an adaptation unit ( 168 ) and
(c) on the adaptation unit ( 168 ) the course and position signals (ψ (t), y (t), x (t)) as well as the turning angle and the speed (α (t) or v (t)) of the vehicle ( 10 ) are activated.

12. Guide system according to claim 11, characterized in that

(a) the adaptation unit ( 168 ) contains a time-variant model control loop ( 170 ) which simulates the dynamic behavior of the guidance system, this model representing the problem or domain knowledge, and
(b) the adaptation unit ( 168 ) further contains a knowledge preparatory element ( 186 ), in which rules and criteria for the design of the time-variant model control loop ( 170 ) are stored, according to which an acceptable or favorable design of the time-variant actuating matrix (-S ( t) is determined.

13. Guide system according to one of claims 1 to 12, characterized by

(a) an intelligent signal processing unit ( 190 ),
- in which a geometric model of an area of use ( FIG. 13) with waypoints ("1", "2",... "N") and the track sections connecting them can be entered,
- - which, based on this geometric model, generates a logical link network ( FIG. 14), which contains the possible connections between the waypoints and weights (W _i ^k ) for the intermediate track sections (block 194 )
- - Which, after entering a location and a destination from the linking network ( FIG. 14), generates a “decision tree” ( FIG. 15) which determines the alternatively possible paths between the location and the destination according to the geometric model ( FIG. 13) and
- - Which selects an optimal path from the possible paths determined in this way on the basis of the weights and connects it to the controller ( 34 ) as a predetermined path (block 198 ).

14. Guide system according to claim 13, characterized in that

(a) the signal processing unit ( 190 ) contains an auto-associative memory ( 188 ) in which the tracks determined for the entered locations and destinations can be stored, and
(b) the locations and destinations entered during use can also be connected to the auto-associative memory ( 188 ), so that the latter outputs the associated train immediately if it is already in the memory ( 188 ) from an earlier journey of the vehicle ( 10 ) is stored here.

15. Guiding system according to one of claims 1 to 12, characterized in that the memory ( 32 ) is an auto-associative memory in which the optimal tracks for entered locations and destinations can be stored, the auto-associative memory in a learning process Simulated locations and destinations supplied by random generators were loaded with the tracks using a geometric model ( FIG. 13), a logical link network derived therefrom ( FIG. 14) and a decision tree ( FIG. 15).