DE437949C - Verfahren zum Fuehren von Fahrzeugen mittels Wellen - Google Patents

Description

Es sind bereits Verfahren zur Bestimmung des Standortes eines Fahrzeuges unter Benutzung der drahtlosen Richtungstelegraphie bekannt. Eins dieser Verfahren beruht auf der Tatsache, daß ein Fahrzeug im Schnittpunkt der Richtungen liegt, nach denen die von den Funkstationen gesandten Signale zu ihm sich ausbreiten. Ein anderes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug di6 Sendestellen anruft und daß diese nach Bestimmung seines augenblicklichen Standortes ihn übermitteln.

Ferner hat man bereits vorgeschlagen, den Weg des Fahrzeuges von den Sendestellen aus vorzuzeichnen, die absatzweise eine Welle aussenden. Diese strahlt gleichmäßig während der Zeit aus, die eine gerichtete Welle dazu braucht, um sich um einen bestimmten Winkel von einer bekannten Richtung (z. B. von der

ao Nord-Süd-Richtung) aus zu verschieben. Man kann also an Bord des Fahrzeuges so die Richtung jeder der Sendesteilen und folglich die Lage des Fahrzeuges in bezug auf dieselben bestimmen. Diese Einrichtungen müssen sich noch radiotelegraphischer Tabellen bedienen as und können nur dann eine Bahn bestimmen, wenn sie geradlinig ist, was jedoch den praktischen Bedürfnissen nicht entspricht.

Man hat schließlich auch vorgeschlagen, ein Fahrzeug zu leiten, indem man das magnetische Feld verwendet, das durch den Durchgang eines veränderlichen elektrischen Stromes erzeugt wird. Dieser geht durch ein Kabel hindurch, das den zu verfolgenden Weg tatsächlich vorzeichnet. In diesem Falle kann der Weg zwar ein beliebiger sein, aber das Verfahren ist praktisch unanwendbar, wenn es sich um lange Wege handelt.

Die Erfindung hat den Zweck, die Führung eines Fahrzeuges nach irgendeiner beliebigen Bahn zu ermöglichen, ohne daß man hierzu ein tatsächliches Kabel braucht, d. h. man verwendet gewissermaßen ein virtuelles Luftleitkabel, das gestattet, an Bord des Fahrzeuges in jedem Augenblick zu wissen; ob dieses genau

den vorgeschriebenen Weg verfolgt. Zu diesem Zwecke sind die verschiedenen Punkte der zurückzulegenden Bahn durch den gleichzeitigen Empfang gerichteter Wellen an Bord des Fahrzeuges bestimmt, wobei diese Wellen durch die an festen Punkten angeordneten Sendestellen erzeugt werden. Die Richtungen dieser Strahlensendungen verschieben sich während der Zeit derartig, daß die sie bildenden Sektoren ίο durch die Verschiebungen ihrer Schnittpunkte den zu verfolgenden Weg vorzeichnen. Die Bestimmung des Weges erfolgt an Bord des Fahrzeuges durch gleichzeitigen Empfang entweder der Maxima oder Minima der gerichteten sich drehenden oder schwingenden Strahlen oder aber der Sendungen oder Auslöschungen der gerichteten oder orientierten, sieh; drehenden oder schwingenden Strahlen.

Die Erfindung betrifft gleichfalls die Mittel, die dem Fahrzeug mittels der von den Sendestellen· gesandten Richtungsstrahlen gestatten, zu wissen, auf welcher Seite es sich in bezug auf die vorgeschriebene Bahn befindet, und ferner den Abstand von dieser Bahn und die Lage in bezug auf einen bestimmten Punkt oder ein auf dieser Bahn ausgewähltes Merkzeichen zu ermitteln.

In dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung geben die Abb. 1 und 2 schematisch den Erfindungsgedanken wieder, der eine Führung von Fahrzeugen auf vorgeschriebener Bahn ermöglicht.

Im folgenden soll mit dem Ausdruck »Sendung« die Erzeugung von gerichteten elektromagnetischen Licht-, oder durch die Luft oder das Wasser gesandten Wellen von hörbarer oder darunter- oder darüberliegender Schwingungszahl bezeichnet werden.

Das die Erfindung ausmachende Verfahren zum Lenken von Schiffen besteht darin, den Weg, den das Fahrzeug verfolgen soll, zu bestimmen durch die nicht gegeneinander verschobene (also z. B. gleichzeitige) Aufnahme an Bord des Fahrzeuges von' Maxima oder Minima der gerichteten Sendungen, die nach bestimmten Verschiebungsgesetzen durch Sendestellen A ausgesandt werden, die eine feste Lage zu diesem Wege einneiijinen. Mit anderen Worten, die aufeinanderfolgenden Punkte des den Fahrzeugen vorgezeichneten Weges sind die Schnittpunkte von Vektoren verschiedener Längen, die von den Sendostellen A ausgehen, wobei die -Längen dieser Vektoren (die den verschiedenen Sendezeiten entsprechen) sowie ihre Richtungen und ihre Winkelverscblebungen derart bestimmt sind, daß, wie vorhin angegeben, ihre aufeinanderfolgenden Schnittpunkte den Weg angeben.

Hieraus folgt, daß die Verschiebungen besagter Vektoren (d. h. die Aussendungsrichtungen der Sendestellen) nach bestimmten Regeln miteinander verbunden werden müssen, ; die die Lage des zu verfolgenden Weges in bezug i zu den Sendepunkten kennzeichnen, i Beispielsweise sieht man, damit die Richtungen 6g ! der Maxima und Minima der gerichteten, von j den Sendestellen A erzeugten Sendungen sich ■ auf dem Wege kreuzen und daraus die verj schiedenen Punkte bestimmen, daß die Vektoren sich ebenso wie ihre aufeinanderfolgenden Winkel ändern müssen, was veränderliche Winkelverschiebungen verlangt, die durch bestimmte Beziehungen in veränderlichen Zeiten für die Sonderrichtung oder Richtungen jeder j dieser -Sendestellen in Verbindung stehen. ! Es ist klar, daß der Weg durch Sendestellen, ! die auf derselben Seite oder auf beiden Seiten • dieses Weges liegen, festgelegt werden kann j und daß die Sendungen von mehr als zwei Sendestellen benutzt werden können, um durch gleichzeitigen Empfang auf dem Fahrzeuge die Stellung desselben auf seinem Wege zu bestimmen.

Aus dem Vorhergehenden folgt, daß die Sendestellen A untereinander durch elektrische Leitungen irgendwelcher Art oder durch Sendungen von elektromagnetischen oder anderen Wellen derart verbunden sein müssen, daß die Winkelverschiebungen und die Zeitpunkte ihrer Sendungen den angegebenen Bedingungen genügen. Man kann ferner die Verschiebungen der Sendung in einer oder in mehreren Sendestellen durch die Verschiebungen der Sendungen einer verbundenen Sendestelle oder die Sendungen verschiedener Sendestellen durch eine Hauptsteuerstelle regeln. Die Sendungen von zwei oder mehreren Sendestellen eines Zeichennetzes sind jedenfalls in keinem Augenblicke unabhängig, sondern erzwungen, und müssen in jedem Augenblick zur gleichen Zeit erfolgen. Dies wird durch die vorhin erwähnten Verbindungen zwischen den Sendestellen erreicht. Die Verbindung kann stetig oder, unterbrochen sein und in längeren Zwischenräumen stattfinden. Die Gleichzeitigkeit der Sendungen ist alsdann auf jeder Sendestelle. durch eine Pendeluhr oder einen Zeitmesser gewahrt.

Man kann übrigens zu demselben Zwecke, um nämlich in jedem Augenblicke die Zeitpunkte und Sendezeiten der Sendestellen A zu regeln, mit jedem Sender Empfangsstelle B vereinigen, die in einem gewissen Abstande von ihnen angeordnet, aber mit ihnen durch jede geeignete Verbindung verbunden sind. Diese Kontrollstelle B ermöglicht die Unregelmäßigkeiten der Sendung zu beseitigen und somit die Regelung der Sendestelle A zu bewirken_t Es genügt, daß die Sendestellen B wissen, in welchem Augenblick sie das Sendemaximum oder -minimum der Sendestelle A, iso das sie regem, empfangen sollen, um ihnen zu ermöglichen, dieser die zeitlichen Ver-

Schiebungen ihrer Sendung in jedem Augenblicke mitzuteilen. Wenn außerdem die Sendungen gekennzeichnet sind, d. h. wenn sie bestimmte Wellenlängen oder Rhythmen" oder Tonänderungen oder besondere Töne haben, so können die Sendestellen A mehrere verschiedene Sendungen geben, die verschiedenen Verschiebungen unterworfen sind, derart, daß die Sendestellen Ά verschiedene Wege unter den

to unten beschriebenen Bedingungen (Abb. 2) vorschreiben können. Diese Wege können vollständig verschieden von dem ersten betrachteten sein und ihre Punkte werden durch die gleichzeitige Aufnahme von Sendungen an Bord der Fahrzeuge bestimmt, wobei diese Sendungen bestimmte Merkmale haben, die sie von anderen Sendungen unterscheiden. Diese Wege können auch zu dem ersten parallel sein, um so zwei verschiedene Fahrtrichtungszonen um diesen

so herum zu schaffen. Die Unterscheidung dieser Zonen soll im folgenden auseinandergesetzt werden.

Um auf einem so festgelegten Wege zu fahren, ist es noch nötig, in jedem Augenblicke zu

as kennen:

1. die Stellung des Fahjzeuges in bezug zur Fahrtrichtung, d. h. die Seite des Weges, auf der das Fahrzeug sich befindet;

2. den Abstand, in dem das Fahrzeug sich von dem Wege befindet;

3. den Abstand, in dem das Fahrzeug sich auf diesem Wege von dem Abfahrtspunkte oder dem Ankunftspunkte befindet, was mit anderen Worten die Kilometer des zurückgelegten Weges ergibt.

Bei dem Ausführungsbeispiel soll die Erläuterung sich auf die Benutzung eines Verfahrens unter Verwendung elektromagnetischer Wellen beziehen und eine Anwendung der verschiedenen Merkmale der Wellensendungen gegeben werden, um das Problem vollständig zu lösen.

I. Seite des Weges.

Es genügt, um dieses Ergebnis zu erhalten, daß die Sendungen, deren gleichzeitiger Empfang jeden Punkt des Weges bestimmen soll, unter sich unterschieden werden können (durch ihre Wellenlänge, ihren Rhythmus, ihreSchwingungsänderungen usw.). Unter diesen Bedingungen wird man, wenn das Fahrzeug nicht genau auf dem Wege liegt, das Maximum oder Minimum der Sendung von einer der Stationen A vor dem Maximum oder Minimum der Sendung der anderen Sendestelle erhalten, es besteht also keine Gleichzeitigkeit mehr im Empfang der Minima an Bord des Fahrzeuges.

Angenommen, die Sendestelle A² sende ein tiefes Zeichen und die Sendestelle A¹ ein hohes Zeichen aus. Wenn das Fahrzeug anstatt genau auf dem Wege sich im Punkte C befindet, d. h. rechts von dem Wege, so nimmt man (Führung durch Aufhören oder Unterbrechung der Sendung) das Aufhören des hohen Zeichens vor dem Aufhören des tiefen für den durch die Pfeile angezeigten Drehsinn der Sendungen wahr. Wenn dagegen das Fahrzeug in C¹ links von dem Wege ist, so wird man umgekehrt das Aufhören des tiefen Zeichens vor dem des hohen wahrnehmen. Man kann also in allen Fällen die bezügliche Lage zu dem Wege feststellen. Dies ist nicht mehr der Fall, wenn der Weg die Gerade durchschneidet, die die beiden Sendestellen A¹, A^& verbindet. Man j kann diesem Nachteil begegnen, indem man besonders den Kreuzungspunkt dieser Geraden mit dem Wege anzeigt; aber es ist vorzuziehen, die Merkmale der Sendungen zu beiden Seiten _ der die Sendestellen verbindenden Geraden zu ändern. Zum Beispiel gibt jenseits dieser Linie die Sendestelle A² eine Sendung mit einem hohen Ton, während die andere Sendestelle A¹ einen tiefen aussendet. Die Bedingungen zur Bestimmung der Seite des Weges werden dann an Bord des Fahrzeuges über die ganze Länge dieses Weges unverändert bleiben.

2. Kenntnis des Abstandes des Fahrzeuges von dem Wege.

Das außerhalb der Fahrtrichtung oder des Weges befindliche Fahrzeug empfängt nicht gleichzeitig die Minima der den Weg bezeichnenden Sendungen .von verschiedenen Merkmalen. Man kann also einerseits bestimmen, welches die erste empfangene Aussendung ist (was die Seite des Weges angibt), und andererseits die Zeit, welche zwischen den Aufnahmen von zwei Aüslöschungen der beiden Sendungen verflossen ist. Diese Zeit für die Gegend und die Seite, wo das Fahrzeug sich befindet, ist eine Funktion seines Abstandes von dem zu verfolgenden Wege, gemessen in dem am nächsten gelegenen Punkte des Weges, aber sie ändert sich in stetiger Weise für eine Gegend des Weges zur folgenden für einen Abstand des Fahrzeuges auf dem zu verfolgenden Wege und für dieselbe Seite des Weges.

Wenn man die durchfahrene Strecke kennt, d. h, in welchem Kilometer des Weges man sich befindet, so kann man genau den Abstand des Fahrzeuges von dem Wege bestimmen.

Diese Bestimmung kann sogar ohne diese letztere Kenntnis gemacht werden. Es genügt hierfür, den Sendungen solche Verschiebungsgeschwindigkeiten zu geben, daß für dieselbe Wegseite die Werte dej zeitlichen Verschiebungen zwischen dem Empfang besagter Sendungen oder ihren Auslöschungen bestimmten Abständen entsprechen (ζ. Β. ι Sek. oder 5 Sek. Verschiebung entsprechen einem iao Abstande des Fahrzeuges von 10 km von dem Wege für ein und dieselbe Seite.)

3· Kilometermessung des Weges.

Man kann den Weg messen, indem man ihn in gleiche oder in ungleiche Teile zerlegt, die in dem letzteren Falle gleichen Verschiebungswinkeln der Sendungen entsprechen.

Um die gleichen oder verschiedenen Längenenden des Weges zu unterscheiden, kann man die Wellenlängen oder den Rhythmus oder die

ίο Tonänderungen oder Töne pro Wegeslänge oder pro Sektor, ändern.

Wenn man z. B. verschiedene Wege voneinander durch die Wellenlängen der Sendungen und die Sendestellen durch ihre Wellenlängen und durch ihre Tonhöhe unterscheidet, so wird man die länge des Weges durch die verschiedenen Tonfolgen unterscheiden können, die entsprechend dem Sektor des von der Sendung bestrichenen Weges geändert werden.

ao Das Fahrzeug kann also genau seine Lage, auf dem Wege feststellen..

Wenn ein Weg zu lang ist oder wenn dessen Festlegung zu schwierig ist, um mit zwei Sendestellen diese Festlegung zu ermöglichen, so kann

as man andere Sendestellen benutzen, die unter sich derart verbunden sind, daß man den besagten Weg verfolgen kann. Die aufeinanderfolgenden Gruppen werden zweckmäßig derart gebildet, daß ihre Anzeigen sich decken.

Somit wird man den Weg durch den gleichzeitigen Empfang von Sendungsauslöschuhgen verschiedener Wellenlängen und verschiedener Tonhöhen erhalten, die z. B. von den Hörern an den Ohren des Steuermannes aufgenommen werden. Die Seite des Weges wird man erhalten durch den Sinn der Verschiebung zwischen den Empfängen der aufeinanderfolgenden Auslöschungen oder des Aufhörens besagter Sendungen, und weiter die Entfernung auf dem

Wege vom Ausgangspunkt durch die quantitativen Werte besagter Verschiebung und die Kilometermessung durch Unterscheidung der Sendungsmerkmale entsprechend dem Sektor, auf dem das Fahrzeug sich auf seinem Wege befindet.

Man kann noch die Lage des Fahrzeuges kontrollieren, indem man für jede den Weg bezeichnende Sendung die Zeit· mißt, die zwischen ihrem. Anfange und ihrem Intensitätsmaximum

oder besser ihrem Minimum oder ihrem Aufhören verfließt.

Die oben beschriebenen Mittel ermöglichen, eine Schutzlinie längs einer Küste, um eine Insel, um ein Riff usw. zu schaffen (unterer Teil der Abb. 1).

Der festgelegte Weg kann in Kabel D ausmünden, die versenkt, vergraben öder auch frei durch die Luft geführt sind, und in die ein elektrischer veränderlicher Strom geschickt wird, der ein magnetisches Feld zur Führung erzeugt. Der bezeichnete Weg kann sogar dem Kabel folgen, und zwar derart, daß die Fahrzeuge einerseits durch das magnetische EeId und andererseits durch die Punkte geführt werden können, die mit Hilfe des gleichzeitigen Empfangs der durch die Sendestelle erzeugten Sendungen bestimmt werden. Die Führungskabel D können mit. ihren Enden eine Gabel E bilden, diesen z» verfolgenden Weg umschließt.

Das beschriebene Verfahren ermöglicht also, beliebig die Absteckung eines Weges zu .ändern, da es genügt, die Sendevorschriften der Sendestellen A zu ändern.

Wenn z. B. ein Hindernis auf einem Wege bekannt gegeben ist, so wird es möglich, dieses zu umgehen und die Schiffe, die dieses Hindernis gar.nicht kennen, um die Gefahrenzone herumzuführen.

Angenommen, daß die Wege in einer bestimmten Richtung von den Fahrzeugen durchfähren werden müssen (z. B. in dem Falle eines einzigen Weges), und daß die Fahrzeuge, von einem zum anderen Punkte fahrend, sich stets links von dem Wege halten sollen, so wird man jeden Zusammenstoß, sogar bei Nebelwetter, vermeiden. Was die Wegkreuzungen- anbelangt, so können diese insbesondere durch Veränderung der Wellenlänge, der Töne, der Tonfolgen, des Rhythmus der von den Stationen gemachten Sendungen angezeigt werden. Die Fahrzeuge können übrigens mit Apparaten versehen werden, durch die sie untereinander in Verbindung treten und gegenseitig ihre Anwesenheit anzeigen können, wie es die Kraftwagen .auf den Landstraßen machen.

Es ist klar, daß eine der Sendestellen A und nur die eine eine gleichmäßige Verschiebungsgeschwindigkeit haben könnte; in diesem Falle würde es genügen, einzig die Verschiebungen der Sendestellen zu regem, mit denen sie in Verbindung steht, umso, wie angegeben, durch Gleichzeitigkeit des Empfanges der Sendungen die Punkte des zu verfolgenden Weges zu erhalten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum' Führen von Fahrzeugen, die Richtungswellen von festen Sendestellen aus empfangen, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Punkte der vorgeschriebenen Bahn Schnittpunkte gerichteter, von verschiedenen festen Sendestellen in bestimmter bevorzugter Richtung ausgesandter Wellen sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.