-
Die Erfindung setzt sich generell mit dem Problem des Steuerns
der Bewegungswege von Fahrzeugen, z.B. Kraftfahrzeugen
auseinander.
-
Die Erfindung ist besonders im Hinblick auf ihre mögliche
Verwendung in Straßensicherheitssystemen, insbesondere für
Kraftfahrzeugteststrecken, entwickelt worden. Derartige
Strekken werden von den großen Kraftfahrzeugherstellern zum Testen
und Überprüfen der Eigenschaften von Kraftfahrzeugen unter sehr
unterschiedlichen Bedingungen verwendet, welche bestimmte, für
Straßenverkehrsituationen typische kritische Zustände
reproduzieren und sehr häufig übersteigern. Es werden z.B. kreis- oder
ringartige Strecken verwendet, auf denen die Fahrzeuge langen
Testzyklen entlang kreisartiger Wege mit großen Krümmungsradien
unterzogen werden, um ihre Betriebseigenschaften in
straßenverkehrsfreien Umgebungen zu überprüfen, wodurch die
Fahrzeugkomponenten mit großer Präzision und mit hoher Sicherheit
überprüft werden können. Während dieser häufig einen sich oft
wiederholenden Charakter aufweisenden und sich über längere
Zeiträume erstreckenden Tests oder Kreisfahrten kann die
Aufmerksamkeit der die Fahrzeuge führenden Testfahrer abschweifen,
was dazu führen kann, daß das Fahrzeug von dem ihm zugeordneten
Fahrstreifen (üblicherweise durch auf die Straßenoberfläche als
horizontale Markierungen angebrachte Anstrichlinien angedeutet)
abweicht und diesen verläßt, wodurch die Gefahr von
Zusammenstößen mit auf benachbarten Fahrstreifen fahrenden Fahrzeugen
besteht.
-
Es besteht also ein Bedürfnis nach einem Weg-Steuerungsmittel,
welches verhindern kann, daß derartige gefährliche Situationen
entstehen.
-
Es ist bekannt, daß die Bewegungswege von Fahrzeugen, z.B.
Transportkarren oder dgl., in verschiedenen
Anwendungsumgebungen (z.B. in Industrieanlagen) mit Hilfe von Detektoren
gesteuert werden können, welche an den Fahrzeugen selbst angebracht
sind und ein elektromagnetisches Signal erfassen können,
welches von einem in dem Weg eingebetteten oder einfach auf der
Oberfläche des Wegs ruhenden Leiter erzeugt wird und von
mehreren niederfrequenten Generatoren versorgt wird, welche wiederum
von elektrischen Systemen (sog. AGV-Systemen und dgl.) versorgt
werden.
-
Obwohl eine Lösung der dargelegten Art ohne besondere
Schwierigkeiten für eine industrielle Einrichtung ausgewählt werden
kann, ist sie für Anwendungen bei Teststrecken aufgrund der
offensichtlichen Notwendigkeit, Führungsleiter entlang der
gesamten Länge jedes Fahrstreifens der Strecke zu versenken,
nicht sehr gut geeignet.
-
Aus der EP-A-0 270 415 ist ein System zum Lenken eines
unbemannten Fahrzeugs am Boden bekannt, welches mit
Referenzmarkierungen am Boden zusammenwirkende Annäherungsmelder aufweist;
wobei das Fahrzeug einen Wegstreckenzähler umfaßt und die
Referenzmarkierungen Metallstreifen sind.
-
Ferner ist aus der EP-A-0 252 219 ein Verfahren zum Leiten
eines unbemannten Fahrzeugs mit einem Metallsensor bekannt; es
sind dabei Bodenmarkierungen vorgesehen, welche eine Mehrzahl
von aus Metall erzeugten Liniensegmenten umfassen.
-
Es wurde vorgeschlagen (siehe z.B. das US-Patent Nr. 3 575
255), sich entlang der Fahrzeugfahrrichtung (z.B. entlang der
Fahrstreifen einer Autobahn) erstreckende magnetische Streifen
zum Steuern der Wege von Fahrzeugen, z.B. Kraftfahrzeugen, zu
verwenden.
-
Bei der in diesem Patent beschriebenen Lösung weist die
Straßenoberfläche einen oder mehrere im wesentlichen
kontinuierliche, magnetisierbare Streifen auf, welche sich in der
Fahrtrichtung erstrecken. Die Streifen werden mit einer Sequenz von
mit einer bestimmten Frequenz alternierenden magnetischen Polen
magnetisiert. Die Streifen werden bevorzugterweise in Form
eines aus einer Mischung eines organischen Polymerbindemittels
(z.B. ein Polyurethanbindemittel) mit dispergierten
magnetisierbaren Partikeln (z.B. Fe&sub2;O&sub3;) gebildeten Anstrichs
aufgebracht.
-
Diese Lösung kann jedoch sicherlich nicht als zufriedenstellend
betrachtet werden, sowohl wegen der Kosten, des Gewichts dieser
Anstriche als auch der bei ihrem Schutz gegen Abnutzung
auftretenden Schwierigkeiten und ihrer Absorption von und ihrem
Haften an dem Boden und aufgrund der Notwendigkeit, ein
geeignetes System zum Magnetisieren der in der Anstrichfarbe
dispergierten Partikel vorzusehen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Mittel
bereitzustellen, welches die oben angeführten Anforderungen perfekt
erfüllt, insbesondere im Hinblick auf die Sicherheit auf den
Straßen und Fahrzeugteststrecken, ohne die Nachteile der
angeführten Lösungen des Stands der Technik zu haben.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und ein
System erreicht, welche die speziell in den beigefügten
Ansprüchen aufgeführten Eigenschaften aufweisen.
-
Zusammenfassend basiert die Erfindung auf dem Vorsehen eines
Metalldetektors an dem Fahrzeug, welcher die Anwesenheit von
beliebigen Metallen erfassen kann, welche mit Anstrichen des
zum Ausbilden horizontaler Straßenmarkierungen verwendeten Typs
vermischt sind. Im einfachsten Fall kann eine derartige
Anstrichfarbe von einem Bindemittel mit einer Suspension von
Aluminiumpulver gebildet sein. Von minimalen Veränderungen
abgesehen ist dies die Zusammensetzung der bereits
normalerweise zum Herstellen der gegenwärtig in der
Kraftfahrzeugindustrie verwendeten, sog. metallisierten Anstrichfarbe
verwendeten Anstrichfarbe. Diese Lösung beseitigt insbesondere die
Notwendigkeit, die auf dem Boden geformten Streifen
vorzumagnetisieren, wodurch die Ausbildung der festgelegten Teile
des Systems ganz einfach die Anbringung der normalen
Horizontalmarkierungen unter Verwendung von Metallpulverdispersionen
enthaltenden Anstrichfarben umfaßt.
-
Die Erfindung wird im folgenden lediglich in nicht
einschränkender beispielhafter Weise mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
Figur 1 den Anordnungsaufbau eines erfindungsgemäßen Systems
schematisch zeigt und
-
Figur 2 eine mögliche Ausführungsform einer Detektorschaltung
zeigt, welche in dem erfindungsgemäßen System verwendbar ist.
-
In Figur 1 ist ein Fahrzeug, typischerweise ein Kraftfahrzeug,
dessen Bahn bzw. Weg zu steuern ist, allgemein mit V
bezeichnet.
-
Auf das im einführenden Teil dieser Beschreibung erwähnte
Beispiel bezugnehmend kann dies ein Kraftfahrzeug sein, welches
an einem Testzyklus auf einer Teststrecke teilnimmt, welche
einen oder mehrere Fahrstreifen umfaßt, welche durch eine oder
mehrere kontinuierliche oder diskontinuierliche, auf der
Straßenoberfläche S ausgebildete Führungslinien identifiziert sind.
-
Die in Frage stehenden Linien können z.B. eine Reihe von
Markierungen sein, z.B. rechtwinklige Markierungen 1 (des Typs und
mit den Abmessungen, welche für normale Straßenmarkierungen
verwendet werden), Punkte, Quadrate, usw. abhängig von den
speziellen Anwendungserfordernissen. Die Markierungen können
natürlich auch untereinander über bestimmte Entfernungen
verbunden sein, um kontinuierliche Linien, möglicherweise
Doppellinien, usw. vorzusehen.
-
Die Markierungen 1 werden mit einer eine Metalldispersion,
vorzugsweise Aluminiumpulver, enthaltenden Anstrichfarbe
gebildet.
-
Sie führen deshalb im allgemeinen zu einer Variation der
Charakteristiken der magnetischen Permeabilität auf der
Straßenoberfläche S.
-
Diese Variation wird von einem an dem Fahrzeug V angebrachten
Sensor 2 erfaßt, welcher über eine Verarbeitungsschaltung 3 mit
einer Sichtanzeigeeinheit oder Tafel 4 (im einfachsten Falle
ein LED) verbunden ist, welcher möglicherweise eine in dem
Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs V an einer derartigen Stelle
angeordnete Hör- und/oder Sichtwarnvorrichtung zugeordnet ist,
daß sie dem das Fahrzeug führenden Fahrer ein deutliches und
präzises Signal geben kann.
-
Der Sensor 2 kann z.B. von einer Antenne gebildet sein, welche
durch Anbringung unter der Stoßstange des Fahrzeugs V in einer
bestimmten Entfernung (z.B. von der Größenordnung 6 cm) von der
Straßenoberfläche S gehalten wird. Die Antenne kann
typischerweise (unter Bezugnahme) eine Induktivität mit ungefähr 60
Windungen eines 0,25 mm Durchmesser-Kupferdrahts mit einem
Windungsdurchmesser von 1 cm und mit einem zugeordnetem
Ferritkern 2a (z.B. 5,7 cm lang und 0,95 cm Durchmesser) sein.
-
Die erwähnten Eigenschaften, welche zur Vervollständigung der
Beschreibung einer möglichen Ausführungsform der Erfindung
gegeben werden, sollten selbstverständlich nicht als
Einschränkung des Bereichs der Erfindung interpretiert werden. Dies gilt
insbesondere im Hinblick auf den Aufbau der Schaltung 3, welche
schematisch in Figur 2 dargestellt ist.
-
Die Schaltung 3 umfaßt kurzgesagt im wesentlichen einen LC-
Resonanzoszillator, dessen induktiver Teil von einer Antenne 2
gebildet ist, deren Ausgang mit einer Hülldetektoreinheit 6
verbunden ist, welche die Anzeigeeinheit 4(LED) derartig
steuern kann, daß sie zum Aufleuchten gebracht wird, wenn die
Hüllkurve des Oszillationssignals des Oszillators einen
vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
-
Da die Antenne 2 der Straßenoberfläche S gegenüberliegt, auf
welcher die die Führungslinien festlegenden Metallmarkierungen
angeordnet sind, verhält sich die Schaltung 3 in der Praxis wie
ein Resonanzoszillator, welcher dank der Anwesenheit der
Antenne 2 jede Veränderung der Permeabilität des Raums zwischen der
Antenne 2, der Luft und der Straßenoberfläche S erfaßt. Diese
Permeabilität wird durch die Anwesenheit der Linien 1
beeinflußt. Dementsprechend (auf eine Verwendung als ein
Sicherheitssystem für Teststrecken bezugnehmend, wie am Anfang
angedeutet) sind die Oszillationen der Schaltung 3 derart, daß
die Anzeigeeinrichtung 4 deaktiviert gehalten wird, wenn das
Fahrzeug V korrekt innerhalb des ihm zugeordneten Fahrstreifens
fährt.
-
Wenn z.B. aufgrund einer momentanen Ablenkung des Fahrers das
Fahrzeug V sich den Führungslinien 1 nähert oder sogar über
diese hinwegfährt, aktiviert die sich daraus ergebende
Veränderung der Permeabilität (mit der sich daraus ergebenden
Veränderung der Impedanz der Antenne 2), welche in der als ein
Metalldetektor wirkenden Schaltung 3 induziert wird, die
Anzeigeeinrichtung
4 mit der sich daraus ergebenden Abgabe eines
Alarmoder Warnsignals an den Fahrer.
-
Bei anderen Anwendungen ist selbstverständlich das genau
entgegengesetzte Betriebskriterium möglich. Das Alarmsignal wird
abgegeben, wenn sich das Fahrzeug zu einer Seite oder der
anderen eines zentralen Streifens bewegt, welcher als ein vom
Fahrzeug zu folgender Führungsstreifen verwendet wird.
-
Natürlich sind weitere Varianten möglich.
-
Dies gilt vor allem im Hinblick auf die zum Ausbilden des
Sensors 2 und seiner Signalverarbeitungseinheit 3 verwendeten
Schaltungen.
-
Im Hinblick auf die Vollständigkeit der Beschreibung zeigt
Figur 2 die Nennwerte oder Symbole der verschiedenen Bauteile
(Widerstände, Kondensatoren und Transistoren), welche zur
Bildung einer Schaltung 3 verwendbar sind, welche in einem
erfindungsgemäßen System verwendet werden kann.
-
Natürlicherweise können Schaltungs- und Oszillatorschaltpläne,
welche zu denjenigen der beschriebenen und dargestellten ganz
unterschiedlich sind, verwendet werden, um die gleichen
Funktionen zu erreichen. In diesem Zusammenhang sei angeführt, daß
die Erfindung in der Praxis ausgeführt werden kann, ohne eine
der Schaltungen des gegenwärtig als "Metallsucher" oder
"Metalldetektor" bezeichneten Typs zu verwenden: Die in diesem
Zusammenhang verwendeten Schaltungen können verschiedenen Typen
angehören, wie es durch die große kommerzielle Verbreitung von
Vorrichtungen dieses Typs dokumentiert ist.
-
Was das Warnsignal betrifft, ist es dann, wenn die
Sichtanzeigeeinrichtung 4 eine zugeordnete Höranzeigeeinrichtung
(nicht dargestellt) aufweist, vorteilhaft, daß das sichtbare
Signal gegenüber dem hörbaren Signal Priorität hat, so daß der
Verwender das hörbare Signal abschalten kann. Der hörbare Alarm
kann insbesondere vom die Richtungsanzeigeeinrichtung
einschaltenden Benutzer neutralisiert werden.