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AusbringungsSteuereinheitApplication control unit
Die Erfindung betrifft eine Ausbringungssteuereinheit für eine Ausbringungseinheit für Markiersubstanz nach Anspruch 1 und einen Markierwagen nach Anspruch 9.The invention relates to an application control unit for a marking substance application unit according to claim 1 and a marking trolley according to claim 9.
Zum Erzeugen bodengebundener Markierungen, wie sie beispielsweise zum Festlegen von Spiel- und Sportfeldern Verwendung finden, werden Markiergeräte eingesetzt. Die Markiergeräte weisen einen Auslass für Markiersubstanz auf und sind im Allgemeinen fahrbar als Markierwagen ausgebildet. Vor Beginn der eigentlichen Markiertätigkeit müssen das Feld bzw. die zu markierenden Linien und/oder Flächen definiert abgesteckt werden. Dazu ist beispielsweise bekannt, den Markierbereich mit Seilen aufzuspannen - auch als „stringing out" bezeichnet. Der Bereich wird ausgemessen und die zu markierenden Linien durch Seile gekennzeichnet. Anschliessend führt oder fährt eine Bedienperson den - Markiersubstanz auslassenden - Markierwagen entlang der Seile. Diese Art der Markierung birgt jedoch eine Vielzahl möglicher Fehlerquellen, sodass sich -häufig Abweichungen von der gewünschten Markierposition ergeben. So ist bereits die Genauigkeit beim - händischen - Verlegen der Seile naturgemäss begrenzt. Weiters kann beim Abfahren das Seil deplaziert werden. Auch sind die Absteckseile nach dem Markieren mit Markiersubstanz bedeckt und können beim Verschieben, Aufnehmen oder erneuten Auslegen unerwünschte Markierspuren erzeugen. Ausserdem nachteilig bei einem derartigen Markiervorgang ist der grosse Zeit- und Arbeitsaufwand .Markers are used to create ground-based markers, such as those used to define playgrounds and sports fields. The marking devices have an outlet for marking substance and are generally designed to be mobile as marking trolleys. Before the actual marking activity begins, the field or the lines and / or surfaces to be marked must be staked out in a defined manner. For this purpose, it is known, for example, to clamp the marking area with ropes - also referred to as "stringing out." The area is measured and the lines to be marked are identified by ropes, then an operator guides or drives the marking vehicle leaving the marking substance along the ropes However, the marking has a large number of possible sources of error, so that often deviations from the desired marking position result, for example, the accuracy of the manual laying of the ropes is naturally limited, and the rope can be misplaced when the ropes are lowered Marking covered with marking substance and can produce undesirable marks when moving, recording or rescheduling.
Eine Verbesserung der Markierarbeiten in Hinblick auf Genauigkeit, Zeitbedarf und Handhabungsfreundlichkeit bietet die Verwendung von optischen Leitstrahlen zur Führung eines Markierwagens .An improvement in marking in terms of accuracy, time and ease of handling provides the use of optical guide beams for guiding a marking cart.
BESTÄT.GUNGSKOPIE
- -BESTÄT.GUNGSKOPIE - -
Aus der CH 572 241 ist ein System mit einer Anordnung zur Führung eines Objektes längs einer Bezugsgeraden bekannt, das mit zwei statischen Komponenten arbeitet. Hierbei wird durch einen statischen Sender einen Messlichtstrahl emittiert, der wiederum durch einen statisch positionierten Detektor empfangen wird. Die zu bewegende Einheit weist eine definierte Kante auf, die im Messlichtstrahl geführt wird und durch Abschattung des Detektors eine relative Positionsbestimmung ermöglicht. Aufgrund des Abschattungsprinzips muss hierbei eine definierte Kante stets im ununterbrochenen Strahlgang zwischen statischen Sender und Detektor gehalten werden, was zudem aufgrund von Abbildungs- und Streulichtproblemen Schwierigkeiten aufweist. Ausserdem benötigt dieser Ansatz die Aufstellung von zwei präzise zueinander ausgerichteten Komponenten, was in Hinblick auf die einfache und schnelle Erzeugung von Bodenmarkierungen nachteilig ist.From CH 572 241 a system with an arrangement for guiding an object along a reference straight line is known, which works with two static components. In this case, a measuring light beam is emitted by a static transmitter, which in turn is received by a statically positioned detector. The unit to be moved has a defined edge, which is guided in the measurement light beam and by shading of the detector allows a relative position determination. Due to the shading principle, a defined edge must always be kept in the uninterrupted beam path between the static transmitter and the detector, which also presents difficulties due to imaging and scattered light problems. In addition, this approach requires the placement of two precisely aligned components, which is detrimental to the easy and rapid creation of floor markings.
Ein mobiles System für Markierwagen wird beispielsweise in der WO 2006/013386 beschrieben. Durch eine Laserdiode und eine Optik wird ein Strahl mit fächerförmiger Geometrie und elliptischem Strahlquerschnitt erzeugt. Dieser Strahl wird zur Festlegung einer Seite eines Sportfeldes emittiert. Der zur Ausbringung der Markiersubstanz verwendete Markierwagen weist einen Detektor für die Laserstrahlung auf, wobei die Position des Markierwagens relativ zum vertikal orientierten Strahl angezeigt wird. Der Benutzer des Wagens kann diesen anhand des Laserfächers als Leitstrahl führen.A mobile system for marking trolleys is described, for example, in WO 2006/013386. By means of a laser diode and an optical system, a beam with fan-shaped geometry and elliptical beam cross-section is generated. This beam is emitted to define one side of a sports field. The marking trolley used to apply the marking substance has a detector for the laser radiation, the position of the marking trolley being displayed relative to the vertically oriented beam. The user of the car can guide it using the laser fan as a guide beam.
Die Ausbringung von Markierungen mit solchen Systemen ist im ebenen Gelände gattungsgemäss genau, berücksichtigt jedoch nicht Gelände-Unebenheiten und -Unregelmässigkeiten, wie Senken oder im Gras versteckte Hindernisse. So kann es
vorkommen, dass trotz entsprechender Detektion des Leitstrahls Abweichungen von der gewünschten Markierposition entstehen.The application of markings with such systems is generic in flat terrain, but does not take into account off-road bumps and irregularities, such as sinks or obstacles hidden in the grass. That's the way it works occur that despite appropriate detection of the guide beam deviations from the desired marking position arise.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ausbringungssteuereinheit für ein mobiles Markiergerät mit verbesserter Markiergenauigkeit bereitzustellen.The object of the invention is to provide an application control unit for a mobile marking device with improved marking accuracy.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Markiergeräts, insbesondere Markierwagens, zur genaueren Markierung von Sportfeldern.Another object of the invention is the provision of a marking device, in particular marking vehicle, for more accurate marking of sports fields.
Eine weitere Aufgabe ist die Kompensation von neigungsbedingten Fehlern bei Markierarbeiten.Another task is the compensation of tilting errors during marking work.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 9, sowie durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche gelöst bzw. die Lösungen weitergebildet.These objects are achieved by the features of claims 1 or 9, and by the features of the dependent claims or developed the solutions.
Erfindungsgemäss wird eine verbesserte Markiergenauigkeit durch eine Ausbringungssteuereinheit ermöglicht, welche Ausbringungssteuereinheit einen Strahlungssensor für elektromagnetische Strahlung umfasst, wobei mittels des Strahlungssensors die Position der Ausbringungseinheit für Markiersubstanz relativ zu einem elektromagnetischen Referenzsignal bzw. relativ zu einer durch das Signal festgelegten Referenzebene erfassbar ist, und welche Ausbringungssteuereinheit weiters Mittel zum Erfassen der Orientierung der Ausbringungseinheit relativ zur Referenzebene umfasst. Mittels des Strahlungssensors wird das Referenzsignal empfangen und anhand des empfangenen Signals die Relativposition von Ausbringungseinheit und Referenzsignal bestimmt. Durch das Erfassen der Orientierung relativ zum Signal ist eine weitere mögliche Fehlerquelle in der Markierung von Linien und/oder Flächen erfassbar und - durch
- -According to the invention, an improved marking accuracy is enabled by an application control unit comprising a radiation sensor for detecting electromagnetic radiation, wherein the position of the marking substance application unit relative to an electromagnetic reference signal relative to a reference plane defined by the signal can be detected by means of the radiation sensor, and which application control unit further comprises means for detecting the orientation of the application unit relative to the reference plane. By means of the radiation sensor, the reference signal is received and determined on the basis of the received signal, the relative position of application unit and reference signal. By detecting the orientation relative to the signal is another possible source of error in the marking of lines and / or surfaces detectable and - by - -
entsprechende Massnahmen - eliminierbar. Indem der Strahlungssensor und die Mittel zur Orientierungserfassung in definierter Lagebeziehung zur Ausbringungseinheit stehen, kann aus der Kenntnis der Position des Strahlungssensors zur Referenzebene und der Kenntnis der Orientierung der Orientierungserfassungsmittel relativ zur Referenzebene die relative Lage der Einheit abgeleitet werden. Die erfindungsgemässe Ausbringungssteuereinheit kann anhand der Kenntnis dieser Lage Steueranweisungen für die Ausbringungseinheit - insbesondere zur Lage- oder Ausbringungskorrektur - bereitstellen. Eine relativ zum Referenzsignal erfasste Lage kann auch als Lage relativ zur durch das Signal festgelegten Referenzebene dargestellt werden.appropriate measures - eliminable. By having the radiation sensor and the means for orientation detection in a defined positional relationship with the application unit, the relative position of the unit can be derived from the knowledge of the position of the radiation sensor relative to the reference plane and the knowledge of the orientation of the orientation detection means relative to the reference plane. Based on the knowledge of this position, the application control unit according to the invention can provide control instructions for the application unit, in particular for position correction or application correction. A position detected relative to the reference signal can also be represented as a position relative to the reference plane defined by the signal.
Für ein Markiergerät zum Erzeugen von Markierlinien und/oder - flächen, wie einen Markierwagen zum Markieren von Sportfeldern, mit einer erfindungsgemässen Ausbringungssteuereinheit ist somit eine sehr hohe Markiergenauigkeit erreichbar, indem Position und Orientierung der Ausbringungseinheit gegenüber der Referenzebene genau feststellbar und gegebenenfalls kompensierbar sind. Ein Feststellen der Position und Orientierung der Ausbringungseinheit impliziert ein Feststellen von Position und Orientierung eines Auslasses für Markiersubstanz der Ausbringungseinheit und vice versa. Der Auslass ist mit der Ausbringungseinheit definiert verbunden oder in diese integriert, z.B. als Öffnung der Einheit.For a marking device for generating marking lines and / or surfaces, such as a marking trolley for marking sports fields, with a dispensing control unit according to the invention, a very high marking accuracy can thus be achieved in that the position and orientation of the dispensing unit relative to the reference plane can be precisely determined and optionally compensated. Determining the position and orientation of the application unit implies a determination of position and orientation of an outlet for marking substance of the application unit and vice versa. The outlet is definedly connected to or integrated with the application unit, e.g. as the opening of the unit.
Die Referenzebene oder mehrere Referenzebenen bzw. das oder die Referenzsignal/e, werden von einem Referenzstrahlgenerator, insbesondere einer Lasersendeeinheit, bereitgestellt. Der Referenzstrahlgenerator wird dabei vor Beginn des eigentlichen Markiervorgangs definiert positioniert
und ausgerichtet, sodass die vom Generator emittierte elektromagnetische Strahlung als - eine oder mehrere Referenzebene/n festlegende - Referenzstrahlung zur Führung des Geräts verfügbar ist. Im Allgemeinen erfolgt die Ausrichtung so, dass die Referenzebene vertikal auf der zu markierende Oberfläche steht.The reference plane or several reference planes or the reference signal (s) are provided by a reference beam generator, in particular a laser transmission unit. The reference beam generator is thereby defined defined before the start of the actual marking process and aligned such that the electromagnetic radiation emitted by the generator is available as reference radiation defining one or more reference planes / n for guiding the device. In general, the orientation is such that the reference plane is vertical on the surface to be marked.
Ein Markiergerät kann jedes bewegliche, insbesondere fahrbare, Gerät mit einer Ausbringungseinheit für Markiersubstanz darstellen. Insbesondere ist das Markiergerät als Markierwagen ausgebildet, welcher von einer Bedienperson geschoben oder aber extern gesteuert werden kann. Ebenso können ein Sitz und eine Steuereinrichtung für einen Fahrer vorgesehen sein. Vorzugsweise weist das Markiergerät einen Trägerwagen und Räder auf. Mit einem Radsensor, welcher z.B. die Umdrehungen der Räder pro Zeiteinheit und damit die Geschwindigkeit des Gefährts erfasst, kann ein weiterer Parameter bei der Steuerung, insbesondere bei der automatischen Steuerung, des Markiergeräts verwertet werden, was gegebenenfalls einer weiteren Steigerung der Markiergenauigkeit dient.A marking device can represent any movable, in particular mobile, device with a marking substance application unit. In particular, the marking device is designed as a marking cart, which can be pushed by an operator or externally controlled. Likewise, a seat and a control device may be provided for a driver. Preferably, the marking device has a carrier carriage and wheels. With a wheel sensor, which e.g. detects the revolutions of the wheels per unit time and thus the speed of the vehicle, a further parameter in the control, in particular in the automatic control, the marking can be utilized, which optionally serves a further increase in the marking accuracy.
Das Markiergerät weist ein Reservoir mit Markiersubstanz, sowie eine Verbindungs- und Übertragungseinrichtung zwischen Reservoir und Ausbringungseinheit auf. Derartige gattungsgemässe Markierkomponenten und übliche zum Markieren eingesetzte Elemente werden aber im Weiteren nicht oder nicht im Detail beschrieben.The marking device has a reservoir with marking substance, as well as a connection and transmission device between the reservoir and the application unit. However, such generic marking components and conventional elements used for marking are not described below or are not described in detail.
Die Ausbringungseinheit für Markiersubstanz ist mit einem Auslass für Markiersubstanz, beispielsweise einer Düse, ausgebildet, wobei Auslass und Ausbringungseinheit mittel- oder unmittelbar verbunden sein können. Die Markiersubstanz wird, im Allgemeinen mittels einer Pumpeinrichtung und einem Verbindungsschlauch, vom Reservoir zum Auslass transportiert
— —The marking substance application unit is provided with an outlet for marking substance, for example a nozzle, whereby the outlet and the application unit can be connected directly or indirectly. The marking substance is transported from the reservoir to the outlet, generally by means of a pump device and a connecting hose - -
und zum Markieren dort ausgelassen, insbesondere gesprüht. Die Markiersubstanz ist dabei vorzugsweise flüssig, kann aber auch ein Pulver sein bzw. feste Partikel, welche z.B. mittels der Düse zerstäubt werden und auf einer Oberfläche haften. Der Auslass kann weiters eine Verschliesseinrichtung aufweisen.and omitted there for marking, in particular sprayed. The marking substance is preferably liquid, but may also be a powder or solid particles, which may be e.g. be atomized by means of the nozzle and adhere to a surface. The outlet may further comprise a closure device.
Die Ausbringungseinheit ist vorzugsweise zum Anbringen am Wagen ausgebildet, insbesondere zum lösbaren Anbringen. Durch eine abnehmbare Ausbringungseinheit wird beispielsweise ein Reinigen derselben erleichtert. Weiters ist die Ausbringungseinheit mittel- oder unmittelbar lageverstellbar mit dem Markiergerät verbunden, sodass Position und Orientierung des Auslasses für Markiersubstanz gegenüber dem Markiergerät, z.B. einem Fahrgestell des Geräts, einstellbar sind. Dies kann z.B. mittels einer Aktuatorvorrichtung erreicht werden, welche eine definierte Verschiebung des Auslasses quer zur Fahrtrichtung- gegebenenfalls beidseitig - des Markiergeräts sowie eine definierte Verstellung/Verkippung des Auslasses um eine Längs- und Querachse des Geräts ermöglicht, beispielsweise mittels eines Gelenks mit zwei rotatorischen Freiheitsgraden.The application unit is preferably designed for attachment to the carriage, in particular for releasable attachment. By a removable application unit, for example, a cleaning of the same is facilitated. Furthermore, the application unit is directly or indirectly positionally connected to the marking device so that the position and orientation of the marking substance outlet relative to the marking device, e.g. a chassis of the device, are adjustable. This can e.g. can be achieved by means of an actuator device which allows a defined displacement of the outlet transversely to the direction of travel - optionally on both sides - of the marking and a defined adjustment / tilting of the outlet about a longitudinal and transverse axis of the device, for example by means of a joint with two rotational degrees of freedom.
Sind der Strahlungssensor zur Positions- und die Mittel zur Orientierungserfassung der Ausbringungssteuereinheit unmittelbar mit der Ausbringungseinheit verbunden, so wird die Anordnung der Ausbringungseinheit am Markiergerät insbesondere nach Kriterien der möglichst zuverlässigen und genauen Signalerfassung sowie Handlichkeit und Kompaktheit der Anordnung gewählt. Im Allgemeinen ist der Strahlungssensor zum Empfang des Referenzsignals vom Auslass versetzt angeordnet, um die Führung des Geräts um eine - das Referenzsignal erzeugende - Sendeeinheit zu erleichtern. Gegebenenfalls sind die verschiedenen Komponenten und das Markiergerät so ausgebildet, dass eine flexible Anordnung am Gerät möglich ist
- je nach Gegebenheiten der zu markierenden Umgebung. Ebenso können die Sensoren/Mittel in ihrer Position veränderbar sein. Beispielsweise ist ein Steuerprogramm einsetzbar, welches verschiedene Eingabeparameter berücksichtigt.If the radiation sensor for positioning and the means for orientation detection of the application control unit are directly connected to the application unit, the arrangement of the application unit is selected on the marking device in particular criteria of the most reliable and accurate signal detection and handling and compactness of the arrangement. In general, the radiation sensor for receiving the reference signal from the outlet is arranged offset in order to facilitate the guidance of the device by a - the reference signal generating - transmitting unit. Optionally, the various components and the marking device are designed so that a flexible arrangement on the device is possible - depending on the circumstances of the environment to be marked. Likewise, the sensors / means may be variable in position. For example, a control program can be used which takes into account various input parameters.
Die Lageeinstellung der Ausbringungseinheit erfolgt über die Ausbringungssteuereinheit, welche im Allgemeinen mehrere Komponenten umfasst. Durch entsprechendes Ausbilden, Anordnen und Zusammenschalten der Komponenten kann auch die Möglichkeit eines modulartiges Auf- oder Umrüstens der Ausbringungssteuereinheit vorgesehen werden. Die - im Allgemeinen mehreren - Komponenten stehen mit der Ausbringungseinheit in definierter Lagebeziehung, sodass mittels der Komponenten durchgeführte Positions- und Orientierungsbestimmungen eindeutig mit der Lage der Ausbringungseinheit verknüpfbar sind.The attitude adjustment of the application unit via the application control unit, which generally comprises several components. By correspondingly forming, arranging and interconnecting the components, it is also possible to provide for the possibility of a modular upgrading or upgrading of the application control unit. The - generally several - components are in a defined positional relationship with the application unit, so that position and orientation determinations carried out by means of the components can be unambiguously linked to the position of the application unit.
Der Strahlungssensor ist beispielsweise als lineare oder flächige Anordnung photosensitiver Bereiche, z.B. als CCD- Zeile oder CCD-Fläche, ausgebildet. Auf einem solchen sensitiven Bereich ist ein Referenz- oder Leitstrahl einer Sendeeinheit, insbesondere einer Lasersendeeinheit, detektierbar . Der detektierte Strahl ermöglicht das Feststellen der Sensorposition gegenüber dem Strahl und damit auch das Feststellen der Position der Ausbringungseinheit, welcher der Sensor zugeordnet ist. Der Leitstrahl legt dabei eine Referenzebene für den Markierungswagen derart fest, dass bei entsprechender Führung des Wagens an der Referenzebene eine korrekte Markierung entsteht.The radiation sensor is, for example, a linear or planar arrangement of photosensitive areas, e.g. as a CCD line or CCD area formed. On such a sensitive area, a reference or guide beam of a transmitting unit, in particular a laser transmitting unit, can be detected. The detected beam allows the detection of the sensor position relative to the beam and thus also the determination of the position of the application unit, which is associated with the sensor. The guide beam establishes a reference plane for the marking carriage such that, given appropriate guidance of the carriage at the reference plane, a correct marking is produced.
Der Strahlungssensor kann prinzipiell als optischer Detektor, wie als Photodetektor, Anordnung von Lasersensoren oder Bildaufnahmegerät, welcher die Möglichkeit des Empfangs des
Referenzsignals und Ableitens der Position desselben auf dem Detektor bereitstellt, ausgeführt sein.The radiation sensor can in principle be used as an optical detector, such as a photodetector, arrangement of laser sensors or image recording apparatus, which has the possibility of receiving the Reference signal and deriving the position thereof on the detector provides executed.
Erfindungsgemäss umfasst die Ausbringungssteuereinheit weiters Mittel zum Erfassen der Orientierung der Ausbringungseinheit gegenüber der Referenzebene. Ein Neigungserfassungsmittel kann ein - z.B. auf der Ausbringungseinheit angebrachter - auf der Wirkung der Schwerkraft beruhender ein - oder zweiachsiger Neigungssensor darstellen. Ebenso sind zwei Neigungssensoren einsetzbar. Alternativ ist der Strahlungssensor als die Mittel zum Erfassen der Orientierung ausbildbar, z.B. mit einer räumlichen Anordnung von Sensoren für elektromagnetische Strahlung, insbesondere Lasersensoren. Mit einer räumlichen Anordnung von Sensoren sind Position und Orientierung gegenüber einem empfangenen Referenzsignal feststellbar. Für eine solche Anordnung kann die Referenzebene beispielsweise auch nicht vertikal zur Boden-Markierebene, sondern schief auf diese ausgerichtet werden. Ebenso kann mit polarisierter Laserstrahlung und der Sensoranordnung zugeordnetem Polarisationsfilter gearbeitet werden.According to the invention, the application control unit further comprises means for detecting the orientation of the application unit relative to the reference plane. An inclination detecting means may be a - e.g. mounted on the application unit - based on the effect of gravity single or biaxial inclination sensor. Likewise, two inclination sensors can be used. Alternatively, the radiation sensor may be formed as the means for detecting the orientation, e.g. with a spatial arrangement of sensors for electromagnetic radiation, in particular laser sensors. With a spatial arrangement of sensors position and orientation relative to a received reference signal can be detected. For such an arrangement, the reference plane, for example, not vertically to the ground marking plane, but obliquely aligned to this. Likewise, it is possible to work with polarized laser radiation and the polarization filter associated with the sensor arrangement.
Der Ausbringungssteuereinheit ist im Allgemeinen eine Recheneinheit zugeordnet, mittels welcher die erfassten Lageparameter weiterverarbeitbar und gegebenenfalls ausgebbar sind. Die Recheneinheit kann in die Ausbringungssteuereinheit integriert sein und beispielsweise am oder im Gerät angeordnet sein. Ebenso kann die Recheneinheit als externe Komponente mit den Komponenten der Ausbringungssteuereinheit kommunizieren - z.B. anhand einer Verbindung über Kabel, oder einer kabellosen Verbindung.The output control unit is generally associated with a computing unit, by means of which the detected position parameters can be further processed and optionally output. The arithmetic unit may be integrated into the application control unit and arranged, for example, on or in the device. Likewise, the arithmetic unit may communicate as an external component with the components of the application control unit - e.g. using a connection via cable or a wireless connection.
Werden mittels der Ausbringungssteuereinheit Lageabweichungen der Ausbringungseinheit festgestellt, ergehen Steueranweisungen - mittel- oder unmittelbar - an die
- -If positional deviations of the application unit are detected by means of the application control unit, control instructions are issued - directly or indirectly - to the - -
Ausbringungseinheit bzw. wird die Ausbringungseinheit der festgestellten Abweichung entsprechend gesteuert. Die Steuerung kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Beispielsweise wird bei einer Lageabweichung das Auslassen der Markiersubstanz gestoppt, die Lage korrigiert und erst dann Markiersubstanz weiter ausgelassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausbringung der Markiersubstanz - gegebenenfalls zur Korrektur von Abweichungen - geregelt werden, beispielsweise indem Auslassparameter, wie Richtung oder Geschwindigkeit der ausgelassenen Substanz, steuerbar sind. Z.B. kann die Ausbringungssteuerung eine Druckregelung einer Pumpeinrichtung betreffen.Application unit or the application unit of the identified deviation is controlled accordingly. The control can be done in different ways. For example, in the event of a positional deviation, the omission of the marking substance is stopped, the position corrected and only then marking substance is left out. Alternatively or additionally, the application of the marking substance - optionally to correct deviations - be regulated, for example by exhaust parameters, such as direction or speed of the discharged substance, are controllable. For example, For example, the application controller may relate to pressure regulation of a pump device.
Die Steuerung kann auch derart erfolgen, dass festgestellte Abweichungen ohne Unterbrechung der Markierarbeit fortlaufend durch entsprechende Steuerung der Ausbringungseinheit korrigiert werden, solange bestimmte Grenzwerte nicht überschritten werden. Liegen die Abweichungen ausserhalb eines vorgegebenen Toleranzintervalls, wird der Markiervorgang unterbrochen. Zum Anhalten des Markiervorgangs, d.h. des Austritts der Markiersubstanz, kann mittels der Ausbringungssteuereinheit - bzw. gegebenenfalls auch manuell - eine entsprechende Stoppfunktion aktiviert werden. Bei Aktivierung wird der Transport der Markiersubstanz zum Auslass unterbrochen, z.B. wird die Pumpeinrichtung ausgeschaltet und/oder der Auslass verschlossen bzw. die Verbindung zum Reservoir unterbrochen.The control can also take place in such a way that ascertained deviations are continuously corrected without interrupting the marking work by appropriate control of the application unit as long as certain limit values are not exceeded. If the deviations lie outside a specified tolerance interval, the marking process is interrupted. To stop the marking operation, i. the exit of the marking substance, by means of the application control unit - or optionally also manually - a corresponding stop function can be activated. When activated, the transport of the marking substance to the outlet is interrupted, e.g. the pumping device is switched off and / or the outlet is closed or the connection to the reservoir is interrupted.
Nach entsprechender - automatischer oder manueller Kompensation der Abweichung kann mit dem Markieren fortgefahren werden.After appropriate - automatic or manual compensation of the deviation can continue with the marking.
Weitere Ausführungen zur Steuerung eines Markiergeräts bzw. der Komponenten eines Markiergeräts sind beispielsweise in der
- -Further embodiments for controlling a marking device or the components of a marking device are, for example, in - -
britischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 0417517.0 zu finden.to find British patent application with the application number 0417517.0.
Das Feststellen der Abweichung kann - durch mechanische, optische oder akustische Mittel - angezeigt werden.The detection of the deviation can be indicated by mechanical, optical or acoustic means.
Selbstverständlich ist nicht nur das Feststellen derOf course, not only the detection of
Abweichung anzeigbar, sondern ebenso die aktuelle Position undDeviation displayable, but also the current position and
Orientierung des Auslasses. Die detektierten - und ggf. verarbeiteten - Werte können beispielsweise auf einem Monitor der Bedienperson dargestellt werden.Orientation of the outlet. The detected - and possibly processed - values can be displayed for example on a monitor of the operator.
Die erfindungsgemässe Ausbringungssteuereinheit sowie erfindungsgemässe Markiergeräte werden nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen rein beispielhaft näher beschrieben. Im Einzelnen zeigenThe inventive application control unit and marking devices according to the invention are described below purely by way of example with reference to exemplary embodiments shown schematically in the drawings. Show in detail
Fig. IA die Darstellung eines Markiervorgangs mit einem erfindungsgemässen Markierwagen beim Markieren eines Fussballfeldes,1A the representation of a marking process with a marking trolley according to the invention when marking a soccer field,
Fig. IB eine weitere Darstellung eines Markiervorgangs,FIG. 1B shows a further illustration of a marking process, FIG.
Fig. 2A eine - Leitstrahlen erzeugende - Lasersende- einheit,2A shows a laser transmitting unit, which generates guide beams,
Fig. 2B schematisch eine Lasersendeeinheit, die durch2B schematically shows a laser transmitting unit, which
Referenzsignale eine Referenzebene aufspannt und eine erfindungsgemässe Ausbringunssteuer- einheit zum Erfassen der Lage einerReference signals spans a reference plane and an inventive Ausbringunssteuer- unit for detecting the position of a
Ausbringungseinheit relativ zur Referenzebene,Application unit relative to the reference plane,
Fig. 3A, 3B zwei Ausführungsformen erfindungsgemässerFig. 3A, 3B two embodiments according to the invention
Markiergeräte,
- -Marking, - -
Fig. 3C eine Anzeigevorrichtung mit drei Anzeigelampen und zwei Schaltern,3C is a display device with three indicator lights and two switches,
Fig. 3D,3D zwei weitere Ausführungsformen erfindungsgemässer Markiergeräte,3D, 3D two further embodiments of marking devices according to the invention,
Fig. 4A eine Ausführungsform einer Aktuatorvorrichtung mit optischem Detektor und Neigungssensor,4A shows an embodiment of an actuator device with optical detector and inclination sensor,
Fig. 4B eine weitere Ausführungsform einer Aktuatorvorrichtung,4B shows a further embodiment of an actuator device,
Fig. 5 eine skizzenhafte Darstellung zur Erläuterung der Funktion der erfindungsgemässenFig. 5 is a sketch-like representation for explaining the function of the inventive
AusbringungsSteuereinheit,Application control unit,
Fig. 6A-6D vier Ausführungsformen von Strahlungssensoren einer erfindungsgemässen Ausbringungssteuereinheit.FIGS. 6A-6D show four embodiments of radiation sensors of an application control unit according to the invention.
In Figur IA ist ein Markiervorgang mit einem erfindungsgemässen mobilen Markierwagen Wl bildlich dargestellt. Gezeigt ist in Draufsicht ein zu markierendes Sportfeld SF - hier ein Fussballfeld - und der Markierwagen Wl beim Erzeugen bodengebundener Markierungen M. Die zu markierenden Linien sind angedeutet, fest durchgezogene Linien stellen bereits markierte Linien dar. Der Markierwagen Wl wird hier extern angesteuert, beispielsweise von einer mit dem Wagen kommunizierenden Recheneinheit.FIG. 1A depicts a marking process with a mobile marking cart Wl according to the invention. Shown is a top view to be marked sports field SF - here a football field - and the marking Wl when generating ground-based markers M. The lines to be marked are indicated, solid lines represent already marked lines. The marking Wl is externally controlled, for example a computing unit communicating with the car.
Zum Bereitstellen eines Referenzsignals als „Führungssignal" für den Markierwagen Wl ist eine Lasersendeeinheit Ll mittels einer Trägerplatte T in einer Ecke des Feldes fix positioniert, welche Lasersendeeinheit Ll zwei fächerförmig
- -To provide a reference signal as a "guide signal" for the marking wagon Wl, a laser transmitting unit Ll is fixedly positioned by means of a carrier plate T in a corner of the field, which laser transmitting unit Ll two fan-shaped - -
aufgeweitete Leitstrahlen als elektromagnetische Referenzsignale RS, RS' bereitstellt. Die Lasersendeeinheit Ll umfasst einen Laser zur Emission von Laserstrahlung, einen Strahlaufweiter zur Erzeugung eines Strahlungsfächers und eine weitere optische Komponente - z.B. ein Pentaprisma - zum Aufspalten des Fächers in zwei Teilfächer. Die Sendeeinheit ist derart positioniert und ausgerichtet, dass die Leitstrahlen zwei auf die zu markierende Oberfläche - das Fussballfeld - vertikale Referenzebenen aufspannen, wobei die Referenzebenen zum Festlegen der Markierungslinien dienen - das Feld wird mittels der Sendeeinheit sozusagen optisch abgesteckt .expanded guide beams as electromagnetic reference signals RS, RS 'provides. The laser transmission unit Ll comprises a laser for emitting laser radiation, a beam expander for generating a radiation fan and a further optical component - e.g. a pentaprism - for splitting the fan into two part compartments. The transmitting unit is positioned and aligned in such a way that the guiding beams span two vertical reference planes on the surface to be marked - the football field - the reference planes serve to define the marking lines - the field is optically disconnected by means of the transmitting unit.
Der Markierwagen Wl weist eine Ausbringungseinheit Ia für Markiersubstanz auf, sowie ein - nicht dargestelltesThe marking cart Wl has an application unit 1a for marking substance, as well as a - not shown
Markiersubstanz-Reservoir. Durch einen Auslass der Ausbringungseinheit Ia wird die Substanz auf das Feld ausgelassen. Die Ausbildung der Ausbringungseinheit Ia ist erfindungsgemäss derart, dass ihre Lage und damit die Lage des Auslasses definiert einstellbar ist. Die Einstellung erfolgt nach Anweisungen einer erfindungsgemässen Ausbringungssteuereinheit .Marking substance reservoir. Through an outlet of the application unit Ia, the substance is discharged to the field. The design of the application unit Ia according to the invention such that their position and thus the position of the outlet is defined adjustable. The adjustment takes place according to instructions of an application control unit according to the invention.
Diese Ausbringungssteuereinheit umfasst einen Strahlungssensor 2 zum Empfang des jeweiligen Referenzsignals, sodass über die empfangene Signalposition auf dem Strahlungssensor 2 dessen relative Lage und daraus abgeleitet die Position des Markierwagens relativ zur entsprechenden Referenzebene feststellbar ist. Hierbei sind die Ausbringungssteuereinheit und der Strahlungssensor 2 auf dem Markierwagen Wl anbringbar und werden mit diesem und der Ausbringungseinheit Ia mitbewegt, so dass die Sensorfläche des Strahlungssensors 2 so bewegt wird, dass diese stets den Leitstrahl erfasst und sich an diesem entlang tastet. Weiters
ist der Ausbringungssteuereinheit ein zweiachsiger Neigungssensor 6 zum Feststellen zweier Neigungswinkel der Ausbringungseinheit zugeordnet. Strahlungssensor 2 und Neigungssensor 6 sind mit der Ausbringungseinheit Ia fest verbunden. Damit kann aus einer Verknüpfung der Sensorsignale die Lage des Strahlungssensors 2 bzw. der zugeordneten Ausbringungseinheit relativ zur Referenzebene bestimmt werden. Bei Feststellen einer Abweichung von der durch die Referenzebene vorgegebenen Lage stellt die erfindungsgemässe Ausbringungssteuereinheit entsprechende Steueranweisungen für die Ausbringungseinheit Ia bereit. Diese Steueranweisungen können gegebenenfalls ein Anhalten des Markiervorgangs bewirken. Insbesondere erfolgt über die Steueranweisungen aber eine Lagekorrektur der Ausbringungseinheit Ia. Damit ist ein schnelles und sehr genaues Markieren des Sportfeldes möglich.This application control unit comprises a radiation sensor 2 for receiving the respective reference signal, so that via the received signal position on the radiation sensor 2 its relative position and derived therefrom the position of the marking carriage relative to the corresponding reference plane can be determined. Here, the application control unit and the radiation sensor 2 can be mounted on the marking cart Wl and are moved with this and the application unit Ia, so that the sensor surface of the radiation sensor 2 is moved so that it always detects the guide beam and scans along it. Furthermore, the output control unit is associated with a biaxial inclination sensor 6 for detecting two inclination angles of the application unit. Radiation sensor 2 and tilt sensor 6 are fixedly connected to the application unit Ia. Thus, the position of the radiation sensor 2 or the associated application unit relative to the reference plane can be determined from a combination of the sensor signals. Upon detection of a deviation from the predetermined by the reference plane position, the inventive application control unit provides appropriate control instructions for the application unit Ia. If necessary, these control statements can cause the marking process to stop. In particular, however, a position correction of the application unit Ia takes place via the control instructions. This makes a fast and very accurate marking of the sports field possible.
In Figur IB ist ein Markierfahrzeug W2 wiederum beim Erzeugen bodengebundener Markierungen M' dargestellt. Das Fahrzeug ist zum Führen durch eine Bedienperson ausgebildet. Weiters ist am Fahrzeug ein Anzeigemodul 7 mit mehreren Anzeigelampen 7' angeordnet. Drei Anzeigelampen 1' sind zur Anzeige der Position der Ausbringungseinheit Ib für Markiersubstanz relativ zu von einem Lasersender L2 emittierter Laserstrahlung ausgebildet, zwei Anzeigelampen 7' zur Anzeige der Orientierung der Ausbringungseinheit Ib relativ zur Laserstrahlung. Die Position gegenüber den Laserstrahlen wird mittels eines Laserempfängers erfasst, Werte zur Orientierungsbestimmung mittels eines Neigungsindikators. Laserempfänger und Neigungsindikator sind in einem gemeinsamen Gehäuse G untergebracht und auf einer Verbindungskomponente V zwischen Markierfahrzeug W2 und Ausbringungseinheit Ib angebracht .
- -In FIG. 1B, a marking vehicle W2 is again shown producing ground-based markings M '. The vehicle is designed for guidance by an operator. Furthermore, a display module 7 with a plurality of indicator lamps 7 'is arranged on the vehicle. Three indicator lamps 1 'are configured to indicate the position of the marking substance application unit Ib relative to laser radiation emitted by a laser transmitter L2, two indicator lamps 7' to indicate the orientation of the application unit Ib relative to the laser radiation. The position relative to the laser beams is detected by means of a laser receiver, values for orientation determination by means of a tilt indicator. Laser receiver and inclination indicator are housed in a common housing G and mounted on a connection component V between the marking vehicle W2 and application unit Ib. - -
Die Vorgabe der zu markierenden Linien erfolgt mittels des Lasersenders L2. Dieser ist wiederum in der Ecke eines Feldes angeordnet und legt anhand der in zwei Referenzsignale RS'', RS''' aufgespaltenen Laserstrahlung zwei Referenzebenen fest. Die Strahlungsemission erfolgt unter einem vordefinierten Winkel - hier 90°. Weiters ist am dem Lasersender L2 gegenüberliegenden Ende des Feldes eine Reflektoreinheit R angeordnet. Die Reflektoreinheit R ist zum korrekten Ausrichten des Lasersenders L2 vor Beginn der Markierungsarbeiten verwendbar. Eine alternative bzw. zusätzliche Verwendungsmöglichkeit von Reflektoreinheiten stellt - mit entsprechender Ausbildung und Anordnung - der Einsatz derselben zum optischen „Abstecken" des gesamten Feldes dar. Mit ausrichtbaren Reflektoreinheiten können so verschiedenste Linien und/oder Flächen abgesteckt und mit einem Markiergerät abgefahren werden.The specification of the lines to be marked by means of the laser transmitter L2. This is in turn arranged in the corner of a field and establishes two reference planes on the basis of the laser radiation split into two reference signals RS '', RS '' '. The radiation emission occurs at a predefined angle - here 90 °. Furthermore, a reflector unit R is arranged on the laser transmitter L2 opposite end of the field. The reflector unit R is usable for correct alignment of the laser transmitter L2 before the start of the marking work. An alternative or additional use of reflector units represents - with appropriate training and arrangement - the use of the same for the optical "staking" of the entire field. With alignable reflector units so different lines and / or surfaces can be staked and traveled with a marker.
Die Führung des Markierfahrzeugs W2 erfolgt an den Referenzsignalen RS' ' , RS' ' ' und der optische Verbindung über den Laserempfänger - derselben zum Fahrzeug. Zur Markierung einer Linie muss das Markierfahrzeug W2 so geführt werden, dass der Laserempfänger die Signale empfangen kann. Die Markierungslinie und die durch das Signal festgelegte Linie bzw. Ebene sind aufgrund der versetzten Anordnung von Empfänger und Auslass nicht deckungsgleich. Anhand der Ausgaben von Laserempfänger und Neigungsindikator werden der Bedienperson Abweichungen der Lage der Ausbringungseinheit Ib von einer durch die Referenzebenen, welche Referenzebenen anhand der Referenzsignale RS'', RS''' festgelegt sind, vorgegebenen Lage angezeigt. Die Bedienperson kann dann die entsprechenden Korrekturen durchführen, bzw. es können Korrekturen natürlich auch über eine automatische Steuerung erfolgen.
Figur 2A zeigt die Darstellung einer Lasersendeeinheit L3 zur Erzeugung von Referenzstrahlen/Leitstrahlen LS als Referenzsignale. Mittels der Lasersendeeinheit L3 werden zwei - jeweils eine Referenzebene aufspannende - Leitstrahlenbündel unter einem vordefinierten Winkel - hier 90° - emittiert. Die Lasersendeeinheit L3 weist eine gegenüber der Markier- Oberfläche festlegbare Basisplatte B auf. Die Basisplatte B selbst kann zur Grobjustierung bezüglich der Oberfläche verstellbar ausgebildet sein. Auf der Basisplatte B ist eine Laserdiode, mit Strahlführungsmitteln zur Emission der Leitstrahlung verstellbar angeordnet. Die emittierte Strahlung weist einen asymmetrischen, hier elliptischen, Strahlquerschnitt auf.The guidance of the marking vehicle W2 takes place at the reference signals RS '', RS '''and the optical connection via the laser receiver - the same to the vehicle. To mark a line, the marking vehicle W2 must be guided so that the laser receiver can receive the signals. The marking line and the line or plane defined by the signal are not congruent due to the offset arrangement of receiver and outlet. On the basis of the outputs of laser receiver and inclination indicator, the operator is informed of deviations in the position of the application unit 1 b from a position predetermined by the reference planes, which reference planes are determined on the basis of the reference signals RS ", RS '". The operator can then make the appropriate corrections, or corrections can of course also be made via an automatic control. FIG. 2A shows the illustration of a laser transmission unit L3 for generating reference beams / guide beams LS as reference signals. By means of the laser transmitting unit L3 two - each a reference plane spanning - guiding light beam at a predefined angle - here 90 ° - emitted. The laser transmission unit L3 has a base plate B which can be fixed relative to the marking surface. The base plate B itself can be designed to be coarse adjustment with respect to the surface adjustable. On the base plate B is a laser diode, arranged with beam guiding means for emission of the conductive radiation adjustable. The emitted radiation has an asymmetric, here elliptical, beam cross-section.
In Figur 2B ist wiederum die Darstellung einer Sendeeinheit L4 bei der Emission elektromagnetischer Strahlung als Leitstrahlen gezeigt. Die Leitstrahlen legen eine fächerförmige Referenzebene RE fest. Mittel zum Erfassen der Orientierung der Ausbringungssteuereinheit leiten die Orientierung oder Stellung eines Laserdetektors 2' als Strahlungssensor relativ zur Referenzebene RE ab. Mittels einer erfindungsgemässen Ausbringungssteuereinheit mit Laserdetektor 2' und Neigungssensor 6' wird somit über die Bestimmung der Lage des Laserdetektors 2' gegenüber der Referenzebene RE auch die relative Position einer Ausbringungseinheit Ic für Markiersubstanz sowie die Neigung um die Längs- und Querachse LA, QA der Ebene ermittelt. Entsprechend der festgestellten Relativlage der Ausbringungseinheit Ic werden von der Ausbringungssteuereinheit Steueranweisungen zur Lageeinstellung der Ausbringungseinheit Ic generiert, wobei die Lage anhand einer Aktuatorvorrichtung 8 entsprechend verstellbar ist.
— -FIG. 2B once again shows the representation of a transmission unit L4 in the emission of electromagnetic radiation as guide beams. The guide beams define a fan-shaped reference plane RE. Means for detecting the orientation of the application control unit derive the orientation or position of a laser detector 2 'as a radiation sensor relative to the reference plane RE. By means of an inventive application control unit with laser detector 2 'and inclination sensor 6' is thus on the determination of the position of the laser detector 2 'with respect to the reference plane RE, the relative position of a application unit Ic for Markiersubstanz and the inclination about the longitudinal and transverse axis LA, QA of the plane determined. According to the determined relative position of the application unit Ic, control instructions for position adjustment of the application unit Ic are generated by the application control unit, the position being correspondingly adjustable by means of an actuator device 8. - -
Figur 3A zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Markierwagens W3 mit vorderseitig am Wagen angeordneter Ausbringungseinheit Id für Markiersubstanz, wobei die Anordnung lageverstellbar auf einer Schiene S am Wagen ausgeführt ist. Durch eine Öffnung der Ausbringungseinheit Id wird die Substanz auf eine Bearbeitungsfläche ausgelassen. Mit der Ausbringungseinheit Id ist ein Sensor für elektromagnetische Strahlung einer erfindungsgemässen Ausbringungssteuereinheit fest verbunden. Als Sensor ist eine räumliche Anordnung von Lasersensoren 5 eingesetzt, mittels welcher räumlichen Anordnung von Sensoren ein Referenzsignal detektiert und die Lage der Ausbringungseinheit Ic relativ zu der durch das Referenzsignal definierten Referenzebene bestimmt werden kann. Festgestellte Lageabweichungen von der Referenzebene sind durch entsprechende Verstellung der Ausbringungseinheit Id und damit der Öffnung kompensierbar. Die Verstellung umfasst dabei die Möglichkeiten der Verschiebung quer zur Fahrtrichtung sowie der Verkippung der Ausbringungseinheit Id um eine Längs- und eine Querachse. Die Verstellungen zur Kompensation von Lageabweichungen sind anhand mechanischer Komponenten manuell oder anhand elektronischer Komponenten automatisiert durchführbar.FIG. 3A shows a first exemplary embodiment of a marking carriage W3 with an application unit Id for marking substance arranged on the front side of the carriage, the arrangement being configured so as to be adjustable in position on a rail S on the carriage. Through an opening of the application unit Id, the substance is discharged onto a processing surface. With the application unit Id, a sensor for electromagnetic radiation of an inventive application control unit is firmly connected. The sensor used is a spatial arrangement of laser sensors 5, by means of which spatial arrangement of sensors a reference signal can be detected and the position of the application unit Ic relative to the reference plane defined by the reference signal can be determined. Detected position deviations from the reference plane can be compensated by appropriate adjustment of the application unit Id and thus the opening. The adjustment encompasses the possibilities of displacement transversely to the direction of travel and the tilting of the application unit Id about a longitudinal and a transverse axis. The adjustments for compensating for positional deviations can be carried out automatically using mechanical components manually or using electronic components.
Figur 3B zeigt in Draufsicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines Markierwagens W4 mit am Trägerwagen T vorderseitig angebrachter Ausbringungseinheit Ie. Der Wagen ist mit einer erfindungsgemässen Ausbringungssteuereinheit ausgestattet. Handelsübliche „Basis-Fahrzeuge" können beispielsweise mit verstellbarer erfindungsgemässer Ausbringungseinheit und erfindungsgemässer Ausbringungssteuereinheit aufgerüstet werden. Der Ausbringungssteuereinheit sind ein Positions- und ein Neigungsmesser zugeordnet. Der Positionsmesser ist als lineare Anordnung von Photodioden 3 - Diodenzeile ausgebildet, der Neigungsmesser als schwerkraftgesteuerter
zweiachsiger Neigungssensor 6' . Angeordnet sind Positions- und Neigungsmesser auf der Ausbringungseinheit Ie des Wagens. Eine Neigung derselben gegenüber einer festgelegten Referenzebene um eine Längsachse (Achse in Fahrtrichtung) und eine dazu senkrechte Querachse ist mittels des Neigungssensors 6' bestimmbar. Der Positionsmesser ermittelt wiederum die Position der Ausbringungseinheit gegenüber der Referenzebene. Von der Ausbringungssteuereinheit erfasste Abweichungen von - durch die Referenzebene definierten - Sollwerten für die Position und Orientierung der Ausbringungseinheit Ie werden kompensiert, indem die Ausbringungseinheit Ie in Position und Orientierung entsprechend verstellt wird. Eine seitliche Lateralbewegung der Einheit wird hierbei über eine Führung F am Markierwagen W4 ermöglicht, eine Winkeleinstellung der Einheit ist anhand einer nicht dargestellten Gelenk-Kopplung durchführbar. Wird ein - zuvor festgelegter - Grenzwert für die jeweilige Abweichung erreicht, erfolgen eine Erkennung mittels der Ausbringungssteuereinheit, sowie ein Steuerbefehl zum Anhalten des Markiervorgangs. Der Steuerbefehl kann - z.B. mit Hilfe entsprechender Elektronik - ein automatisches sofortiges Anhalten der Markierung, beispielsweise durch automatisches Anhalten einer Pumpe, bewirken, oder aber die Weitergabe der Information an eine Bedienperson, die dann die weiteren Massnahmen trifft.FIG. 3B shows a plan view of a second exemplary embodiment of a marking cart W4 with an application unit Ie mounted on the carrier cart T on the front side. The carriage is equipped with an inventive application control unit. Commercially available "base vehicles" can be upgraded, for example, with an adjustable application unit according to the invention and an application control unit according to the invention The position controller is designed as a linear arrangement of photodiodes 3-diode array, the inclinometer as gravity-controlled two-axis tilt sensor 6 '. Arranged are position and inclinometer on the application unit Ie of the car. An inclination thereof with respect to a fixed reference plane about a longitudinal axis (axis in the direction of travel) and a transverse axis perpendicular thereto can be determined by means of the inclination sensor 6 '. The position indicator in turn determines the position of the application unit relative to the reference plane. Deviations from setpoint values for the position and orientation of the application unit Ie detected by the application control unit are compensated for by adjusting the application unit Ie correspondingly in position and orientation. A lateral lateral movement of the unit is in this case made possible via a guide F on the marking wagon W4, an angular adjustment of the unit can be carried out by means of a joint coupling, not shown. If a predetermined limit for the respective deviation is reached, detection takes place by means of the application control unit, as well as a control command for stopping the marking process. The control command can - for example by means of appropriate electronics - an automatic immediate stopping of the mark, for example by automatically stopping a pump, cause, or the disclosure of information to an operator who then takes the other measures.
In Figur 3C ist eine Anzeigevorrichtung 9 für ein erfindungsgemässes Markiergerät dargestellt. Drei Anzeigelampen visualisieren Positionsstellungen der Ausbringungseinheit für Markiersubstanz des Geräts. Leuchtet die mittlere Lampe 9a - beispielsweise grün - so befindet sich die Ausbringungseinheit in der vorgesehenen Position. Das Aufleuchten der rechten oder linken Lampe 9b, 9c - z.B. gelb - indiziert eine Abweichung nach rechts oder links von der vorgesehenen Position. Für Einstellungen des Geräts ist der
- -FIG. 3C shows a display device 9 for a marking device according to the invention. Three indicator lights indicate the position of the marking substance application unit of the device. If the middle lamp 9a - for example green - illuminates, then the application unit is in the intended position. The illumination of the right or left lamp 9b, 9c - eg yellow - indicates a deviation to the right or left of the intended position. For settings of the device is the - -
erste Schalter 10 vorgesehen - damit sind beispielsweise Funktionen wie automatischer Betrieb, Parkstellung oder Reinigungsstellung für das Gerät wählbar. Mit dem zweiten Schalter 10' ist eine Pumpe zum Transport der Markiersubstanz ein- und ausschaltbar. In dieser Ausführungsform ist eine Anzeigevorrichtung mit drei Positions-Anzeigelampen gezeigt. Vorzugsweise sind ebenfalls Indikatoren zum Anzeigen der Orientierung der Ausbringungseinheit auf einer Anzeigevorrichtung vorsehbar. Diese Ausführungsform der Anzeigevorrichtung 9 ist rein beispielhaft.provided first switch 10 - thus, for example, functions such as automatic operation, parking position or cleaning position for the device can be selected. With the second switch 10 'is a pump for transporting the marking substance on and off. In this embodiment, a display device with three position indicator lamps is shown. Preferably, indicators for indicating the orientation of the application unit can also be provided on a display device. This embodiment of the display device 9 is purely exemplary.
In Figur 3D dargestellt ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines Markierwagens W5 mit seitlich am Wagen angeordneter erfindungsgemässer Ausbringungseinheit If und erfindungs- gemässer Ausbringungssteuereinheit. Ausbringungseinheit If und -Steuereinheit sind so ausgebildet, dass sie einfach an den Wagen anschliessbar sind. So können diese Teile auch als Module für handelsübliche Geräte bereitgestellt werden. Die Ausbringungssteuereinheit weist folgende Komponenten auf: einen CCD-Flächenarray 4 als optischen Detektor und einen Neigungssensor 6' ' , welche mit der Ausbringungseinheit If verbunden sind, eine Aktuatorvorrichtung 8' zur Lageeinstellung der Ausbringungseinheit If, sowie ein Gehäuse mit einer Elektronik E zur Verarbeitung der Detektor- /Sensorausgaben und Bereitstellung von Anweisungen zur Steuerung der Lageeinstellung der Ausbringungseinheit If. Der Neigungssensor 6' ' ist direkt über dem Auslass der Ausbringungseinheit If angeordnet. CCD-Flächenarray 4 und Neigungssensor 6' ' dienen - analog zu obigen Ausführungen - der Relativlage-Bestimmung. Mittels der Elektronik werden erfasste Lagewerte in Bezug auf Referenzwerte ausgewertet und gegebenenfalls Kompensationswerte ermittelt und bereitgestellt. Im Falle von Abweichungen der Lagewerte von den Referenzwerten erfolgt über die Elektronik E und die
- -Shown in FIG. 3D is a third exemplary embodiment of a marking trolley W5 with an application unit If according to the invention arranged at the side of the trolley and an application control unit according to the invention. Application unit If and control unit are designed so that they can be easily connected to the car. So these parts can also be provided as modules for commercially available devices. The application control unit has the following components: a CCD area array 4 as an optical detector and a tilt sensor 6 "connected to the application unit If, an actuator device 8 'for attitude adjustment of the application unit If, and a housing having electronics E for processing the Detector / sensor outputs and providing instructions for controlling the attitude of the application unit If. The inclination sensor 6 "is disposed directly above the outlet of the application unit If. CCD area array 4 and tilt sensor 6 '' are used - analogous to the above - the relative position determination. By means of the electronics, detected position values with respect to reference values are evaluated and, if necessary, compensation values are determined and provided. In the case of deviations of the position values from the reference values via the electronics E and the - -
Aktuatorvorrichtung 8' eine Lageveränderung der Ausbringungseinheit If anhand der Kompensationswerte. Gegebenenfalls erfolgt auch ein Anhalten - und Wiederaufnehmen - des Markiervorgangs. Mit dem Ausrichten des Markierwagens W5 beim Markieren von Oberflächen an einer vordefinierten Referenzebene ist somit der Markiervorgang mit hoher Genauigkeit automatisiert durchführbar.Actuator 8 'a change in position of the application unit If based on the compensation values. If necessary, also a stop - and resumption - of the marking process. By aligning the marking trolley W5 when marking surfaces on a predefined reference plane, the marking process can thus be carried out automatically with high accuracy.
Der als drittes Ausführungsbeispiel in Figur 3E dargestellte Markierwagen W6 aus Figur 3E weist ebenfalls einen seitlichen Auslass für Markiersubstanz auf. Mit dem möglichst nahe am Auslass angeordneten dreidimensionalen CCD 5' sind Positionsund Orientierungs-Parameter gegenüber einer optischen Referenzebene bestimmbar. Vorteilhaft kann für eine derartige Ausführung des Markierwagens W6 eine geneigte Ebene als Referenzebene bereitgestellt werden. Der Auslass ist über ein schieb- und kippbar gelagertes Verbindungselement V der Ausbringungseinheit Ig lageverstellbar. Der Markierwagen W6 ist weiters mit einem Radsensor S zur Bereitstellung von Messwerten zur Kontrolle und Steuerung der Fahrgeschwindigkeit ausgestattet .The marking trolley W6 from FIG. 3E, shown as a third exemplary embodiment in FIG. 3E, likewise has a lateral outlet for marking substance. With the three-dimensional CCD 5 'arranged as close as possible to the outlet, positional and orientation parameters can be determined relative to an optical reference plane. Advantageously, an inclined plane can be provided as a reference plane for such an embodiment of the marking trolley W6. The outlet can be adjusted in position via a connecting element V of the application unit Ig mounted in a slidable and tiltable manner. The marking wagon W6 is further equipped with a wheel sensor S for providing measured values for controlling and controlling the driving speed.
Figur 4A zeigt die Darstellung gekoppelter Komponenten einer erfindungsgemässen Ausbringungssteuereinheit. Eine Ausbringungseinheit Ih für Markiersubstanz ist mittels einer Aktuatorvorrichtung 8'' lageverstellbar ausgeführt. Die Aktuatorvorrichtung 8'' umfasst ein Vierkantrohr 11 und eine im Vierkantrohr 11 gelagerte Linearachse 12, wobei die Linearachse 12 über einen Motor seitlich verschiebbar ist. Der Motor ist in einem Gehäuse G' untergebracht, in welchem sich ausserdem noch mehrere elektronische Komponenten befinden. Weiters umfasst die Aktuatorvorrichtung 8'' eine gelenkige Kopplung 13, welche eine definierte Einstellung der Ausbringungseinheit um eine Längs- und Querachse LA', QA'
- -FIG. 4A shows the representation of coupled components of an application control unit according to the invention. An application unit Ih for marking substance is designed adjustable in position by means of an actuator device 8 ". The actuator device 8 '' comprises a square tube 11 and a linear axis 12 mounted in the square tube 11, wherein the linear axis 12 is laterally displaceable via a motor. The motor is housed in a housing G ', in which there are also several electronic components. Furthermore, the actuator device 8 "comprises an articulated coupling 13, which has a defined adjustment of the application unit about a longitudinal and transverse axis LA ', QA'. - -
ermöglicht. Eine - hier auf der Linearachse 12 angeordnete - zweidimensionale Anordnung photosensitiver Bereiche 4' als Strahlungsdetektor stellt ein Signal bezüglich einer Relativposition der mit der Linearachse 12 fest verbundenen Ausbringungseinheit Ih bereit. Mittels eines auf der Ausbringungseinheit Ih angebrachten Neigungssensors 6' ' ' ist eine Relativ-Orientierung der Ausbringungseinheit Ih feststellbar. Mittels der elektronischen Komponenten der Ausbringungssteuereinheit werden die erfassten Positions- und Orientierungssignale verarbeitet und entsprechende Steueranweisungen aus- oder weitergegeben. So wird bei Feststellen von Abweichungen der Ausbringungseinheit Ih aus einer vorgegebenen Lage die Aktuatorvorrichtung 8'' derart gesteuert, dass die Lageabweichungen kompensiert werden.allows. A - arranged here on the linear axis 12 - two-dimensional arrangement of photosensitive areas 4 'as a radiation detector provides a signal with respect to a relative position of the fixedly connected to the linear axis 12 application unit Ih. A relative orientation of the application unit Ih can be determined by means of a tilt sensor 6 '"mounted on the application unit Ih. By means of the electronic components of the application control unit, the detected position and orientation signals are processed and corresponding control instructions are output or forwarded. Thus, upon detection of deviations of the application unit Ih from a predetermined position, the actuator device 8 "is controlled such that the position deviations are compensated.
In Figur 4B ist ein Schnitt durch eine Ausbringungseinheit Ii mit Aktuatorvorrichtung 8''' dargestellt. In einem Vierkantrohr 11' der Aktuatorvorrichtung 8' ' ' befindet sich ein Längslager 14 mit Zahnstangen-Antrieb. Mittels des Zahnstangen-Antriebs ist eine Linearachse 12' der Aktuatorvorrichtung 8' ' ' verschiebbar. Ein Gelenk 13' mit zwei rotatorischen Freiheitsgraden ermöglicht die Orientierungseinstellung der Ausbringungseinheit Ii. Weiters weist die Aktuatorvorrichtung 8''' hier ein Element 15 zum Halten der Ausbringungseinheit Ii in einer Parkposition. In der obersten Ansicht befindet sich die Ausbringungseinheit Ii mittels des Elements in der Parkposition. In der mittleren Ansicht ist die Ausbringungseinheit Ii in aktiver Stellung zum Markieren dargestellt. Die unterste Ansicht zeigt Linearachse 12' und Ausbringungseinheit Ii in ausgefahrener Stellung, die beispielsweise zur Kompensation einer festgestellten Abweichung von einer vorgegebenen Position eingenommen wird.
- -FIG. 4B shows a section through an application unit Ii with actuator device 8 '". In a square tube 11 'of the actuator device 8''' is a longitudinal bearing 14 with rack and pinion drive. By means of the rack-and-pinion drive, a linear axis 12 'of the actuator device 8'"is displaceable. A joint 13 'with two rotational degrees of freedom allows the orientation setting of the application unit Ii. Furthermore, the actuator device 8 '''here has an element 15 for holding the application unit Ii in a parking position. In the top view, the application unit is Ii means of the element in the park position. In the middle view, the application unit Ii is shown in the active position for marking. The bottom view shows linear axis 12 'and application unit Ii in the extended position, which is taken for example to compensate for a detected deviation from a predetermined position. - -
Figur 5 zeigt eine skizzenhafte Darstellung geometrischer Beziehungen zwischen einer Detektoreinheit 16, einer Ausbringungseinheit Ij, Referenzlinie RL und Markierlinie ML, wobei zur Funktion der jeweiligen Elemente auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Durch eine definierte geometrische Anordnung ist die relative Lage von Detektoreinheit 16 und Ausbringungseinheit Ij bekannt. Die Detektoreinheit 16 ist hier zur Positions- und Orientierungsbestimmung der Ausbringungseinheit Ij ausgebildet. Eine - nicht dargestellte - Sendeeinheit legt indirekt die mittels der Ausbringungseinheit Ij zu markierende Markierlinie ML fest, indem durch - von der Sendeeinheit - emittierte Strahlung eine Referenzlinie RL in einer Distanz D von der gewünschten Markierungslinie ML erzeugt wird. Trifft die Strahlung die Detektoreinheit 16 im Wesentlichen senkrecht in einem Bezugspunkt BP, so sind Detektoreinheit 16 und Ausbringungseinheit Ij korrekt positioniert und ausgerichtet und ein Auslasspunkt AP der Ausbringungseinheit Ij befindet sich exakt - senkrecht - über der Markierlinie ML. Der Abstand zwischen einer Projektion des Bezugspunktes BP und einer Projektion des Auslasspunktes AP auf die zu markierende Oberfläche entspricht dann der Distanz D. Der Abstand der projizierten Punkte entspricht jedoch nicht mehr der Distanz D, wenn sich die Orientierung der Detektoreinheit 16 - und der Ausbringungseinheit Ij - gegenüber der Referenzlinie RL verändert, was eine Nicht-Übereinstimmung des projizierten Auslasspunktes AP mit der Markierlinie ML - also eine fehlerhafte Markierung - impliziert. Zur Kompensation von Änderungen des Projektionsabstandes werden anhand der mittels der Detektoreinheit 16 festgestellten Abweichungen Kompensationswerte, beispielsweise zur Winkelkompensation, ermittelt. Ebenso werden bei Positionsabweichungen des Bezugspunktes BP von der Referenzlinie RL - die sich bemerkbar
- -FIG. 5 shows a sketch-like representation of geometric relationships between a detector unit 16, an application unit Ij, reference line RL and marking line ML, reference being made to the above explanations for the function of the respective elements. By a defined geometric arrangement, the relative position of detector unit 16 and application unit Ij is known. The detector unit 16 is designed here for determining the position and orientation of the application unit Ij. A transmitting unit (not shown) indirectly defines the marking line ML to be marked by means of the application unit Ij, in that a reference line RL is generated by the radiation emitted by the transmitting unit at a distance D from the desired marking line ML. If the radiation hits the detector unit 16 substantially perpendicularly at a reference point BP, then the detector unit 16 and the application unit Ij are correctly positioned and aligned, and an outlet point AP of the application unit Ij is exactly - perpendicular - above the marking line ML. The distance between a projection of the reference point BP and a projection of the outlet point AP on the surface to be marked then corresponds to the distance D. However, the distance of the projected points no longer corresponds to the distance D when the orientation of the detector unit 16 - and the application unit Ij - With respect to the reference line RL changed, which implies a non-conformity of the projected outlet point AP with the marking line ML - ie a faulty mark. To compensate for changes in the projection distance, compensation values, for example for angle compensation, are determined on the basis of the deviations ascertained by means of the detector unit 16. Likewise, when positional deviation of the reference point BP from the reference line RL becomes noticeable - -
machen, indem die Strahlung nicht mehr den Bezugspunkt BP trifft, Kompensationswerte bereitgestellt.As the radiation no longer hits the reference point BP, compensation values are provided.
Die Figuren 6A bis 6D zeigen vier Ausführungsbeispiele von Strahlungssensoren einer erfindungsgemässenFIGS. 6A to 6D show four exemplary embodiments of radiation sensors of an inventive device
Ausbringungssteuereinheit, wobei die schwarzen Flächen jeweils ein auf dem jeweiligen Strahlungssensor abgebildetesApplication control unit, wherein the black areas each have a mapped on the respective radiation sensor
Referenzsignal darstellen. Die jeweiligen Abbildungen geben ein der Grosse bzw. der Form sowie der Intensität des abgebildeten Referenzsignals entsprechendes Signal ab.Represent reference signal. The respective images output a signal corresponding to the size or shape and the intensity of the imaged reference signal.
Im ersten Ausführungsbeispiel aus Figur 6A ist der Strahlungssensor als CCD-Flächensensor 4a ausgebildet. Anhand der Abbildung eines mittels elektromagnetischer Strahlung erzeugten Referenzsignals auf dem CCD-Flächensensor 4a ist erkennbar, dass die Sensorfläche senkrecht auf das zentrische Referenzsignal ausgerichtet ist.In the first embodiment of Figure 6A, the radiation sensor is designed as a CCD area sensor 4a. On the basis of the image of a reference signal generated by means of electromagnetic radiation on the CCD area sensor 4a, it can be seen that the sensor area is aligned perpendicular to the centric reference signal.
In Figur 6B dagegen ist in einem zweiten Ausführungsbeispiel die Referenzsignal-Abbildung auf dem als CCD-Sensor 4b ausgebildeten Strahlungssensors aus ihrer zentrischen Lage gewandert, die Sensorfläche ist also gegen die Referenzsignal- Achse geneigt. Eine solche Abbildung des Signals wird beispielsweise dann erhalten, wenn der Sensor bzw. die Ausbringungssteuereinheit - in Referenz zu den obigen Ausführungen - quer zur Fahrtrichtung geneigt ist.In contrast, in FIG. 6B, in a second exemplary embodiment, the reference signal image on the radiation sensor configured as CCD sensor 4b has moved out of its centric position, that is, the sensor surface is inclined relative to the reference signal axis. Such an image of the signal is obtained, for example, when the sensor or the output control unit - in reference to the above - inclined transversely to the direction of travel.
Figur 6C zeigt den Strahlungssensor in einem dritten Ausführungsbeispiel als Anordnung zweier CCD- Zeilensensoren 3a, 3b. Das Bild des Referenzsignals deutet auf eine korrekte Relativlage von Strahlungssensor und Referenzsignal hin.
- -FIG. 6C shows the radiation sensor in a third exemplary embodiment as an arrangement of two CCD line sensors 3a, 3b. The image of the reference signal indicates a correct relative position of radiation sensor and reference signal. - -
Das vierte Ausführungsbeispiel aus Figur 6D stellt einen als Anordnung zweier matrizenförmiger CCD' s 4c, 4d ausgebildeten Strahlungsdetektor dar. Die beiden CCD' s 4c, 4d sind mit einem Zwischenraum in zwei Ebenen angeordnet. Mit einer derartigen räumlichen Anordnung ist sowohl eine Neigung der CCD' s 4c, 4d - und der Ausbringungssteuereinheit - quer zur Fahrtrichtung als auch in Fahrtrichtung erfassbar. Die Grosse der Neigung ist beispielsweise anhand von Parametern wie Lichtintensität oder Exzentrizität der Position der Abbildung auf den CCD' s 4c, 4d ermittelbar. Ebenso ist es möglich, die Neigung anhand einer zuvor vorgängig durchgeführten Kalibrierung zu bestimmen.
The fourth exemplary embodiment from FIG. 6D represents a radiation detector designed as an arrangement of two matrix-shaped CCDs 4c, 4d. The two CCDs 4c, 4d are arranged with a space in two planes. With such a spatial arrangement, both an inclination of the CCD's 4c, 4d and the application control unit can be detected transversely to the direction of travel as well as in the direction of travel. The magnitude of the inclination can be determined, for example, from parameters such as light intensity or eccentricity of the position of the image on the CCDs 4c, 4d. It is also possible to determine the inclination based on a previously performed calibration.