JP2009525793A - 塗布制御ユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、マーキング材用の塗布ユニットに用いられる塗布制御ユニットは、放射線センサー（２’）を含む。かかる放射線センサーによって、基準面(ＲＥ)に対する塗布ユニットの相対的な位置が決定される。塗布ユニット（１ｃ）の相対的な位置は、配向情報と位置情報とを組み合わせて基準面（ＲＥ）に対する塗布制御ユニットの配向（６’）を記録することによって決定されるが、そこで、制御命令、特に、位置補正のための制御命令は、塗布制御ユニットにより発される。塗布ユニット（１ｃ）の位置はかかる制御命令にしたがってアクチュエータ装置（８）により調整される。

Description

本発明は、請求項１にかかるマーキング材（marking substance）の塗布ユニット（application unit）に用いられる適用制御ユニット(application control unit)、および、請求項９にかかるマーキングトロリー（marking trolley）に関する。

マーキング装置（marking device）は、例えば、運動場（playing field）、または、競技場（sports field）においてラインマーキングを行なうなど、地面にマーキングを行なう際に用いられるものである。マーキング装置は、マーキング材のための出口を有し、概して移動性のトロリーの形態をなしている。実際のラインマーキング作業を始める前に、マーキングを行なうべきフィールド、領域、または、ライン(線)は予め定められた方法でレイアウトされている必要がある。この作業は、例えば、マーキング領域をひもでつるすなどして行なわれる。かかる領域を測定し、マーキングすべきラインをコード（cord）で標示しておく。その後、作業者は、かかるコードに沿って（マーキング材を塗布する）マーキングトロリーをガイドするか、または、操作(運転)する。しかしながら、このようなマーキング法は、失敗する可能性が高く、したがって、所定のマーキング位置からずれてマーキングがされることが少なくない。その結果、コードの標示作業(特に、手作業)の正確さもやはり限られている。また、コードが走行中に変位する可能性も出てくる。さらに、前記レイアウトに用いられるコードは、マーキング後にマーキング材で覆われて、位置を変えたり、持ち上げたり、または、サイドレイアウトする際に望まれないマーキングの痕跡を残すこともある。さらに、そのようなマーキングには、長時間にわたる煩わしい作業が伴うという不利益が存在する。

マーキング作業における正確さ、マーキング作業にかかる時間、および、取り扱い性などを向上させるために、マーキングトロリーをガイドする光学ガイドビームを利用することが考えられる。

ＣＡ ５７２ ２４１には、（直線）基準線に沿って目的物をガイドする装置または設備を有する、２つの静止した構成要素(static component)で作動する、システムについて記載されている。ここで、測定光ビーム（measuring light beam）は、静止した送信機により放射され、その後、静止した検出器により受信される。移動されるべきユニットは、測定光ビームの中でガイドされて、検出器の掩蔽（obscuration）により相対的な位置を決めることを可能にする一定の縁部（defined edge）を有する。掩蔽の原則に基づくと、かかる縁部は常に静止した送信機と検出器との間にある途切れないビーム経路に保持されているが、それは、イメージングおよび散乱光に起因した新たな問題を引き起こす。また、このようなアプローチによれば、これらの２つの構成要素が互いに対して正確に整列されている必要があるが、これは地面マーキング作業を簡単かつ迅速に行なうに妨げとなり得る。

マーキングトロリーに用いられる移動性システムの一例がＷＯ ２００６／０１３３８６に記載されている。レーザダイオード（laser diode）および光学システムによって、ファンのような形状、および、楕円形のビーム端面を有するビームが発生する。このようなビームは競技場の一側または一面を描くために放射される。マーキング材を塗布するために用いられるマーキング台車（carriage）はレーザビーム用の検出器を備えており、垂直方向に配向されたビームに対するマーキングトロリーの位置が標示される。トロリーの操作者はガイドビームとしてのレーザファン（laser fan）に基づいて前記マーキングトロリーなどをガイドすることができる。

かかるシステムを用いることによって平坦な地面または領域においてはある程度の正確さは保証されるが、前記システムは芝生に隠されている凸凹や障害物のような、地面または領域における不均一性については全く考量を払っていない。したがって、ガイドビームを適切に検出した場合であっても、所定のマーキング位置からずれが生じる可能性がある。

本発明の目的は、マーキングの正確さを向上させた移動性マーキング装置用の制御ユニットを提供することにある。

本発明の別の目的は、マーキング装置、特に、マーキングトロリー、より具体的に、競技場の正確なマーキングを行うためのマーキング装置を提供することにある。

本発明の更なる別の目的は、マーキング作業時に、偏向にかかわるエラーを補正することにある。

これらの目的は、特許請求の範囲における請求項１または９に記載した特徴、および、従属項に記載した特徴、または、そのほかの解決手段などにより達成される。

本発明により、競技場のような地面上に正確、かつ、迅速なラインマーキングを行なうことが可能となる。

本発明によれば、マーキングの正確さは塗布制御ユニットにより達成される。ここで、塗布制御ユニットは、電磁放射線用の放射線センサー（radiation sensor）を有する。このような放射線センサーを用いることにより、電磁基準信号(reference signal)、または、かかる電磁基準信号により確立された基準面（reference plane）に対して、マーキング材の塗布ユニットの位置を決めることができる。前記塗布制御ユニットはまた、基準面に対する塗布ユニットの配向（orientation）を決定する手段を含む。基準信号は、放射線センサーにより受信され、そのように受信された信号に基づいて、基準信号、および、塗布ユニットの相対的な位置が決定される。かかる信号に対する配向を決めることによって、ライン、及び／または、領域のマーキングを行なう際に起こり得るエラーの原因ないし可能性を適切な測定手段により見つけるか、または、決定することができ、それにより、かかるエラー、または、そのようなエラーの可能性を無くすことが可能となる。放射線センサー、および、配向決定手段が塗布ユニットに対して定められた位置関係を保持できるようになっているため、ユニットの相対的な位置は、基準面に対する放射線センサーの位置に関する知識、および、基準面に対する配向決定手段の配向に関する知識に基づいて直接導き出すことができる。このような位置に関する知識に基づいて、本発明にかかる塗布制御ユニットは、塗布ユニットに対して、特に、位置および塗布修正に関する制御命令を与えることができる。基準信号に対して定められた位置はまた、かかる信号により定められた基準面に対する位置として表すことができる。

本発明にかかる塗布制御ユニットを含む、競技場などにラインマーキングを行なう際に用いられるマーキングトロリーのような、マーキングライン、及び／または、マーキング領域を描くマーキング装置において、基準面に対する塗布ユニットの位置、および、配向を正確に定めることができ、そして、必要に応じて、補正することができるので、前記ラインマーキングの精密度、および、正確さをさらに向上させることができる。塗布ユニットの位置、および、配向を定めるということは、塗布ユニットのマーキング材用の出口の位置、および、配向を定めることを意味する。また、逆に、塗布ユニットのマーキング材用の出口の位置、および、配向を定めるということは、塗布ユニットの位置、および、配向を定めることを意味する。前記出口は、塗布ユニットに予め定められた方法で接続されているか、または、前記塗布ユニットの中に、例えば、前記ユニットの開口として、組み込まれている。

１つ以上の基準面または基準信号は、基準ビーム発生器（beam generator）、特に、レーザ送信ユニット（transmission unit）により提供される。基準ビーム発生器は、実際のマーキングプロセスが始まる前に予め定められた方法で配置・配向される。それにより、前記発生器から放射された電磁放射線が１つ以上の基準面を定めると共に前記装置をガイドするために設けられた基準放射線として利用可能となる。一般的に、配向は、前記基準面がマーキングされるべき表面に対して垂直となるように行なわれる。

マーキング装置はマーキング材用の塗布ユニットを有する移動性、特に、駆動性装置であり得る。特に、マーキング装置は、外部から操作者により制御されたり、押されたりすることができるようなマーキングトロリーの形態であり得る。マーキング装置が、補助トロリー(support trolley）および車輪（wheel）を有するのが好ましい。また、マーキング装置は、ドライバーのためのシートおよび制御装置を有し得る。車輪センサー（wheel sensor）、例えば、単位時間あたり車輪の回転数（revolution）、つまり、走行速度を測定する車輪センサーによって、更なるパラメータが、マーキング装置の制御、特に、自動制御の際に用いられ得る。このような制御は、マーキングの正確さをさらに向上させるに寄与し得る。

マーキング装置はマーキング材用の容器（reservoir）、前記容器と塗布ユニットとの間にある接続、および、送信装置を有している。マーキングの際に一般的に用いられる前記典型的なタイプのマーキング構成要素および要素については記載を省くか、または、それらに関する詳細な説明を省く。

マーキング材用の塗布ユニットは、マーキング材用の出口、例えば、ノズルを備えているが、そのような出口および塗布ユニットは直接または間接的に接続されている場合がある。マーキング材は概して、ポンプ装置、及び、容器と出口との間に設けられている接続用ホースにより運ばれて、マーキングのために噴射されるなどして、放出される。マーキング材は、液体であることが好ましいが、例えば、ノズルにより噴霧されて表面に付着できるような粉状粒子または固体粒子であり得る。出口はさらに閉止装置（closing device）を有し得る。

塗布ユニットはトロリー上に組み立てることができるように形成されることが好ましい。例えば、塗布ユニットはトロリー上に取り外し可能に組み立てられ得る。このような取り外し可能なタイプの塗布ユニットにより、例えば、かかる部位の掃除または洗浄が円滑に行われ得る。さらに、塗布ユニットは、形状を調整すること（attitude-adjustable manner）で直接または間接的にマーキング装置に接続されていて、（それにより）マーキング材用の出口の位置および配向は、マーキング装置、例えば、前記装置のシャーシに対して調整可能となっている。これは、例えば、マーキング装置の走行方向を横切る方向（任意的に、両側）に起こる出口の予め定められた変位、並びに、装置の長手方向の軸、および、トラバース軸に対して定められた（出口の）調整および偏向（例えば、２通りの回転自由度（two degrees of rotational freedom）を有する結合部または接合部により可能となる）を可能とするアクチュエータ装置のような装置により行なわれる。

塗布制御ユニットの配向決定手段および位置決定用の放射線センサーが、塗布ユニットに直接接続されているのであれば、マーキング装置上における塗布ユニットの配置（配列）は、特に、信号検出に関する基準に基づいて選ばれる。このような場合、信頼性と正確さが非常に高く、配置の便利さおよびコンパクトさを図ることができる。概して、放射線センサーは、出口からの基準信号を受信するためにオフセット配置をなしており、それにより、基準信号を送信する送信ユニットの周りにある装置のガイドを促す。必要に応じて、様々な構成要素およびマーキング装置は、（マーキングされるべき環境条件に基づいて）装置上に柔軟な配置ができるように形成される。センサー／手段はまたそれらの位置において可変的である。例えば、様々なインプットパラメータを考慮する制御プログラムを使用することが可能である。

塗布ユニットの位置は、塗布制御ユニットを介して調整可能である。このような塗布制御ユニットは概して複数の構成要素を含む。このような構成要素の適切な形成、配置、および、相互接続（interconnection）によって、塗布制御ユニットのモジュールにおける性能向上（upgrading）および転換（conversion）が図られる。このような構成要素（概して、複数の構成要素）は、塗布ユニットと予め定められた関係を有しており、よって、そのような構成要素によって遂行される位置および配向の決定は塗布ユニットの位置と独特な関連性を有している。

放射線センサーは、例えば、ＣＣＤライン、または、ＣＣＤ領域の形態の感光性部位(photosensitive region)の線状または２次元的配列の形態である。伝送信ユニット、特にレーザ送信ユニットの基準またはガイドビームはそのような感知部位において検出することができる。検出されたビームは、ビームに対するセンサーの位置を決定し、それにより、センサーと一体化されている塗布ユニットの位置を決定することができる。このようなガイドビームは、マーキングトロリーのための基準面を決定し、それにより、基準面上に置かれているトロリーの適切なガイダンスに基づいてより正確なマーキングが行なわれる。

放射線センサーは、原則的に、光学的検出器（optical detector）、例えば、光検出器（photo detector）、レーザセンサーの配置(配列)、または、イメージ録画装置の形態であり得るが、このような放射線センサーは、基準信号を受信して、検出器上でその位置を推論できるようにするものであり得る。

本発明によれば、塗布制御ユニットは、さらに基準面に対する塗布ユニットの配向を決定するための手段を含む。偏向検出手段（tilt detection means）は、重力の作用に基づく１軸または２軸偏向センサーであり得る。このような偏向検出手段は、例えば、塗布ユニット上に組み立てられているか、または、配置されている。２つの偏向センサーが用いられることも可能である。

そのほかに、放射線センサーは電磁放射線用のセンサー、特に、レーザセンサーの空間的な配置(配列)のような配向決定手段の形態で提供されることも可能である。受信された基準信号に対する位置および配向はセンサーの空間的な配置(配列)によって決められ得る。そのような配置(配列)の例として、基準面は、例えば、マーキングされるべき面をなしている地面に対し垂直方向ではないが、前記面に対し斜めに配置（配向）され得る。また、偏向したレーザ放射線（polarized laser radiation）、および、前記センサーと組み合わせられた偏向フィルタを用いることも可能である。

概して、計算ユニット（computational unit）を塗布制御ユニットに組み込んで、または、塗布制御ユニットと組合せてを使用することも可能である。そのような計算ユニットにより、決められた位置パラメータがさらに処理され、選択的に出力される。このような計算ユニットは、塗布制御ユニットと一体化されているか、または、前記装置内に、あるいは、前記装置上に配されている。また、計算ユニットは、外部の構成要素として、塗布制御ユニットを有する構成要素と連絡するものであり得る。このような連絡（communication）は、ケーブルを介しての接続、または、無線接続を通じてなされる。

塗布ユニットの位置偏差（positional deviation）が、塗布制御ユニットにより知らせられた場合、制御命令が直接または間接的に塗布ユニットに送られるか、または、塗布ユニットが前記偏差に基づいて制御される。制御は、様々な方法で行なわれる。例えば、位置偏差の場合、マーキング材の放出が止まり、位置が修正され、その後、マーキング材が再び放出される。さらに、マーキング材の塗布も調節され得る。例えば、かかる偏差の修正の際に、放出されるマーキング材の(放出)方向または(放出)速度のような放出パラメータに基づいて、調節され得る。例えば、塗布制御はポンプ装置の圧力調節に関するものであり得る。

制御はまた、一定の限界を超えるものでなければ、マーキング作業を妨げることなく、塗布ユニットのかかる制御のような、連続的に行なわれる偏差の修正作業により実行される。偏差が特定の許容差（tolerance interval）内のものでないと認められる場合、マーキングプロセスは停止される。マーキングプロセスを止めるために、つまり、マーキング材の放出を止めるために、塗布制御ユニットにより当該停止機能が活性化されるか、または、必要に応じて、手動で停止される。かかる活性化の際に、マーキング材の出口までの移送は停止される。例えば、ポンプ装置はスイッチオフとなり、出口が閉鎖（閉止）されるか、または、容器への接続が妨げられる。

手動または自動的な偏差補正作業が終わったら、マーキングプロセスは再開される。

マーキング装置またはマーキング装置の構成要素を制御する更なる実施例については、例えば、英国特許出願番号０２１７５１７．０などを参照されたい。

偏差が見つかった場合には、それが、機械的手段、光学的手段、または、超音波手段などによって標示される。前述の偏差だけでなく、出口の実際の位置および配向も標示される。検出値（任意的に、処理されたもの）は、例えば、モニターを通じて、操作者に表示される。

本発明にかかる塗布制御ユニット、および、本発明にかかるマーキング装置については、その一例として示された図面を参照にしてより詳細に説明することができる。

図１Ａ、本発明にかかる移動性マーキングトロリーＷ１を用いるマーキングプロセスを示したものである。地面上にラインマーキングＭを行なう際のマーキングするべき競技場ＳＦ（この図においては、サッカー場）、および、マーキングトロリーＷ１を平面図にて表したものである。マーキングすべきラインが示されているが、ここで、実線（solid line）は既にマーキングがなされたラインを示す。ここで、マーキングトロリーＷ１は外部的に活性化されるが、例えば、トロリーと連絡している計算ユニットにより行なわれる。

マーキングトロリーＷ１に“ガイド信号”としての基準信号を与えるために、レーザ送信ユニットＬ１が競技場のコーナーにおいて補助プレート（support plate）Ｔにより固定されている。ここで、レーザ送信ユニットＬ１は電磁基準信号ＲＳ，ＲＳ'のようなファン（fan）のように発散するタイプ(即ち、扇型に広がるタイプ)のガイドビームを２つ提供する。レーザ送信ユニットＬ１は、レーザ放射線を放射するためのレーザ、放射線ファンを生じるためのビーム拡張器（beam expander）、および、更なる光学的構成要素、例えば、ファンを２つの部分ファン（part-fan）に分割するペンタプリズム（pentaprism）などを有している。送信ユニットは、ガイドビームが、マーキングされるべき表面、即ち、サッカー場に対して垂直となる２つの基準面を形成できるように配置および配向されている。ここで、基準面は、マーキングライン決定するために用いられるものである。地面は送信ユニットにより光学的にレイアウトされるといえる。

マーキングトロリーＷ１は、マーキング材の容器（図示しない）、および、マーキング材用の塗布ユニット１ａを有している。このマーキング材は、塗布ユニット１ａの出口を通じて前記サッカー場上に放出される。本発明によれば、塗布ユニット１ａは、この塗布ユニットの位置、即ち、前記出口の位置が予め定められた方法で調整できるように形成される。かかる調整は、本発明にかかる塗布制御ユニットの命令（指示）に従って行なわれる。

このような塗布制御ユニットは、各々の基準信号を受信するための放射線センサー２を含んで、それにより、放射線センサー２の受信された信号の位置から、その相対的な位置が決定され、相当する基準面に対するマーキングトロリーの位置が導き出される。ここで、塗布制御ユニット、および、放射線センサー２は、マーキングトロリーＷ１上に配置されているか、前記マーキングトロリー上に組み立てられて、これ、および、塗布ユニット１ａと共に移動され、それにより、放射線センサー２のセンサー領域（sensor area）が、ガイドビームを検出し、それに沿って進むことができるように移動される。さらに、塗布ユニットの２つの偏向角度（two angles of inclination）を決定するための２軸偏向センサー６が塗布制御ユニットに備えられている。放射線センサー２および偏向センサー６は塗布ユニット１ａに堅く接続されている。したがって、基準面に対する塗布ユニットの位置、または、放射線センサー２の位置は、センサー信号を連結または結合させることによって決められる。基準面によって特定された位置からの偏差を検出したとき、本発明にかかる塗布制御ユニットは塗布ユニット１ａに対し適切な制御命令を与える。このような制御命令により、マーキングトロリーが止まることもあり得る。しかし、場合によっては、塗布ユニット１ａの位置の修正は制御命令を介して行なわれる。それにより、競技場への迅速かつ正確なマーキングが可能となる。

図１Ｂは、再度地面のマーキングＭ’を行なう際のマーキング車両（marking vehicle）Ｗ２を示すものである。この車両は、操作者を助けるように設けられている。さらに、複数の指示ランプ（indicator lamp）７’を有する標示モジュール７は車両上に配置されている。３つの指示ランプ７’は、レーザ送信器Ｌ２により放射されたレーザ放射線に対するマーキング材用の塗布ユニット１ｂの位置を示すためのものであり、そして、２つの指示ランプ７’は、レーザ放射線に対する塗布ユニット１ｂの配向を示すために設けられたものである。レーザビームに対する位置は、レーザ受信機により決定され、そして、配向の決定値は偏向指示器（tilt indicator）により決定される。レーザ受信機および偏向指示器は、通常のハウジングＧ内に受容され、マーキング車両Ｗ２と塗布ユニット１ｂとの間にある接続用の構成要素Ｖ上に設けられている。

マーキングすべきラインはレーザ送信器Ｌ２により特定される。これは再び競技場のコーナーに配置され、２つの基準信号ＲＳ’’、ＲＳ’’’に分割されたレーザ放射線に基づいて、２つの基準面を構成する。このような放射線は予め定められた角度（この図においては９０度である）で発される。さらに、反射ユニットＲは、レーザ送信器Ｌ２の反対側の、競技場の端（end）に配置される。反射ユニットＲは、マーキング作業を始める前に、レーザ送信器Ｌ２の配向を正しくするために用いられる。そのほかに、または、それに加えて、適当なデザインおよび配列(配置)を有する更なる別の反射ユニット（reflector unit）を用いて、全体の競技場の光学的レイアウトを行なうことも可能である。配向自在の反射ユニット（orientable reflector unit）を用いて、様々なライン、及び／または、領域がレイアウトされ、そして、そこをマーキング装置が走行することが可能である。

マーキング車両Ｗ２は、基準信号ＲＳ’’，ＲＳ’’’，および、前記基準信号の前記車両への光学的接続(具体的に、レーザ受信機を介しての接続)に基づいてガイドされる。ラインをマーキングする際に、マーキング車両Ｗ２は、レーザ受信機が信号を受信できるようにガイドされなければならない。このようなマーキングライン、および、信号により特定されたラインまたは面は、受信機及び出口のオフセット配置（配列）に起因して、一致しない。レーザ受信機および偏向指示器の出力結果に基づいて、基準面により特定された位置から塗布ユニット１ｂの位置のずれ(偏差)が操作者に示されるが、ここで、基準面は、基準信号ＲＳ’’，ＲＳ’’’に基づいて固定されている。その後、操作者は適当な修正または校正作業を行なうことができる。無論、かかる作業は、自動的な制御を介して行なわれる。

図２Ａは、基準信号として基準ビーム／ガイドビームを発するレーザ送信ユニットＬ３のダイヤグラムを示す。レーザ送信ユニットＬ３によって、２つのガイドビーム束（これらはそれぞれ基準面を形成している）は予め定められた角度（この図においては９０度である）で放射される。このレーザ送信装置Ｌ３間、マーキング表面に対して固定され得るベースプレートＢを有している。このようなベースプレートＢは、それ自体に表面に対する大まかな調整ができるように調整可能に形成されたものであり得る。ガイド放射線を発するためのビームガイド手段を有するレーザダイオードはベースプレートＢ上に調整可能に配置される。発された放射線は、楕円形である場合、非対称性の断面を有する。

図２Ｂはまた、ガイドビームとしての電磁放射線を放射する場合において、送信ユニットＬ４のダイヤグラムを示す。このガイドビームは、ファン様の基準面ＲＥを形成する。塗布制御ユニットの配向決定手段は、基準面ＲＥに対する、放射線センサーとしてのレーザ検出器２’の位置または配向を導き出す。レーザ検出器２‘、および、偏向センサー６’を有する本発明にかかる塗布制御ユニットにより、マーキング材用の塗布ユニット１ｃの相対的な位置、および、前記面の長手方向の軸ＬＡ、および、トラバース方向の軸ＱＡに対する偏向（角）がまた、基準面ＲＥに対するレーザ検出器２’の位置を決定することによって決められる。塗布ユニット１ｃの相対的な位置が決められると、塗布ユニット１ｃのセッティング(設定)を調整するための制御命令が塗布制御ユニットにより発される。ここで、位置はアクチュエータ装置８によって適当に調整され得る。

図３Ａは、トロリーの前方に配置されたマーキング材用の塗布ユニット１ｄを含むマーキングトロリーＷ３の第１の実施例である。ここで、かかる配置はトロリー上のレールＳ上における位置に対して調整され得る。このマーキング材は、塗布ユニット１ｄの開口を通じて処理表面上に放出される。本発明にかかる塗布制御ユニットの電磁放射線用のセンサーは塗布ユニット１ｄに堅く接続されている。使用されるセンサーはレーザセンサー５の空間的な配置であり、かかるセンサーの空間的な配置によって、基準信号が検出され、基準信号によって形成された基準面に対する塗布ユニット１ｄの位置が決定される。基準面からの位置偏差が決定されると、前記位置偏差は、塗布ユニット１ｄ、つまり、開口の調整によって修正または補正される。かかる調整は、長手方向の軸およびトラバース方向の軸に対する塗布ユニット１ｄの偏向、並びに、走行方向を横切る変位(移動)の可能性を含む。位置偏差を補正するための調整は、電子的構成要素によって自動的に、または、機械的構成要素によって手動で行なわれる。

図３は、平面図において、補助トロリーＴの前方に配置されたかまたは組み立てられた塗布ユニット１Ｅｅを有するマーキングトロリーＷ４の第２の実施例を示す。このトロリーには、本発明にかかる塗布制御ユニットが備えられている。市販されている“ベース車両（base vesicle）”には、例えば、本発明にかかる調整可能な塗布ユニット、および、本発明にかかる塗布制御ユニットが備えられている。位置メータ（position meter）、および、偏向メータが塗布制御ユニットに組み込まれている。位置メータはフォトダイオード３(ダイオードライン)の洗浄配列の形態をなしており、偏向メータは重力により制御される２軸偏向センサー６’の形態をなしている。位置および偏向メータはトロリーの塗布ユニット１ｅ上に配置される。長手方向の軸(走行方向の軸)およびそれと垂直をなしているトラバース方向の軸に対する特定の基準面に対する偏向は、偏向センサー６’によって決定される。その後、位置メータが基準面に対する塗布ユニットの位置を決定する。塗布制御ユニットにより決定された塗布ユニット１ｅの、必要とされる数値または範囲の位置及び配向(ここで、必要とされる数値または範囲とは基準面から決定される)からのずれ(偏差)は、塗布ユニット１ｅの位置および配向を適当に調整することによって補われる。ここで、ユニットの横方向の移動(運動)は、マーキングトロリーＷ４上におけるガイドＦを介して許され、そして、前記ユニットの角度調整は、図示しない接手（joint coupling）によって行なわれる。各々の偏差に対する限界値(予め定められた限界値)に達した場合、塗布制御ユニットによる検出、および、マーキングプロセスを停止させる制御コマンド（control command）が実行される。このような制御コマンドにより、マーキングの即時の自動的な停止(例えば、ポンプの自動的な停止)が起こるか、または、かかる情報が、その後更なる測定、決定操作を行なう操作者に送られる。このような制御コマンドは、例えば、適当な電子機器によって行なわれ得る。

図３Ｃは、本発明にかかるマーキング装置用の指示装置（indicator apparatus）９を示す。３つの指示ランプは装置のマーキング材用の塗布ユニットの位置を可視化する。中間ランプ９ａがオンした場合に（例えば、グリーン色で光る場合に）、塗布ユニットは予め定められた位置にある。右側または左側のランプ９ｂ、９ｃ（例えば、黄色）がオンした場合に、予め定められた位置から右または左側へのずれが生じたことが分かる。第１のスイッチ１０は装置のセッティングのために設けられており、例えば、自動運転、パーキング位置、または、装置の洗浄位置のような機能がそれにより選択され得る。第２のスイッチ１０’を用いて、マーキング材を移送するためのポンプをスイッチオンまたはオフすることができる。この実施例において、３つの位置指示ランプを含む指示装置が示されている。塗布ユニットの方向を指示するための指示器（indicator）はまた、指示装置(表示装置とも呼ぶ)上に設けられることが好ましい。このような指示装置９の実施例は単に例示の目的で挙げたものである。

図３Ｄは、本発明にかかる塗布制御ユニット、および、トロリー上に横方向に配置された本発明にかかる塗布ユニット１ｆを含むマーキングトロリーＷ５に関する第３の実施例である。塗布ユニット１ｆおよび塗布制御ユニットは、これらが容易にトロリーに接続できるように設けられている。したがって、これらの構成要素は、市販されている装置用のモジュールとして提供され得る。この塗布制御ユニットは、次のような構成要素、すなわち、部品を有している：光学的検出器としてのＣＣＤ領域アレイ４、偏向センサー６’’（これは、塗布ユニット１ｆに接続されている）、塗布ユニット１ｆの位置を設定するためのアクチュエータ装置８’、および、塗布ユニット１ｆの位置設定値（セッティング）を制御するための命令を与えると共に検出器／センサーの結果（output）を処理するための電子機器を備えたハウジング。ここで、偏向センサー６’は、塗布ユニット１ｆの出口上に直接配置されている。ＣＣＤ領域アレイ４、および、偏向センサー６’’は、（前記実施例と同様に）相対的な位置を決定するに役立つ。電子ききによって、検出された位置に関する値を、基準値を用いて評価することができ、必要に応じて、補正値（compensation value）が決定され、提供される。位置に関する値が基準値からずれている場合（すなわち、偏差がある場合）、補正値に基づく塗布ユニット１ｆの位置における変化(変更)は電子機器Ｅおよびアクチュエータ８’を介して行なわれる。必要に応じて、マーキングプロセスの停止、及び、再開が行なわれる。予め定められた基準面上の表面にマーキングを行なう間にマーキングトロリーＷ５の配向を用いて、マーキングプロセスは自動化された方式でより正確に行なわれる。

図３Ｅに示したマーキングトロリーＷ６は、図３Ｅにおいて第３の実施例を示されており、マーキング材のための横方向の出口を有する。かかる出口に最も密接して配置されている３次元的ＣＣＤ５’を用いて、光学的基準面に対する位置および配向パラメータを決定することができる。マーキングトロリーＷ６に関するこの実施例においては、基準面として偏向した面が設けられている。出口はその位置を調整することができるようになっているが、そのような調整は、塗布ユニット１ｇの、偏向して組み立てられた変位（移動）可能な接続部品（connecting element）Ｖ’を介して行なわれる。マーキングトロリーＷ６には、さらに、走行速度の監視および制御のための測定値（measured value）を与えるための車輪用センサーＳが設けられている。

図４Ａは、本発明にかかる塗布制御ユニットにおける接続された状態の構成要素（即ち、部品）を示すダイヤグラムである。マーキング材用の塗布ユニット１ｈはアクチュエータ装置８’’によってその位置を調整することができる。かかるアクチュエータ装置８’’は、四角形のチューブ１１、および、前記四角形のチューブ１１に組み立てられた線状の車軸（axle）12を有している。ここで、前記車軸１２は、車両（motor）によって横方向に移動可能となるように設けられている。この車両は、ハウジングＧ’内に受容されているが、このハウジングＧ’には複数の電子部品が存在する。さらに、アクチュエータ装置８’’は、長手方向の軸ＬＡ’およびトラバース方向の軸ＱＡ’に対する塗布ユニットの(予め定められた)調整を可能にする連結式カープリング（articulated coupling）１３を含む。放射線検出器としての光感性部位（photosensitive region）4'の２次元的配列（ここでは、線状車軸１２上に配されている）は、線状の車軸１２に堅く接続されている塗布ユニット１ｈの相対的な位置に関する信号を与える。塗布ユニット１ｈ上に組み立てられた偏向センサー６’’’によって、塗布ユニット１ｈの相対的な配向が決定される。塗布制御ユニットの電子機器によって、検出された位置及び配向信号が処理され、そして、相当する制御命令が出力されるか、または、送信される。したがって、特定の位置から塗布ユニット１ｈのずれ(偏差)を決めるにあたって、アクチュエータ装置８’’は、位置偏差（ずれ）が補われるように制御される。

図４Ｂは、アクチュエータ装置８’’’を含む塗布ユニット１ｉを通じてのセクション（section）を示す。ラックドライブ（rack drive）を含む長手方向の軸受１４はアクチュエータ装置８’’’の四角形チューブ１１’内に存在する、アクチュエータ装置８’’’の線状の車軸１２’は、ラックドライブによって移動可能となっている。２通りの回転自由度(two degrees of rotational freedom)を有する接合部（joint）１３’は、塗布ユニット１ｉの配向の調整を可能にする。さらに、アクチュエータ装置８’’’は、この図においては、パーキング位置において塗布ユニット１ｉを停止させる構成要素１５を有する。一番上にある図において、塗布ユニット１ｉはこの構成要素によってパーキング位置にある。その下にある図において、塗布ユニット１ｉはマーキングのための活性化位置にあることが示されている。一番下にある図において、伸張された位置（extended position）にある塗布ユニット１ｉ、および、線状の車軸１２’が示されているが、この位置は、おそらく、特定の位置からのずれ(偏差)を補うためのものであろう。

図５は、検出器ユニット１６と、塗布ユニット１ｊと、基準線ＲＬと、マーキングラインＭＬとの間における幾何学的関係（geometrical relationaship）を概略的に示したものである。ここで用いられた符号は、前述の実施例に基づいて付された。定められた幾何学的配置によって、検出器ユニット１６、及び、塗布ユニット１ｊの相対的な位置を知ることができる。ここで、検出器ユニット１６は塗布ユニット１ｊの位置および配向を決定するために形成されている。図示しない送信ユニットは間接的に塗布ユニットｌｊによってマーキングすべきマーキングラインＭＬを特定するが、この作業は、送信ユニットから発された放射線によって望まれるマーキングラインＭＬから距離Ｄだけ離れている基準線ＲＬを作成することによって行なわれる。放射線が基準点ＢＰで実質的に垂直方向に検出器ユニット１６に当たった場合、検出器ユニット１６および塗布ユニット１ｊは正しく配置・配向されると共に、塗布ユニット１ｊの出口点（outlet point）ＡＰが正確に、マーキングラインＭＬ上に垂直方向に存在する。マーキングを行なうべき表面への出口点ＡＰの延長線と、基準点ＢＰの延長線との間の距離は、距離Ｄに相当する。しかしながら、延長された点間の距離は、もし基準線ＲＬに対する検出器ユニット１６（および、塗布ユニット１ｊ）の配向が変わったとすると、それは延長された出口点ＡＰとマーキングラインＭＬとの間の相違（不一致）、つまり、誤ったマーキングを意味するので、もはや距離Ｄに相当しなくなる。延長空間（projection spacing）における変化を補うために、検出器ユニット１６によって検出できたずれ(偏差)に基づいて、補正値、例えば、角度の補正値などを決定しなければならない。基準線ＲＬから基準点ＢＰの位置偏差(位置ずれ)があった場合には補正値が提供される、ここで、かかる偏差（ずれ）の発生は、放射線がそれ以上基準点ＢＰに当たらないことから明らかなことである。

図６Ａから図６Ｄは本発明にかかる塗布制御ユニットの放射線センサーに関する４つの実施例を示す。ここで、ブラック領域は、各々の放射線センサー上にマッピングされた基準信号をそれぞれ表す。これらのおのおののイメージは、マッピングされた基準信号の大きさ、形状、および、強度に相応する信号を提供する。

図６Ａに示した第１の実施例によれば、放射線センサーはＣＣＤ領域センサー４ａの形態で設けられている。ＣＣＤ領域センサー４ａ上の電磁放射線によって生じた基準信号のマッピングに基づくと、センサー領域が中央基準信号に対して垂直方向に配向されていることは明らかである。

一方で、第２の実施例が示されている図６Ｂにおいて、ＣＣＤセンサー４ｂの形態の放射線センサー上における基準信号のマッピングは、その中央の位置から移動され、言い換えるならば、センサー領域が基準信号軸に対して偏向している。そのような信号のマッピングは、例えば、センサー、または、塗布制御ユニットが走行方向を横切る方向に偏向している場合（前述の実施例などを参照した場合）に得られる。

図６Ｃは、２つのＣＣＤ線センサー３ａ、３ｂの配置(配列)としての第３の実施例に該当する放射線センサーを示す。参照符号（reference symbol）のイメージは、放射線センサーと基準信号の正しい相対的な位置を指示する。

図６Ｄに示した第４の実施例は２つのマトリックス様のＣＣＤ４ｃ、４ｄの配置として形成された放射線センサーに関するものである。ここで、２つのＣＣＤ、即ち、４ｃ、４ｄは、２つの面において中間ほどの空間（intermediate space）に配されている。このタイプの空間的な配列または配置において、ＣＣＤ４ｃおよび４ｄの偏向（および、塗布制御ユニットの偏向）は両方とも、走行方向を横切る方向として、および、走行方向として検出され得る。偏向角度を決定することができるが、それは、例えば、ＣＣＤ４ｃおよび４ｄ上のイメージの位置に関する光強度（light intensity）または偏心（eccentricity）のようなパラメータに基づいて決定される。また、事前に表示しておいた目盛りに基づいて偏向を決定することも可能である。

サッカー場にマーキングを行う際に、本発明にかかるマーキングトロリーを用いてマーキングを行なうダイヤグラムを示す。 マーキングプロセスに関する別のダイヤグラムである。 レーザビームを発するレーザ送信ユニットを示す。 基準信号を定めるレーザ送信ユニットと、基準面に対する塗布ユニットの位置を決定する本発明にかかる塗布制御ユニットとを概略的に示す図面である。 本発明にかかるマーキング装置に関する一実施例を示す。 本発明に係るマーキング装置に関する別の実施例を示す。 ３つの指示ランプと、２つのスイッチとを有する指示装置を示す。 本発明にかかるマーキング装置に関する更なる別の実施例を示す。 本発明にかかるマーキング装置に関する更なる別の実施例を示す。 光学的検出器および偏向センサーを有するアクチュエータ装置の一実施例を示す。 アクチュエータに関する更なる別の実施例を示す。 本発明にかかる塗布制御ユニットの作動原理を説明するために供されたダイヤグラムである。 本発明にかかる塗布制御ユニットの放射線センサーに関する４つの実施例を示す。

符号の説明

Ｗ１ マーキングトロリー
２ 放射線センサー
６ 偏向センサー
ＲＳ、ＲＳ’ 基準信号
１ａ 塗布ユニット
ＳＦ 競技場
ＲＥ 基準面
Ｔ 補助トロリー（または、補助プレート）

Claims (12)

1. 競技場のような地面上にマーキング材を塗布するための移動性塗布ユニット用の塗布制御ユニットであって、
   扇型に広がる電磁基準信号(ＲＳ，ＲＳ’，ＲＳ’’，ＲＳ’’’)を受信して、前記基準信号により定められた基準面（ＲＥ）に対する前記塗布ユニット(１ａ，１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ，１ｊ)の位置を前記受信された基準信号(ＲＳ，ＲＳ’，ＲＳ’’，ＲＳ’’’)に基づいて導き出す、前記塗布ユニット上に配置された放射線センサー（２）と、
   前記基準面（ＲＥ）に対する前記塗布制御ユニットの配向決定手段と、
   を設けたことにより、前記基準面（ＲＥ）に対する前記塗布ユニット(１ａ，１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ，１ｊ)の位置を決定することができ、かつ、特に位置補正の際に、前記塗布ユニット(１ａ，１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ，１ｊ)に対し制御命令を与えるようにされていることを特徴とする塗布制御ユニット。
2. 前記塗布制御ユニットの配向決定手段が、前記基準面（ＲＥ）に対する前記放射線センサー（２）の配向を導き出すようにされていることを特徴とする請求項１に記載の塗布制御ユニット。
3. 前記放射線センサーが、レーザセンサー（２’）であり、かつ、フォトダイオードのようなレーザセンサーの線状配列、または、フォトダイオードのようなレーザセンサーの２次元的配列を有していることを特徴とする塗布制御ユニット。
4. 前記放射線センサーが、前記配向決定手段として設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の塗布制御ユニット。
5. 前記放射線センサーが、レーザセンサー（５）のようなセンサーの空間的な配列を有していることを特徴とする請求項４記載の塗布制御ユニット。
6. 前記配向決定手段が、重力により制御される２軸偏向センサーのような偏向センサー(６，６’、６’’、６’’’)を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の塗布制御ユニット。
7. 前記塗布制御ユニットが、前記塗布ユニット(１ａ，１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ，１ｊ)の位置を指示する指示装置(９)を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の塗布制御ユニット。
8. 前記塗布制御ユニットが、前記制御命令に基づいて前記塗布ユニット(１ａ，１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ，１ｊ)の位置を調整するアクチュエータ装置(８，８’、８’’、８’’’)を有していることを特徴とする請求項１かんら７のいずれか一項に記載の塗布制御ユニット。
9. 競技場のような地面上にマーキングを行なうマーキングトロリー（Ｗ１，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６）であって、補助トロリー（Ｔ）と、マーキング材の塗布ユニットと、請求項１から８のいずれか一項に記載の塗布制御ユニットと、を含むことを特徴とするマーキングトロリー。
10. 前記塗布ユニット(１ａ，１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ，１ｊ)が、前記補助トロリー（Ｔ）に対する位置の調整ができるように設けられていることを特徴とする請求項９に記載のマーキングトロリー。
11. 前記塗布ユニット(１ａ，１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ，１ｊ)が、アクチュエータ装置(８，８’、８’’、８’’’)によって予め定められた方法で位置調整ができるように設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のマーキングトロリー。
12. 前記マーキングトロリーが、回転数を感知する車輪センサー（Ｓ）を有していることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載のマーキングトロリー。

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