WO2014029615A1 - Verfahren zur erhöhung der positionsgenauigkeit eines bewegten objekts - Google Patents

Verfahren zur erhöhung der positionsgenauigkeit eines bewegten objekts Download PDF

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WO2014029615A1
WO2014029615A1 PCT/EP2013/066464 EP2013066464W WO2014029615A1 WO 2014029615 A1 WO2014029615 A1 WO 2014029615A1 EP 2013066464 W EP2013066464 W EP 2013066464W WO 2014029615 A1 WO2014029615 A1 WO 2014029615A1
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antenna arrangement
deviation
track
side antenna
repositioning
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PCT/EP2013/066464
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen KÄPPEL
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for increasing the position accuracy of a moving object, in particular a rail vehicle, at a predetermined breakpoint.
  • balises or other signal transmission devices can be laid in the track or close to the track.
  • the Ba ⁇ Lisen during the approach of the breakpoint are read out by train ⁇ brought antenna devices, which in conjunction with a signal processing in the vehicle unit and an interface for drive control of the train, for example by means of a control loop with the same, the distrhaltege ⁇ accuracy sufficiently reliable allows.
  • These signal processing ⁇ is typically part of a train control or Switzerland horrungsever.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method and a device that allow avoiding the mentioned disadvantages an improved position accuracy (Hal ⁇ tegenautechnik) when starting a breakpoint.
  • the method determines to increase the positi ⁇ onsgenautechnik of a moving object, in particular a rail vehicle, at a predetermined stopping point, subsequent to a first support of the object a deviation between an actual position and a desired position by means of a track-side and an obj ekt Schemeen antenna array becomes. Based on this deviation, a repositioning of the object takes place, wherein the actual position is corrected.
  • the device comprises in particular a trackside and an obj ekt Crue antenna arrangement and a control unit, wherein the control unit is circuitry and / or program ⁇ miertechnisch configured to perform the method ren.
  • the device also expediently comprises an energy storage.
  • control unit is formed in an expedient embodiment of the invention, at least substantially by a microcontroller in which a control program automatically executing the method is implemented.
  • control unit may also be formed, for example, by an application-specific integrated circuit (ASIC) be.
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • control unit is part of an auto ⁇ matic train control (ATC) module.
  • the link-side antenna arrangement sends a breakpoint signal, which is received by the obj ekt Schemeen antenna arrangement as a signal for holding.
  • the deviation can be determined by the control unit, for example in the manner of a running time measurement.
  • the object-side antenna arrangement is moved in an advantageous embodiment of the method for determining the deviation.
  • the vehicle-side or both antenna arrangements can be moved.
  • the deviation being ⁇ averages - particularly a signal value distribution of the emitted signals during a movement of the antenna assembly detects, from which - in particular based on a maximum value.
  • the obj ekt Crue antenna arrangement for example, arranged at the top of a roof of the object and electromotive ent ⁇ long the object longitudinal direction movable. Due to the movable arrangement of the obj ekt Schemeen and / or trackside antenna assemblies or a single antenna and the ability to move the movable antenna assembly by motors, especially electric motors, in the direction of the object longitudinal direction or object movement direction, an additional control loop is implemented.
  • the antenna arrangements are only approximately aligned with one another. Due to the comparatively exact desired positioning of the two antenna arrangements or antennas to each other as a result of the movement is a relatively accurate determination of the deviation from ⁇ of property locations (actual position) from the intended stopping point (target position) allows. Due to the (in comparison to the object typically) significantly smaller mass of the objects to be moved (antenna arrangements) is thus a particularly simple and inexpensive determination and also the increase in position accuracy realized.
  • the path by which the antennas are moved is used as a measure of the deviation between the actual position and the desired position.
  • the object is moved in the same direction as the antenna arrangement. The length of the movement corresponds to the adjustment path of the antenna arrangement.
  • the design of the antenna arrangement and the signals used is preferably such that at conventionally achieved holding tolerance at the first stop an (possibly weak) coupling of the antenna assemblies occurs and the signal processing of Garpunksignals allows Feinjustie ⁇ tion of the movable antenna assembly by a corresponding control of the electric motors.
  • the location accuracy in the determination of the deviation can be further increased by a suitable choice of the antenna size and / or antenna design in conjunction with the selected frequency and other signal properties.
  • a modulated radio signal is sent to the obj ekt kepte antenna arrangement means of the stretch-side antenna arrangement.
  • the track side and / or ej ekt conveniente antenna arrangement comprises in a just as advantageous embodiment of the device, a number of adjacent individual antennas, wherein the individual antennas of the stretched side antenna array radio signals with different signal properties, in particular different frequency, to detect the object movement direction.
  • the detected error is stored after the Neupo ⁇ tioning.
  • This deviation can during a new stop the object at the same point at a later time, that is at a second stop, considered ⁇ , the by the object, for example, braked more sharply or the braking operation is a deviation offset distance corresponding sooner or started later , Conveniently, the distance for each new Garvor ⁇ gear individually used as a corrected hold value.
  • This development takes in particular into account that, for example, the braking performance of a brake object, in ⁇ sequence of aging or wear of the brake devices un- ter different environmental conditions can change over time. The knowledge of the deviation can thus be used on the object side in order to reduce the positioning error in advance by correcting the object position via the driving and braking control.
  • the determined deviation is displayed to an object operator on a display. This advantageously facilitates manual repositioning by means of an obj ect operator.
  • control unit of the device comprises a positioning module for automatic repositioning ⁇ based on the deviation of the first Holds or taking into account the deposited holding value of an earlier holding operation.
  • the fact is used that a condition for an efficient wireless energy transmission from the route to the object is created by the improved accuracy of the comparison of the antenna arrangements.
  • a charging process is started in which an induction signal suitable for energy transmission is sent from the link-side antenna arrangement to the object-side antenna arrangement.
  • the charging energy transmitted thereby is stored in an energy store of the object.
  • the energy transfer can advantageously be about the same chen antenna arrays or individual antennas by the control system is switched off after repositioning achieved, and required for energy transmission induction signal is impressed into the trackside technicians ⁇ nena order.
  • a suitable frequency selection and antenna characteristic By means of a suitable frequency selection and antenna characteristic, an efficient transmission of the energy from the route to the object results, where the energy is stored in the energy store. It is likewise conceivable, for example, for the oppositely positioned antenna arrangements to be used for data transmission between the object and the route.
  • the object to be held is a rail vehicle which is coupled to a device according to the invention.
  • the slide ⁇ nenprofit example frontally an antenna array to receive trackside RFID (radio frequency identifica- tification) signals, such as an RFID tag, as a guide for driving.
  • the vehicle-side antenna arrangement comprises an RFID reader, and the track-side antenna arrangement comprises in particular one or more corresponding RFID transponders.
  • the method and / or a corresponding device can also be used for a number of further applications in which a moving object is to come to a standstill at a certain breakpoint, for example in the case of a material feed of a production process.
  • Figure 1 is a rail vehicle after Directions in egg ⁇ nem area of a track-mounted antenna arrangement
  • FIG 2 shows a rail vehicle according to FIG 1 with a position ⁇ tion module and an energy storage.
  • FIG. 1 shows in simplified form the structure and operation of a device 2 for increasing the position or stopping accuracy of a rail vehicle 4 at a breakpoint H with three trackside antennas, in particular directional antennas, an antenna array or RFID transponders 6a, 6b and 6c.
  • the antennas (transmit antennas ) 6a, 6b and 6c are applied with high-frequency modulated signals Sa, Sb and Sc as pilot signals.
  • the ideal stopping point H 6b in this off ⁇ guide particular directly below the antenna.
  • a receiving antenna (or an RFID reader or reader) 8 facing the track-side transmitting antennae 6a, 6b and 6c is arranged in the roof area of the rail vehicle 2.
  • the signals received by the antenna 8 information of the signals Sa, Sb and Sc are sent to a Steuerein ⁇ unit 10 as a reception signal Se.
  • the trackside antennas 6a, 6b, and 6c continuously and wirelessly generate the signals Sa, Sb, and Sc as low frequency electromagnetic fields Range.
  • the signals received by different antennas 8 signal levels which are easy to separate by frequency or modulation difference and at a suitable Richt characteris ⁇ tik the antennas 6a, 6b, 6c produce very distinctive signal profiles are evaluated and set by the rail vehicle 4 as a distance equivalent and reference variable to approach the Breakpoint H used.
  • the signal intensity of the received RFID information Upon retraction of the rail vehicle into the area of the high-frequency fields, the signal intensity of the received RFID information first increases and, on retraction, decreases again.
  • the deviation A between an actual position I from the ideal breakpoint H can be determined by means of the control unit 10.
  • the control unit 10 calculation ⁇ net monitors the determined holding operation based on the distance and / or speed-specific reception signal Se.
  • the reception signal Se is used after the first stop, to determine the relative Antennenpositi ⁇ on between the antennas 6a, 6b, 6c and the receiving antenna. 8
  • the control unit 10 sends a control signal Sm to an electric motor 12.
  • the antenna 8 is displaceably mounted along the vehicle longitudinal direction L and can be displaced by means of the electric motor 12 along a movement path B.
  • the reception signal Se is continu ously ⁇ evaluated by the control unit 10th Based on Registered signal intensity, the electric motor 12 is controlled so that the antennas 8 and 6b in Wesentli ⁇ chen face.
  • a measuring device 14 coupled to the electric motor 12 detects the displacement path S pos during the displacement, for example by a ripple counting device.
  • Measurement of the motor current and sends the information to a display unit 16, which facilitates a manual repositioning of the rail vehicle 4 for an operator 18.
  • 2 shows an automatic rail vehicle 4 with a positioning module 20 and an energy storage 22.
  • the detected displacement path S pos is transmitted to the positioning module 20.
  • the positioning module 20 sends a positioning signal Sp to the control unit 10 for the automatic repositioning ⁇ of the rail vehicle 4 based on the displacement S pos ⁇
  • the control unit 10 is in this ⁇ leadership in particular an ATC module of the rail vehicle 4 and coupled to the vehicle control.
  • the displacement S pos is deposited as a correction factor in the control unit 10 for a next holding operation.
  • the correction factor can be used by the control unit 10 thus to reduce the positi ⁇ on istsschreib at a Directions to a next stopping point by correcting the vehicle position on the traction and brake control.
  • a charging process is started.
  • a suitable for energy transmission induction signal Si from the directional antenna 6b to the substantially opposite receiving antenna 8 verse ⁇ det.
  • the charging energy transmitted thereby is stored in the energy ⁇ memory 22.
  • the invention can be used to optimize the energy transfer to a parking space of the vehicle, for example overnight.
  • the shark point would not be in a station area, but in a vehicle depot.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (2) zur Erhöhung der Positionsgenauigkeit eines bewegten Objektes (4), insbesondere eines Schienenfahrzeuges, an einem vorgegebenen Haltepunkt (H), bei dem nach einem ersten Halt des Objektes (4) eine Abweichung (A) zwischen einer Istposition (I) und einer Sollposition (H) mittels einer streckenseitigen und einer objektseitigen Antennenanordnung (6a, 6b, 6c, 8) ermittelt wird und anhand dieser Abweichung (A) eine Neupositionierung des Objektes (4) erfolgt, bei der die Istposition (I) korrigiert wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Erhöhung der Positionsgenauigkeit eines beweg¬ ten Objekts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Positionsgenauigkeit eines bewegten Objektes, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, an einem vorgegebenen Haltepunkt .
Für moderne Transportsysteme, beispielsweise automatische Nahverkehrszüge oder Metrosysteme mit Bahnsteigtüren, ist ei¬ ne Mindesthaltegenauigkeit des Zuges bei der Anfahrt eines Haltepunkts erforderlich, sodass zum Beispiel ein Fahrgast- Wechsel über sich hinreichend genau gegenüberliegende Zugtü¬ ren und Bahnsteigtüren ermöglicht wird.
Zur Erzielung der Mindesthaltegenauigkeit sind verschiedene technische Lösungen denkbar. So können beispielsweise soge- nannte Balisen oder andere Signalübertragungseinrichtungen im Gleis oder in Gleisnähe verlegt werden. Dabei werden die Ba¬ lisen während der Anfahrt des Haltepunkts durch am Zug ange¬ brachte Antennenvorrichtungen ausgelesen, was in Verbindung mit einer Signalverarbeitung im Fahrzeuggerät sowie einer Schnittstelle zur Antriebssteuerung des Zuges, zum Beispiel mittels einem Regelkreis mit derselben, die Mindesthaltege¬ nauigkeit hinreichend zuverlässig ermöglicht. Diese Signal¬ verarbeitung ist typischerweise Teil einer Zugbeeinflussungs- beziehungsweise Zugsteuerungslösung .
Aufgrund der vergleichsweisen großen Fahrzeugmasse und den begrenzten Möglichkeiten der Fahr- und Bremssteuerung, verbunden mit der Dynamik bei der Anfahrt und dem Abnutzungsverhalten der beteiligten Einheiten, kann lediglich eine Positi- ons- bzw. Positionsgenauigkeit im Bereich von einigen Dezime¬ tern erreicht werden. Im praktischen Betrieb wird daher die erforderliche Mindesthaltegenauigkeit nicht in allen Fällen erreicht. Wird das Haltefenster nicht getroffen, so erfolgt üblicherweise ein manuell gesteuertes Zurücksetzen des Zuges und eine erneute Anfahrt des Haltepunkts.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die unter Vermeidung der genannten Nachteile eine verbesserte Positionsgenauigkeit (Hal¬ tegenauigkeit) beim Anfahren eines Haltepunkts ermöglichen.
Bezüglich des Verfahrens wird die genannte Aufgabe erfin- dungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Be¬ züglich einer nach einem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Vorrichtung wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbild¬ ungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Verfahrensgemäß ist vorgesehen, dass zur Erhöhung der Positi¬ onsgenauigkeit eines bewegten Objektes, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, an einem vorgegebenen Haltepunkt im An- schluss an einen ersten Halt des Objektes eine Abweichung zwischen einer Istposition und einer Sollposition mittels einer streckenseitigen und einer obj ektseitigen Antennenanordnung ermittelt wird. Anhand dieser Abweichung erfolgt eine Neupositionierung des Objektes, wobei die Istposition korrigiert wird.
Die Vorrichtung umfasst insbesondere eine streckenseitige und eine obj ektseitige Antennenanordnung sowie eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit schaltungs- und/oder program¬ miertechnisch dazu eingerichtet ist, das Verfahren auszufüh- ren. Die Vorrichtung umfasst zudem zweckmäßigerweise einen Energiespeicher .
Die Steuereinheit ist in einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung zumindest im Wesentlichen durch einen Mikrocon- troller gebildet, in dem ein das Verfahren automatisch durchführendes Steuerprogramm implementiert ist. Die Steuereinheit kann alternativ aber auch zum Beispiel durch einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) gebildet sein. Bevorzugterweise ist die Steuereinheit Teil eines Auto¬ matic Train Control (ATC) -Moduls .
Durch die Erfassung der Abweichung und der daraus abgeleitet- en Neupositionierung des Objektes wird die Positions- bzw. Haltegenauigkeit des Objektes am Haltepunkt einfach und kos¬ tengünstig verbessert. Bevorzugterweise versendet die stre- ckenseitige Antennenanordnung ein Haltepunktsignal, welches von der obj ektseitigen Antennenanordnung als Signal zum Hal- ten empfangen wird. Anhand der ermittelten Signalstärkeverteilung der ausgesendeten Signale ist von der Steuereinheit, beispielsweise nach Art einer LaufZeitmessung, die Abweichung ermittelbar . Um sicherzustellen, dass die Abweichung besonders genau ermittelt wird, wird in einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens zur Ermittlung der Abweichung die obj ektseitige Antennenanordnung bewegt. Alternativ können die fahrzeugseitige oder beide Antennenanordnungen bewegt werden. Insbesondere wird während einer Bewegung der Antennenanordnung eine Signalwertverteilung der ausgesendeten Signale erfasst, woraus - insbesondere anhand eines Maximumwerts - die Abweichung er¬ mittelt wird. Hierzu ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die obj ektseitige Antennenanordnung zum Beispiel oben an einem Dach des Objektes angeordnet und elektromotorisch ent¬ lang der Objektlängsrichtung bewegbar. Durch die bewegliche Anordnung der obj ektseitigen und/oder streckenseitigen Antennenanordnungen beziehungsweise einer Einzelantenne und die Möglichkeit, die bewegliche Antennenanordnung durch Motoren, insbesondere Elektromotoren, in Richtung der Objektlängsrichtung beziehungsweise in Objektbewegungsrichtung zu verschieben, wird ein zusätzlicher Regelkreis implementiert.
Herkömmlicherweise stehen die Antennenanordnungen bei konven- tionell erreichter Positionsgenauigkeit lediglich annähernd in miteinander fluchtender Position. Aufgrund der vergleichsweise exakten gewünschten Positionierung der beiden Antennenanordnungen oder Antennen zueinander in Folge der Be- wegung ist eine vergleichsweise genaue Feststellung der Ab¬ weichung des Objektstandorts (Istposition) vom vorgesehenen Haltepunkt (Sollposition) ermöglicht. Durch die (im Vergleich zum Objekt typischerweise) deutlich kleinere Masse der zu verschiebenden Objekte (Antennenanordnungen) ist somit eine besonders einfache und kostengünstige Ermittlung und auch die Erhöhung der Positionsgenauigkeit realisiert.
Mit anderen Worten wird der Weg, um den die Antennen bewegt werden, als ein Maß für die Abweichung zwischen der Istposition und der Sollposition herangezogen. Nach der Bewegung der Antennenanordnung wird das Objekt in die gleiche Richtung wie die Antennenanordnung bewegt. Die Länge der Bewegung entspricht dabei dem Verstellweg der Antennenanordnung.
Die Auslegung der Antennenanordnung und der verwendeten Signale erfolgt bevorzugterweise derart, dass bei konventionell erreichter Haltetoleranz beim ersten Halt eine (gegebenenfalls schwache) Kopplung der Antennenanordnungen eintritt und die Signalverarbeitung des Haltepunksignals eine Feinjustie¬ rung der beweglichen Antennenanordnung durch eine entsprechende Ansteuerung der Elektromotoren ermöglicht. Die Ortungsgenauigkeit bei der Ermittlung der Abweichung ist durch geeignete Wahl der Antennengröße und/oder Antennenbauform in Verbindung mit der gewählten Frequenz und sonstigen Signaleigenschaften weiter erhöhbar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird mittels der streck- enseitigen Antennenanordnung ein moduliertes Funksignal an die obj ektseitige Antennenanordnung versendet. Durch eine ge¬ eignete Modulation der gesendeten Funksignale ist die Beweg¬ ungsrichtung des Objektes anhand der entsprechenden empfangenen Funksignale bestimmbar. Zusätzlich oder alternativ umfasst die streckenseitige und/- oder obj ektseitige Antennenanordnung in einer ebenso vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung eine Anzahl von benachbarten Einzelantennen, wobei die Einzelantennen der strecken- seitigen Antennenanordnung Funksignale mit unterschiedlichen Signaleigenschaften, insbesondere unterschiedlicher Frequenz, zur Erkennung der Objektbewegungsrichtung versenden. Dadurch ist beispielsweise feststellbar, ob das Objekt den (ersten) Halt vor oder hinter dem Haltepunkt erreicht hat. Durch die somit verbesserte erreichbare Positionierung der Antennenanordnungen wird der Versatz der ursprünglichen Anfahrt genauer messbar und kann somit besser genutzt werden, um die Positionsgenauigkeit beziehungsweise die betriebliche Zuverlässig- keit eines korrekten Halts zu verbessern.
Geeigneterweise wird die erfasste Abweichung nach der Neupo¬ sitionierung hinterlegt. Diese Abweichung kann bei einem erneuten Halt des Objekts an derselben Stelle zu einem späteren Zeitpunkt, also bei einem zweiten Halt, berücksichtigt wer¬ den, indem das Objekt zum Beispiel stärker abgebremst oder der Bremsvorgang um eine der Abweichung entsprechende Strecke versetzt früher oder später begonnen wird. Zweckmäßigerweise wird der Abstand für jeden neuen Haltevor¬ gang individuell als korrigierter Haltewert verwendet. Diese Weiterbildung trägt insbesondere dem Umstand Rechnung, dass sich beispielsweise die Bremsleistung einer Objektbremse, in¬ folge von Alterung oder Abnutzung der Bremsvorrichtungen un- ter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen, mit der Zeit ändern kann. Die Kenntnis der Abweichung kann somit objektsei- tig genutzt werden, um den Positionierungsfehler durch eine Korrektur der Objektposition über die Fahr- und Bremssteuerung im Voraus zu verringern.
In einer geeigneten Weiterbildung wird die ermittelte Abweichung einem Obj ektbediener auf einer Anzeige dargestellt. Dadurch ist eine manuelle Neupositionierung mittels eines Ob- j ektbedieners vorteilhaft erleichtert.
In einer besonders bevorzugten Ausführung umfasst die Steuereinheit der Vorrichtung ein Positionierungsmodul zur automa¬ tischen Neupositionierung anhand der Abweichung des ersten Halts oder unter Berücksichtigung des hinterlegten Haltewerts eines früheren Haltevorgangs. Dadurch wird eine Verbesserung des Gesamtsystemverhaltens aufgrund einer Erhöhung der Posi¬ tionsgenauigkeit beziehungsweise der Trefferquote für das Haltegenauigkeitstoleranzfenster in der betrieblichen Praxis erreicht .
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird die Tatsache genutzt, dass durch die verbesserte Genauigkeit der Gegenüberstellung der Antennenanordnungen eine Voraussetzung für eine effiziente drahtlose Energieübertragung von der Strecke zum Objekt geschaffen ist. Hierzu wird nach einer Neupositionierung ein Ladevorgang gestartet, bei dem ein zur Energieübertragung geeignetes Induktionssignal von der stre- ckenseitigen Antennenanordnung an die obj ektseitige Antennenanordnung versendet wird. Die dadurch übertragene Ladeenergie wird in einem Energiespeicher des Objektes gespeichert.
Die Energieübertragung kann vorteilhafterweise über die glei- chen Antennenanordnungen beziehungsweise Einzelantennen erfolgen, indem das Regelsystem nach erreichter Neupositionierung abgeschaltet wird, und das zur Energieübertragung erforderliche Induktionssignal in die streckenseitige Anten¬ nenanordnung eingeprägt wird. Durch eine geeignete Frequenz- wähl und Antennencharakteristik ergibt sich eine effiziente Übertragung der Energie von der Strecke zum Objekt, wo die Energie im Energiespeicher gespeichert wird. Ebenso denkbar ist beispielsweise, dass die gegenüberpositionierten Antennenanordnungen für eine Datenübertragung zwischen Objekt und Strecke genutzt werden.
In der bevorzugten Anwendung handelt es sich bei dem zu haltenden Objekt um ein Schienenfahrzeug, welches mit einer er¬ findungsgemäßen Vorrichtung gekoppelt ist. Hierdurch ist ein exakteres Anfahren des vorgesehenen Haltepunkts, zum Beispiel in einem Bahnhofsbereich, ermöglicht. Hierzu weist das Schie¬ nenfahrzeug beispielsweise stirnseitig eine Antennenanordnung zum Empfang von streckenseitigen RFID (Radio Frequency Iden- tification) -Signalen, beispielsweise eines RFID-Tags, als Führungsgröße zur Anfahrt. Bevorzugterweise umfasst die fahr- zeugseitige Antennenanordnung ein RFID-Lesegerät , und die streckenseitige Antennenanordnung umfasst insbesondere einen oder mehrere entsprechende RFID-Transponder . Grundsätzlich kann das Verfahren und/oder eine entsprechende Vorrichtung aber auch für eine Anzahl weiterer Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ein bewegtes Objekt an einem bestimmten Haltepunkt zum Stillstand kommen soll, beispielsweise bei ei- ner Materialzuführung eines Produktionsprozesses.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: FIG 1 ein Schienenfahrzeug nach erfolgter Anfahrt in ei¬ nem Bereich einer streckenseitig montierten Antennenanordnung, und
FIG 2 ein Schienenfahrzeug nach FIG 1 mit einem Position¬ ierungsmodul und einem Energiespeicher.
FIG 1 stellt vereinfacht den Aufbau und die Funktionsweise einer Vorrichtung 2 zur Erhöhung der Positions- oder Haltegenauigkeit eines Schienenfahrzeugs 4 an einem Haltepunkt H mit drei streckenseitigen Antennen, insbesondere Richtantennen, einem Antennenarrayoder RFID-Transpondern 6a, 6b und 6c dar. Die Antennen (Sendeantennen) 6a, 6b und 6c werden mit hochfrequenten, modulierten Signalen Sa, Sb und Sc als Pilotsignale beaufschlagt. Der ideale Haltepunkt H ist in dieser Aus¬ führung insbesondere direkt unter der Antenne 6b.
Eine den streckenseitigen Sendeantennen 6a, 6b und 6c zugewandte Empfangsantenne (bzw. ein RFID-Reader oder -Lesegerät) 8 ist im Dachbereich des Schienenfahrzeugs 2 angeordnet. Die von der Antenne 8 empfangenen Informationen der Signale Sa, Sb und Sc werden als ein Empfangssignal Se an eine Steuerein¬ heit 10 gesendet. Die streckenseitigen Antennen 6a, 6b und 6c erzeugen kontinuierlich und drahtlos die Signale Sa, Sb und Sc als elektromagnetische Hochfrequenzfelder mit geringer Reichweite. Die von unterschiedlichen Antennen 8 empfangenen Signalpegel, die durch Frequenz oder Modulationsunterschiede einfach zu trennen sind und bei geeigneter Richtcharakteris¬ tik der Antennen 6a, 6b, 6c sehr prägnante Signalverläufe produzieren, werden ausgewertet und vom Schienenfahrzeug 4 als Abstandsäquivalent und Führungsgröße zur Annäherung an den vorgegebenen Haltepunkt H herangezogen.
Bei einem Einfahren des Schienenfahrzeugs in den Bereich der Hochfrequenzfelder nimmt die Signalintensität der empfangenen RFID-Informationen zunächst zu und bei einem Herausfahren wieder ab. Anhand der registrierten Signalintensitätsverteilung beziehungsweise mittels Vergleich der registrierten Signalintensität mit dem Maximumwert ist mittels der Steuer- einheit 10 die Abweichung A zwischen einer Istposition I vom idealen Haltepunkt H bestimmbar. Die Steuereinheit 10 berech¬ net und überwacht somit den ermittelten Haltevorgang anhand des abstands- und/oder geschwindigkeitsspezifischen Empfangssignals Se.
Bei einem ersten Halt des Schienenfahrzeugs 4 - im Anschluss an eine Anfahrt an den Haltepunkt H - wird das Schienenfahr¬ zeug 4 anhand des ausgewerteten Empfangssignals Se angehal¬ ten. Hierbei können mitunter kleine Abweichungen von der ide- alen Halteposition H, beispielsweise aufgrund von Witterung oder Abnutzungserscheinungen der Bremsen, entstehen. Um diese Abweichungen A zu kompensieren, wird das Empfangssignal Se nach dem ersten Halt genutzt, um die relative Antennenpositi¬ on zwischen den Antennen 6a, 6b, 6c und der Empfangsantenne 8 zu ermitteln. Aufgrund der ermittelten, vorhandenen Abweichung A versendet die Steuereinheit 10 ein Steuersignal Sm an einen Elektromotor 12.
Die Antenne 8 ist entlang der Fahrzeuglängsrichtung L ver- schiebebeweglich gelagert und mittels des Elektromotors 12 entlang einer Bewegungsstrecke B verschiebbar. Während eines Verschiebens der Antenne 8 wird das Empfangssignal Se konti¬ nuierlich von der Steuereinheit 10 ausgewertet. Anhand der registrierten Signalintensität wird der Elektromotor 12 derart gesteuert, dass sich die Antennen 8 und 6b im Wesentli¬ chen gegenüberstehen. Eine mit dem Elektromotor 12 gekoppelte Messeinrichtung 14 erfasst den Verschiebeweg Spos während des Verschiebens , beispielsweise durch eine Ripple-Counting-
Messung des Motorstroms, und versendet die Informationen an eine Anzeigeeinheit 16, die ein manuelles Neupositionieren des Schienenfahrzeugs 4 für einen Bediener 18 erleichtert. In FIG 2 ist ein automatisches Schienenfahrzeug 4 mit einem Positionierungsmodul 20 und einem Energiespeicher 22 dargestellt. Im Unterschied zu der Ausführungsform nach FIG 1 wird der erfasste Verschiebeweg Spos an das Positionierungsmo¬ dul 20 übermittelt. Das Positionierungsmodul 20 sendet ein Positionierungssignal Sp an die Steuereinheit 10 zur automa¬ tischen Neupositionierung des Schienenfahrzeugs 4 anhand des Verschiebewegs Spos · Die Steuereinheit 10 ist in dieser Aus¬ führung insbesondere ein ATC-Modul des Schienenfahrzeugs 4 und mit der Fahrzeugsteuerung gekoppelt.
Der Verschiebeweg Spos wird als ein Korrekturfaktor in der Steuereinheit 10 für einen nächsten Haltevorgang hinterlegt. Dadurch wird insbesondere dem Umstand Rechnung getragen, dass sich beispielsweise die Bremsleistung des Fahrzeugs infolge Alterung oder Abnutzung sowie unterschiedlicher Umgebungsbedingungen mit der Zeit ändern kann. Der Korrekturfaktor kann somit von der Steuereinheit 10 genutzt werden, um den Positi¬ onierungsfehler bei einer Anfahrt an einen nächsten Haltepunkt durch eine Korrektur der Fahrzeugposition über die Fahr- und Bremssteuerung zu verringern.
In der zweiten Ausführungsform wird nach einem zweiten Halt nach der Neupositionierung des Schienenfahrzeugs 4 ein Ladevorgang gestartet. Hierbei wird ein zur Energieübertragung geeignetes Induktionssignal Si von der Richtantenne 6b an die im Wesentlichen gegenüberliegende Empfangsantenne 8 versen¬ det. Die dadurch übertragene Ladeenergie wird in dem Energie¬ speicher 22 hinterlegt. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Aus führungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Va rianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbe sondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den verschieden en Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Insbesondere kann die Erfindung genutzt werden, um die Energieübertragung an einem Abstellplatz des Fahrzeugs, zum Beispiel über Nacht, zu optimieren. In diesem Fall wäre der Hai tepunkt nicht in einem Bahnhofsbereich, sondern in einem Fahrzeugdepot .
Bezugs zeichenliste
2 Vorrichtung
4 Schienenfahrzeug
6a, 6b, 6c Sende-/Antenne
8 Empfangs-/Antenne
10 Steuereinheit
12 Elektromotor
14 Messeinrichtung
16 Anzeigeeinheit
18 Bediener
20 Positionierungsmodul
22 Energiespeicher
L Fahrzeuglängsrichtung
B Bewegungsstrecke
H Haltepunkt
I Istposition
A Abweichung
Sa, Sb, Sc Signal
Se Empfangssignal
Si Induktionssignal
Sm Steuersignal
Spos Verschiebeweg

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erhöhung der Positionsgenauigkeit eines be¬ wegten Objektes (4), insbesondere eines Schienenfahrzeu- ges, an einem vorgegebenen Haltepunkt (H) ,
- bei dem nach einem ersten Halt des Objektes (4) eine Abweichung (A) zwischen einer Istposition (I) und einer Sollposition (H) mittels einer streckenseitigen und einer obj ektseitigen Antennenanordnung (6b, 8) ermittelt wird, und
- bei dem anhand der ermittelten Abweichung (A) eine Neupositionierung des Objektes (4) erfolgt, bei der die Istposition (I) korrigiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Ermittlung der Abweichung (A) die obj ektseitige Antennenanordnung (8) bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass während einer Bewegung der Antennenanordnung (8) eine Signalwertverteilung erfasst wird, aus der, insbesondere mittels eines Maximumwertes, die Abweichung (A) erfasst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, das als Maß für die Abweichung (A) ein Verschiebeweg (Spos) der Antennenanordnung (8) herangezogen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, das mittels der streckenseitigen Antennenanordnung (6a, 6b, 6c) , insbesondere mit mindestens drei Antennen, vorzugs¬ weise Richtantennen, ein moduliertes Funksignal (Sa, Sb, Sc) an die obj ektseitige Antennenanordnung (8) versendet wird .
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, das die Abweichung (A) nach der Neupositionierung hinterlegt und bei einem zweiten Halt verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, das die Abweichung (A) auf einer Anzeigeeinheit (16) darge¬ stellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, das nach einer Neupositionierung ein Ladevorgang gestartet wird, bei dem ein zur Energieübertragung geeignetes Induktionssignal (Si) von der streckenseitigen Antennenanordnung (6b) an die obj ektseitige Antennenanordnung (8) versendet und die übertragene Ladeenergie in einem Ener¬ giespeicher (22) des Objekts (4) hinterlegt wird.
Vorrichtung (2) zur Erhöhung der Positionsgenauigkeit ei nes bewegten Objekts (4), insbesondere eines Schienen¬ fahrzeuges, an einem vorgegebenen Haltepunkt (H) , mit ei ner streckenseitigen und einer obj ektseitigen Antennenan Ordnung (6a, 6b, 6c, 8) und mit einer Steuereinheit
(10) zur Bestimmung einer Abweichung (A) zwischen einer Istposition (I) und einer Sollposition (H) des Objekts (4) mittels der streckenseitigen und obj ektseitigen Antennen anordnung (6a, 6b, 6c, 8) nach einem ersten Halt des Objektes für eine anschließende Neupositionierung des Ob¬ jektes ( 4 ) .
Vorrichtung (2) nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, das die obj ektseitige Antennenanordnung (8) oben an dem Objekt (4), insbesondere an einem Dach des Objektes (4), angeordnet und elektromotorisch entlang der Objektlängsrichtung (L) bewegbar ist.
11. Vorrichtung (2) nach Anspruch 9 oder 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, das die streckenseitige und/oder obj ektseitige Antennenanord¬ nung (6a, 6b, 6c, 8) eine Anzahl von benachbarten Einzelantennen (6a, 6b, 6c) umfasst, die Funksignale (Sa, Sb, Sc) mit unterschiedlichen Signaleigenschaften, insbesondere unterschiedlicher Frequenz oder Modulation, zur Erkennung der Objektbewegungsrichtung versenden.
12. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, das die Steuereinheit (10) ein Positionierungsmodul (20) zur automatischen Neupositionierung des Objekts (4) umfasst.
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