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DE10004010A1 - Laser-Entfernungsmesser für Antikollisionsanwendungen - Google Patents

Laser-Entfernungsmesser für Antikollisionsanwendungen

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Publication number
DE10004010A1
DE10004010A1 DE10004010A DE10004010A DE10004010A1 DE 10004010 A1 DE10004010 A1 DE 10004010A1 DE 10004010 A DE10004010 A DE 10004010A DE 10004010 A DE10004010 A DE 10004010A DE 10004010 A1 DE10004010 A1 DE 10004010A1
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DE
Germany
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sensor arrangement
range finder
distance
track
markings
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DE10004010A
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Inventor
Joachim Tiedecke
Egbert Ronald Ivo Cas Visscher
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IDM GmbH
Original Assignee
IDM GmbH
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung für im wesentlichen linear entlang einer Bahn (2) verfahrbare Vorrichtungen (1), mit wenigstens einem in Richtung der Bahn (2) messenden ersten Entfernungsmesser (6), der die Entfernung zu einem benachbarten Objekt (3) auf Basis der Laufzeit eines entlang eines Massstrahls (7) ausgesandten Impulses bestimmt, wobei ein zweiter Entfernungsmesser (8) vorgesehen ist, der eine Position der Vorrichtung (1) relativ zu an der Bahn angeordneten Markierungen (4) bestimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb entlang einer Laufbahn verfahr­ baren Vorrichtung.
Gattungsgemäße Sensoranordnungen sind beispielsweise als Abstandssensoren für Kräne aus dem Stand der Technik be­ kannt. Abstandssensoren werden verwendet, um bei Laufkrä­ nen oder Laufkatzen den Abstand des Krans vom Endpunkt einer Kranbahn oder den Abstand des Krans von einem zwei­ ten, auf derselben Kranbahn fahrenden Kran zu bestimmen und die Motorsteuerung des Krans derart zu beeinflussen, daß bei Unterschreiten eines Mindestabstands die Fahrge­ schwindigkeit des Krans herabgesetzt oder der Kran schließlich vollkommen gestoppt wird. Die bekannten Sen­ soranordnungen arbeiten üblicherweise mit einem Lichtstrahl im Infrarotbereich, dessen Laufzeit zu einem am gegenüberliegenden Objekt angebrachten Reflektor gemessen wird, woraus sich die Entfernung unmittelbar ergibt.
Andere bekannten Sensoren erfassen ein längs der Laufbahn angebrachtes Lineal aus Markierungen, bei dem entweder die Markierungen abgezählt werden und der Sensor auf die­ se Weise die Position ausgehend von einer Startposition errechnet, oder es ist ein sogenannter Greycode aufge­ bracht, bei dem der Sensor auch ohne die Referenz eines Anschlagpunktes innerhalb einer gewissen Genauigkeit er­ mitteln kann, wo der Sensor gerade steht.
Bei den Laufzeitsensoren ergibt sich insbesondere bei langen Kranbahnen im Freien gelegentlich das Problem, daß die Sichtverhältnisse beeinträchtigt werden können. Dies führt bei den zum Teil mehrere hundert Meter langen Krä­ nen beispielsweise bei Nebel dazu, daß das Signal voll­ kommen verloren geht und die damit verknüpfte Sicher­ heitsfunktion ausfällt. Dies gilt auch bei Verwendung von infrarotem Licht, bei dem die Reichweite etwa der doppel­ ten optischen Sichtweite entspricht. Derartige Konditio­ nen treten insbesondere in Hafenbereichen relativ häufig ein.
Inkrementale Sensoren unterliegen keinen Einschränkungen durch begrenzte Sichtweiten bei Nebel, sie erfordern je­ doch in der einfachen Version, bei der lediglich Markie­ rungen eines Maßbandes abgezählt werden, am Beginn der jeweiligen Messung eine Referenzierungsfahrt, bei der der Endanschlag detektiert wird. Dieser Fall tritt beispiels­ weise bei einem Stromausfall ein. Die Codierung von Kran­ bahnen mit dem Greycode-Verfahren ist aufwendig und ent­ sprechend teuer, da über die gesamte Länge der Kranbahn die Codierung eine eindeutige Positionsbestimmung ermög­ lichen muß.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, bei denen technisch relativ einfache Sensormittel eine hohe Genau­ igkeit ermöglichen, am Beginn einer Messung oder Strom­ ausfall keine Referenzierungsfahrt erforderlich ist und die Verwendung von einfachen Markierungen entlang der Kranbahn ausreichend ist.
Diese Aufgabe wird von einer Sensoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weil neben dem Entfer­ nungsmesser für den absoluten Abstand zu einem benachbar­ ten Objekt auf Basis der Laufzeit ein zweiter Entfer­ nungsmesser vorgesehen ist, der eine Position der Vor­ richtung relativ zu an der Bahn angeordneten Markierungen erfaßt, kann am Beginn einer Messung über den Lauf­ zeitsensor zunächst mit der inhärenten Genauigkeit dieses Sensors die Position bestimmt werden. Die exakte Position mit einer Genauigkeit im Bereich von wenigen Millimetern kann dann über den Inkrementalsensor erfaßt werden. Wenn während des Betriebs sich die Sichtbedingungen ver­ schlechtern, kann der Inkrementalsensor über das Herauf- oder Herunterzählen der Bahnmarkierungen die Position kontinuierlich weiterverfolgen und ermitteln, auch wenn der Laufzeitsensor unterbrochen ist. Der Inkrementalsen­ sor kann dabei in besonders einfacher Weise mit einzelnen Markierungen entlang der Bahn arbeiten und benötigt keine Codierung, da die Anfangsinformation von dem Laufzeitsen­ sor übermittelt wird.
Der zweite Sensor ist vorzugsweise ein Inkrementalsensor, der ein ortsauflösendes Detektormittel und eine Optik zur Projektion der Markierungen auf das Detektormittel auf­ weist. Mit diesen Merkmalen sind relativ preiswerte Sen­ soren realisierbar, die dennoch eine Genauigkeit im Be­ reich von 1 mm erreichen. Die Fortschreibung des Ortes bei unterbrochenem Laufzeitsensor wird besonders einfach möglich, wenn die Markierungen in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, beispielsweise in Abstände von jeweils einem Meter. Weiter können die Markierungen bestimmten Objekten entlang der Laufbahn zugeordnet sein und gegebe­ nenfalls in unregelmäßigen Abständen angeordnet sein, wenn nicht die absolute Entfernung von dem Endpunkt der zu ermittelnde Wert ist, sondern eine relative Position zu dem markierten Objekt angefahren werden soll. Eine derartige Anforderung besteht beispielsweise bei Aufzü­ gen, die eine definierte Position bezüglich einer Gescho­ ßebene eines Gebäudes anfahren müssen.
Es kann weiter vorgesehen sein, daß der erste und/oder der zweite Entfernungsmesser dazu vorgesehen ist, Daten mit dem Meßstrahl zu übertragen. Im Falle von zwei Krä­ nen, die eine gemeinsame Kranbahn benutzen, kann so die Information über Position, Geschwindigkeit und relative Abstand der Kräne jeweils in beiden Kränen vorliegen. Bei Ausfall eines Sensorsystems kann das jeweils andere Sen­ sorsystem die kompletten Bewegungsdaten beider Kräne er­ mitteln und redundant vorhalten.
In einer konkreten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß ein gemeinsames Auswertmittel für den ersten und den zweiten Entfernungsmesser vorgesehen ist. Dieses Auswert­ mittel kann dann aus beiden Signalen die Position mit ei­ ner großen Zuverlässigkeit und Genauigkeit errechnen. Weiter kann vorgesehen sein, daß der erste Entfernungs­ messer oder ein dritter Entfernungsmesser die Entfernung zu einem ebenfalls entlang der Laufbahn beweglichen Ob­ jekt, beispielsweise einem zweiten Laufkran, mißt und die Position des beweglichen Objekts an den ersten Entfer­ nungsmesser oder an das Auswertemittel übertragen wird. In diesem Fall liegen sowohl Informationen über den Ab­ stand zu einem festen Bezugspunkt als auch die Informati­ on über den Abstand zum nächsten relativ beweglichen Ob­ jekt vor. Weiter kann vorgesehen sein, daß das Auswert­ mittel dazu eingerichtet ist, die von dem ersten und dem zweiten Entfernungsmesser und gegebenenfalls dem dritten Entfernungsmesser miteinander zu vergleichen und die ab­ solute Position, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Vorrichtung auf der Laufbahn sowie gegebenenfalls den Abstand zu einem benachbarten beweglichen Objekt zu be­ rechnen. Bei dieser Ausführungsform werden die kompletten Bewegungsvariablen der verfahrbaren Vorrichtung ermit­ telt, und in Kenntnis der anwendbaren Konstanten kann in jedem Zustand die maximale Dynamik des Systems voll aus­ geschöpft werden.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer entlang einer Laufbahn verfahrbaren Vorrichtung mit we­ nigstens einer Sensoranordnung der oben beschriebenen Art ist folgendes vorgesehen:
  • a) Ermitteln der absoluten Position der Vorrichtung auf der Laufbahn auf Basis des ersten Entfernungsmessers mit einem Meßfehler von weniger als dem halben Abstand zweier benachbarter Markierungen; und
  • b) ermitteln der relativen Position der Vorrichtung zu der nächstliegenden Markierung mit einem geringeren Meßfehler als bei dem Schritt a).
Mit diesem Verfahren ist auf Basis des ersten Entfer­ nungsmessers eine eindeutige Identifizierung der jeweils nächstliegenden Markierung möglich. Die genaue Position relativ zu dieser Markierung kann mit dem zweiten Entfer­ nungsmesser bestimmt werden. Damit ist die Position einer Vorrichtung entlang einer Laufbahn eindeutig festgelegt. Hierbei werden vorzugsweise die Schritte a) und b) gleichzeitig synchron ausgeführt, wodurch Schleppfehler vermieden werden, die bei einer sequentielle Ausführung der Schritte ohne Kompensation zu Differenzen im Messer­ gebnis führen würden.
Wenn weiter vorgesehen ist, daß die absolute Position der Vorrichtung aus der Kombination der Ergebnisse der Schritte a) und b) und einer bekannten Position der Mar­ kierungen ermittelt wird, so wird auch der Absolutwert des Abstandes zwischen der Vorrichtung und einem festen Bezugspunkt, beispielsweise dem Ende der Kranbahn oder eines Aufzugschachtes, eindeutig mit hoher Genauigkeit ermittelbar. Wenn zusätzlich das Ermitteln der vollstän­ digen Bewegungsdaten (Ort, Geschwindigkeit, Beschleuni­ gung) der Vorrichtung vorgesehen ist, so kann bei dem Verfahren der Vorrichtung das volle Geschwindigkeits- und Beschleunigungs- bzw. Bremspotential ausgeschöpft werden.
Wenn weiter vorgesehen ist, die Bewegungsdaten und/oder den Abstand zu einer benachbarten, im wesentlichen gleichartigen Vorrichtung an die benachbarte Vorrichtung zu übertragen, so können auch die Bewegungsdaten der be­ nachbarten Vorrichtung in eine Berechnung der möglichen Bewegungen hinsichtlich Geschwindigkeit, Beschleunigung und Bremsen einbezogen werden. Auf diese Weise kann auch, wenn die beiden Vorrichtungen sich aufeinander zu bewegen, das volle zur Verfügung stehende Geschwindigkeitspo­ tential genutzt werden.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, einen Antrieb der Vor­ richtung derart zu steuern, daß eine Kollision mit den Enden der Laufbahn und/oder der benachbarten gleicharti­ gen Vorrichtung ausgeschlossen wird. Der automatische oder halbautomatische Betrieb von derart ausgestatteten Vorrichtungen wird damit möglich.
Eine vorteilhafte Anwendung der insoweit beschriebenen Sensoren und Verfahren ergibt sich insbesondere bei Lauf­ kränen, Aufzügen und Staplern für Hochregallager.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1: Einen einzelnen Laufkran mit zwei Entfer­ nungsmessern auf Laufzeitbasis bzw. in­ krementaler Basis;
Fig. 2: zwei Laufkräne mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung auf einer gemeinsamen Laufbahn; sowie
Fig. 3: eine Krananlage mit insgesamt drei Lauf­ kränen auf einer gemeinsamen Kranbahn.
In der Fig. 1 ist eine Laufkran 1 in einer Draufsicht dargestellt. Der Laufkran 1 ist entlang einer Kranbahn 2 linear verfahrbar. An einem stirnseitigen Ende der Lauf­ bahn 2 ist eine optischer Reflektor 3 angeordnet. Weiter ist seitlich neben der Kranbahn 2 ein Maßstab aus äquidi­ stant angeordneten Markierungen 4 vorgesehen.
Der Kran selbst trägt einen ersten Entfernungsmesser 6, der durch Aussendung eines gepulsten Meßstrahls 7 entlang einer Meßstrecke die Entfernung zum Reflektor 3 bestimmt. Weiter ist ein zweiter Entfernungsmesser 8 vorgesehen, der durch Aussendung eines kontinuierlichen Meßstrahls 9 die Position relativ zur nächstliegenden Markierung 4 er­ mittelt. Weiter sind der erste Entfernungsmesser 6 und der zweite Entfernungsmesser 8 über Verbindungsleitungen 10 mit einer gemeinsamen Steuerung 11 verbunden, die wie­ derum auch die (nicht dargestellte) Motorsteuerung des Laufkrans 1 birgt.
Im Betrieb wird über den ersten Entfernungsmesser 6 durch Aussendung des Meßstrahls 7 und dessen Laufzeit zum Re­ flektor 3 und zurück die Entfernung des Krans 1 von dem Reflektor 3 bestimmt. Diese Entfernungsbestimmung erfolgt mit einer Genauigkeit, die besser ist als der halbe Ab­ stand des von zwei Markierungen 4 zueinander. Der zweite Entfernungsmesser 8 sendet den beispielsweise kontinuier­ lichen Meßstrahl 9 auf die Markierungen, die ihrerseits wieder von strichförmigen Retroreflektoren gebildet sind. Die nächstliegende Markierung 4 reflektiert das Licht des Meßstrahls 9 und wird über eine Optik beispielsweise auf eine CCD-Zeile abgebildet, deren Auflösung mit 256 Pixeln etwa eine Genauigkeit von 1 mm ermöglicht, falls die Mar­ kierungen einen Abstand von einem Meter voneinander auf­ weisen. Die Steuerung 11 ermittelt nun, in der Nähe wel­ cher Markierung 4 sich der Kran befindet, während die aus dem zweiten Entfernungsmesser 8 gegebene Information die exakte Lage des Krans 1 bezüglich der individuellen Mar­ kierung 4 ergibt. Beide Informationen werden zusammen mit der Kenntnis des Abstandes der einzelnen Markierungen vom Ende der Laufbahn 2 ausgewertet und ergeben damit die ex­ akte, millimetergenaue Position des Laufkrans 1 auf der Laufbahn 2. Diese Messungen werden kontinuierlich fortge­ führt, so daß auch bei einer Unterbrechung des Meßstrahls 7 die Position anhand der Weiterzählung der einzelnen Markierungen 4 kontinuierlich ermittelt werden kann.
In der Fig. 2 ist eine Anordnung aus zwei Laufkränen 1 und 1' dargestellt, wobei gleiche Bauelemente gleiche Be­ zeichnungen wie in der Fig. 1 tragen. Die dem zweiten Laufkran 1' zugeordneten, korrespondierenden Bauelemente sind jeweils mit einem Strich gekennzeichnet. Ergänzend zu der Darstellung gemäß Fig. 1 trägt der Kran 1 einen dritten Entfernungsmesser 13, der entlang eines Meß­ strahls 14 einen Meßimpuls zu einem Reflektor 15 aussen­ det. Der Reflektor 15 ist dabei fest an dem zweiten Lauf­ kran 1' angeordnet. In entsprechender Weise wird ein dritter Entfernungsmesser 13' des zweiten Laufkrans 1' auf den ersten Laufkran 1 ausgerichtet und sendet ein Si­ gnal entlang der Meßstrecke 14' auf den Reflektor 15', der wiederum am ersten Laufkran 1 angeordnet ist. Der zweite Laufkran 1' ermittelt dabei seine Position relativ zu dem dem Reflektor 3 gegenüberliegenden Ende der Lauf­ bahn 2, indem ein Meßstrahl 7' auf einen fest angeordne­ ten Reflektor 3' gerichtet und die Laufzeit eines Impul­ ses gemessen wird.
Bei dieser Vorrichtung kann zunächst jeder der Kräne 1, 1' wie im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben seine absolute Position gegenüber dem Reflektor 3 bzw. 3' mit dem ersten Entfernungsmesser 6, 6' bestimmen. Die Rela­ tivposition zu einer Markierung 4 wird von einem Entfer­ nungsmesser 8, 8' ermittelt, der inkremental arbeitet. Daraus ergibt sich für jede Steuerung 11, 11' in eindeu­ tiger Weise die genaue Position des Laufkrans 1, 1' auf der Laufbahn 2, ohne eine Referenzierungsfahrt durchfüh­ ren zu müssen.
Die relative Entfernung der Laufkräne 1, 1' zueinander wird durch den jeweils dritten Entfernungsmesser 13, 13' mit Bezug auf den gegenüberliegenden Reflektor 15, 15' ermittelt, so daß auch hier in Kenntnis der Bewegungsda­ ten der Kräne 1, 1' die vollständige Information über im Rahmen des Sicherheitsbereichs zulässige Bewegungen vor­ liegen und die Kransteuerung 11, 11' den Kran 1, 1' bei bedarf automatisch verfahren und insbesondere abbremsen kann. Da über die Meßstrahlen 14, 14' alle auf den Kränen 1, 1' vorliegenden Meßdaten vom Entfernungsmesser 13, 13' zu einem im Reflektor 15, 15' integrierten Datenempfänger 16, 16' übertragen werden, liegen insbesondere bei Aus­ fall eines der Sensoren 6, 6', 8, 8' oder 13, 13' noch im­ mer sämtliche Informationen über die Bewegung beider Krä­ ne aus dem jeweils intakt gebliebenen System vor. Die aus drei Sensoren ermittelte Information reicht aus, um die kompletten Bewegungsgleichungen vollständig lösen zu kön­ nen. Insoweit ist eine volle Redundanz des Sensorsystems gegeben.
In der Fig. 3 ist ein weiteres System mit insgesamt drei Laufkränen auf einer Laufbahn 2 vorgesehen. Bei diesen drei Kränen sind im wesentlichen die gleichen Elemente wie in der Fig. 2 vorgesehen. Der jeweils dritte Kran ist mit seinen zugehörigen Bauelementen mit zwei Strichen gekennzeichnet.
Die beiden äußeren Kräne 1, 1" weisen wie in der Fig. 2 jeweils einen ersten Entfernungsmesser 6, 6" zur Bestim­ mung der Distanz zu einem gegenüberliegenden, ortsfesten Reflektor 3, 3" sowie einen Inkrementalsensor mit einem zweiten Entfernungsmesser 8, 8" auf. Der mittlere Kran 1' weist neben dem Inkrementalsensor 8' einen ersten Ent­ fernungsmesser 13' und einen zweiten Entfernungsmesser 23' auf, der die relative Entfernung zu dem jeweils ge­ genüberliegenden Kran 1, 1", genauer gesagt, zu dem Re­ flektor 15', 25', mißt.
Bei diesem System kann jeder der beiden äußeren Laufkräne wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben seine absolu­ te Position auf der Laufbahn 2 auf wenige Millimeter ge­ nau bestimmen. Lediglich der mittlere Kran kann mit den Entfernungsmessern 13', 23' nur die Entfernung relativ zu den benachbarten Kränen 1, 1" ermitteln und die Lage des Meßstrahls 9' bezüglich einer Markierung 4 bestimmen. Für die Errechnung einer absoluten Position auf der Laufbahn 2 ist die Übermittlung der jeweiligen aktuellen Position mindestens eines benachbarten Krans 1, 1" erforderlich.
Auch bei diesem System werden die für jeden Kran relevan­ ten Bewegungsdaten mehrfach ermittelt, nämlich einmal von dem Kran selbst (bzw. von seiner Steuerung 11, 11', 11") und zum anderen von dem jeweils benachbarten Kran, der neben seinen eigenen Bewegungsdaten den Abstand zum Nach­ barkran bestimmt. Eine Datenübertragung von einem Kran zum nächsten stellt folglich sicher, daß auch der benach­ barte Kran einen vollständigen Satz von Bewegungsdaten erhält, der auch dann verfügbar bleibt, wenn einer oder mehrere Sensoren ausfallen.
Durch die Auslegung der Sensoren und die beschriebenen Verfahren wird die Kransteuerung in der Weise sicher, daß die Positionen auch bei Beeinträchtigungen der Sichtweite zuverlässig ermittelt werden können. Die für eine sichere Steuerung des Krans einerseits und für eine maximale Ausnutzung der möglichen Geschwindigkeiten und Beschleuni­ gungen der Kräne andererseits erforderlichen Bewegungsda­ ten, die letztlich zur Lösung der Bewegungsgleichungen führen, liegen vollständig und mehrfach redundant vor. Insofern kann auch bei widrigen Bedingungen und unter Ab­ sicherung gegen Störungen die Kransteuerung halbautoma­ tisch oder vollautomatisch arbeiten. Eine Beeinträchti­ gung der Leistungsfähigkeit durch unnötige Eingriffe in die Kranfahrten wird vermieden.
Eine Ausführung entsprechend dem in Fig. 1 geschilderten Beispiel kann auch beispielsweise für Aufzüge vorgesehen sein, bei denen ein Entfernungsmesser die Absoluthöhe der Kabine bezüglich des Bodens des Aufzugschachtes bestimmt. Ein zweiter Inkrementalsensor mißt dabei die relative Ausrichtung der Aufzugskabine bezüglich einer dem jewei­ ligen Geschoß zugeordneten Markierung. So kann der Aufzug mit hoher Geschwindigkeit ein Geschoß anfahren und be­ reits vor Erreichen der Geschoßmarkierung zum Halt bei diesem Geschoß abbremsen. Wenn dann die Geschoßmarkierung in Sichtweite des Inkrementalsensors, also des zweiten Entfernungsmessers, kommt, kann die Position millimeter­ genau aufgelöst werden und der Fahrstuhl mit großer Ge­ nauigkeit und großer Schnelligkeit exakt an der gewünsch­ ten Position angehalten werden. Die Geschoßhöhe des Ge­ bäudes kann bei diesem Sensorsystem für Aufzüge variabel sein. Es kommt nicht auf den genauen Abstand der Markie­ rungen untereinander an. So kann beispielsweise die Mar­ kierung als reflektierender Streifen bereits vom Aufzug­ hersteller am jeweiligen Türrahmen angebracht werden, oh­ ne daß es hier auf eine exakte Positionierung ankäme. Insbesondere kann der Aufzug auch in einem Notlaufpro­ gramm weiter betrieben werden, wenn einer der beiden Sen­ soren ausfällt. Bei Ausfall des ersten Entfernungsmessers, der die absolute Entfernung zum Boden des Aufzug­ schachtes bestimmt, kann der Aufzug ohne Komfortbeein­ trächtigungen weiter betrieben werden, indem die Markie­ rungen beim Vorbeifahren des Aufzugs herauf- oder herun­ tergezählt werden und so kontinuierlich die Position des Aufzugs weiterverfolgt wird. Lediglich die Aufzugfahrt wird mit einer geringeren als der maximal möglichen Ge­ schwindigkeit ausgeführt werden, damit eine Bremsung der Aufzugskabine rechtzeitig zum Erreichen des vorgesehenen Haltepunktes ausgeführt werden kann. Bei Ausfall des zweiten Entfernungsmessers, also des Inkrementalsensors, wird die Positionierung des Aufzugs bezüglich der jewei­ ligen Geschoßebene beeinträchtigt, so daß im Aufzugaus­ gang eine Stufe entstehen kann. Die Sicherheit des Auf­ zugsbetriebs ist hierdurch jedoch nicht beeinträchtigt.

Claims (16)

1. Sensoranordnung für im wesentlichen linear entlang einer Bahn (2) verfahrbare Vorrichtungen (1), mit we­ nigstens einem in Richtung der Bahn (2) messenden er­ sten Entfernungsmesser (6), der die Entfernung zu ei­ nem benachbarten Objekt (3) auf Basis der Laufzeit eines entlang eines Messstrahls (7) ausgesandten Im­ pulses bestimmt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein zweiter Entfernungsmesser (8) vorgesehen ist, der eine Position der Vorrichtung (1) relativ zu an der Bahn (2) angeordneten Markie­ rungen (4) bestimmt.
2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Sensor (8) ein Inkrementalsensor ist, der ein ortsauflösendes Detektormittel sowie eine Optik zur Projektion der Markierungen (4) auf das Detektormittel aufweist.
3. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen (4) in regelmäßigen Abständen ange­ ordnet sind.
4. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Markierungen (4) bestimmten Objekten entlang der Laufbahn (2) zugeordnet sind und gegebe­ nenfalls in unregelmäßigen Abständen angeordnet sind.
5. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Entfernungsmesser (6, 8) dazu eingerichtet ist, Daten mit dem Messstrahl (7) zu übertragen.
6. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsames Auswertemittel (11) für den ersten und den zweiten Entfernungsmesser (6, 8) vorgesehen ist.
7. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Entfernungsmesser (6) oder ein dritter Ent­ fernungsmesser (13) die Entfernung zu einem ebenfalls entlang der Laufbahn (2) beweglichen Objekt (1') misst und die Position des beweglichen Objekts (1') an den ersten Entfernungsmesser (6) oder an das Aus­ wertemittel (11) übertagen wird.
8. Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertemittel (11) dazu eingerichtet, die von dem ersten und dem zweiten Entfernungsmesser (6, 8) und ggf. dem dritten Entfernungsmesser (13) ermittel­ ten Werte miteinander zu vergleichen und die absolute Position, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Vorrichtung (1) auf der Laufbahn (2) sowie ggf. den Abstand zu einem benachbarten beweglichen Objekt (1') zu berechnen.
9. Verfahren zum Betrieb einer entlang einer Laufbahn (2) verfahrbaren Vorrichtung (1) mit wenigstens einer Sensoranordnung (6, 8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Schritten:
  • a) Ermitteln der absoluten Position der Vorrich­ tung (1) auf der Laufbahn (2) auf Basis des er­ sten Entfernungsmessers (6) mit einem Messfeh­ ler von weniger als dem halben Abstand zweier benachbarter Markierungen (4);
  • b) Ermitteln der relativen Position der Vorrich­ tung (1) zu der nächstliegenden Markierung mit einem geringeren Messfehler als bei dem Schritt a).
10. Verfahren nach Ansprch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schritte a) und b) gleichzeitig ausgeführt werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß fol­ gender Schritt vorgesehen ist:
  • a) Bestimmen der absoluten Position der Vorrich­ tung (1) aus der Kombination der Ergebnisse der Schritte a) und b) und einer bekannten Position der Markierungen (4).
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß fol­ gender Schritt vorgesehen ist:
  • a) Ermitteln der vollständigen Bewegungsdaten (Ort, Geschwindigkeit, Beschleunigung) der Vor­ richtung (1).
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß folgender Schritt vorge­ sehen ist:
  • a) Übertragen der Bewegungsdaten und/oder des Ab­ standes zu einer benachbarten im wesentlichen gleichartigen Vorrichtung (1', 1") an die be­ nachbarte Vorrichtung.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß fol­ gender Schritt vorgesehen ist:
  • a) Steuerung eines Antriebs der Vorrichtung (1) derart, dass eine Kollision mit Enden der Lauf­ bahn und/oder der benachbarten gleichartigen Vorrichtung (1, 1") ausgeschlossen wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß fol­ gender Schritt vorgesehen ist:
  • a) Steuerung eines Antriebs der Vorrichtung (1) derart, dass eine bestimmte Position entlang der Laufbahn mit einer hohen Genauigkeit ange­ fahren wird, wobei die Genauigkeit besser als 1 cm ist, insbesondere bei oder unter 1 mm liegt.
16. Sensoranordnung oder Verfahren nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorrichtung ein Aufzug, ein Laufkran oder ein Stapler eines Hochregallagers ist.
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