-
Verfahren zur Neueinstellung der beweglichen Glieder eines Gerätes
zur Anzeige des Standorts von Fahrzeugen in einer Landkarte Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur richtigen Neueinstellung der beweglichen Glieder nach dem K&rtenwechsel
bei einem Gerät zur Anzeige des Standorts von Fahrzeugen in einer Landkarte, bei
dem zwei senkrecht zueinander bewegliche Glieder, die zueinander am dem Standort
entsprechenden Kartenpunkt eine Markierung bewirken, entsprechend den beiden, von
einem Navigationsrechner ausgegebenen Wegkomponenten verstellt werden und bei dem
außerdem von außen betätigbare Einstellglieder für die beweglichen Glieder vorgesehen
sind und bei dem schließlich ein Speicher zur kurzzeitigen Speicherung von Bezugskoordinaten
vorhanden ist.
-
Bekanntlich ergeben sich bei der automatischen Standortanzeige von
Fahrzeuge in einer Karte dann Schwierigkeiten, wenn aufgrund der Fahrzeugbewegung
die den Standort beseichnende Markierung über den Rand des Kartenblatts hinaus bewegt
wird. In diesem Falle muß das Kartenblatt gewechselt und die Markierung auf den
Standort des Fahrzeugt im neuen Kartenblatt eingestellt werden. Es ist bekannt,
hierzu die Standortkocrdinaten anzuzeigen und die markierung entsprechend den angezeigten
Standortkoordinaten einzustellen.
-
Diese Art der Neueinstellung ist zu ungenau und zumindest bei fahrendem
Fahrzeug auch unbequem und zeitraubend. Man hat aus diesem Grunde bereits Kartengeräte
konstruiert, -bei denen bei Erreichen der Randbegrenzung der Karte ein automatischer
Kartenwechsel sowie eine automatische Verstellung der Markierung um die Breite bzw.
Höhe der Karte vorgenommen wird (DAS 1 222 275 - Spalte 1).
-
Derartig hochgezüchtete Geräte bedingen einen relativ hohen technischen
Avfwand, der nur bei schnellfliegenden Flugzeugen gerechtfertigt ist. Dagegen ist
es für relativ langsam fahrende Fahrzeuge nicht sinnvoll, derart hochentwickelte
und damit teure Geräte zum Einsatz zu bringen.
-
Trotzdem ist es jedoch bei Kartengeräten für die beschriebene Fahrzeugart
von Interesse, den Kartenwechsel und die Neueinstellung der Markierung schnell und
exakt vornehmen zu können.
-
Zur Lösung dieses Problems ist bereits ein Kartengerät bekannt geworden
(DAS 1 222 275), bei dem neben den Stellgliedern für die als Lichtpunkt ausgebildete
Markierung noch zwei in den Komponentenrichtungen manuell einstellbare
Stellvorrichtungen
vorhanden sind. Die betriebsmäßige, durch den Rechner bedingte Verstellung der,
Stellglieder beeinflußt die Stellvorricht'an,gen normalerweise nicht, jedoch überträgt
sich diese Verstellung auf die Stellvorrichtungen, wenn die Stellglieder am Kartenrand
an die Stellbereichsgrenze anstoßen. Andererseits werden mit der Verstellung der
Stellvorrichtungen die Stellglieder mitbewegt. Dieses Zusammenspiel wird durch Differentiale
und einen größeren Verstellwiderstand der Verstellvorricht;tingen erreicht.
-
Außerdem sind; auch noch Zählwerke vorgesehen, die manuell einstellbar
sind und bei deren Einstellung eine. Verstellung der Stellglieder bewirkt wird.
Andererseits bewirkt eine Verstellung der Stellglieder und bei Erreichen des Kartenrands
der Stelivorrichtungen durch den Rechner' solange keine Änderung des Zählerstands
als nicht sowohl die Steliglieder als auch die Stellsorrichtungen am Kastenrand
angelangt sind. Auch dieses Zusammenspiel wird durch Differentiale und höhere Verstellwiderstände
erreicht.
-
Bei dem oben beschriebenen Gerätwird nach dem Sartenwechsel wie folgt
vorgegangen: Die Verstellvorrichtungen werden auf einen Bezugspunkt in der neuen
Karte gestellt.
-
Danach werden die Zählwerke solange verstellt, bis in ihnen der Bezugspunkt
eingespeichert ist. Durch die zuerst erfolgte Mitverstellung der Stellglieder mit
der Einstellung der Verstellvorrichtungen auf den Bezugspunkt sowie durch die Verstellung
der Stellglieder relativ zu den Stellvorrichtungen bei der Einstellung der Zählwerke
auf die Bezugskoordinaten kommt es zur richtigen manuellen Einstellung der Stellglieder
und damit der Markierung. Bei diesen Gerä' karai' zwar die Neueinstellung der Markierung
nach Kartenwechsel
schnell und genau durchgeführt werden, Jedoch
ist auch hier der zur Erzielung dieses Ergebnisses benötigte Aufwand an teurer Mechanik
erheblich.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren
zur richtigen Neueinstellung der beweglichen Glieder eines Kartengeräts nach Kartenwechsel
zu schaffen, mit dem die Neueinstellung genauso schnell und exakt wie bei dem bekannten
Verfahren durchgeführt werden kann, bei dem sich jedo'ch der Aufwand zur Erzielung
dieses Ergebuisses in bedeutend engeren Grenzen hält.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß nach dem artenweehsel
mit Hilfe der von außen betätigbaren Stellglieder die Markierung auf einen Soordinatenpunkt
gesetzt wird, dessen Koordinatenwerte an der Karte exakt abgelesen werden können
(Bezugskoordinaten), daß diese Bezugskoordinatenwerte in einen Istwertspeicher eingegeben
werden, und daß durch Vergleich zwischen den im Istwertspeicher gespeicherten Koordinatenwerten
und den entsprechenden, vom Rechner zur Verfügung gestellten'Sollkoordinatenwerten
elektrische Signale zur Nachführung der Markierung auf die Sollwerte abgeleitet
werden.
-
Man kann das erfindungsgemäße Verfahren sowohl bei Blattkarten als
auch bei Rollkarten einsetzen. Bei Rollkartengeräten kann sich die Anwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens auf die quer zur Bewegungsrichtung der Rollkarte liegende
Richtung beschrinksa.
-
Aus der obigen Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt
sich, daß zusätzliche Stellvorrichtungen, Differentiale und die Erzeugung von unterschiedlichen
Verstellwiderständen
bei der Erfindung nicht benötigt werden. Trotzdem werden die gleichen Vorteile,
nämlich eine exakte und leicht zu handhabende Neuegnstellung der Markierung>
erzielt.
-
Der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere
der automatischen Lichtpunktnachführung benötigte elektronische Aufwand ist keineswegs
sehr umfangreich. Vorzugsweise wird als Istwertspeicher je ein Zähler für jede Koordinate
verwendet und es wird jeweils eine der Verschiebung der Markierung in jeder Koordinatenrichtung
entsprechen -de Impulszahl gebildet, die dem entsprechenden Zähler zugeführt wird
und dessen Zählerstand jeweils auf den augenblicklichen Koordiantenwert der Markierung
bringt. Man schaffl sich also, wie aa diesem Beispiel gezeigt, Nachführkreise, über
die die beweglichen Stellglieder solange eine Nachführung erfahren, bis die im Istwertspeicher
gespeicherten Koordinaten gleich dem vom Rechner ausgegebenen Koordinaten sind.
Vorzugsweise bleiben die Nachführkreise auch im normalen Betriebsfall in Wirkung,
so daß bei jeder Veränderung der vom Rechner ausgegebenen Koordinatenwerte eine
autoratische Nachführung der Markierung über die Nachführkreise erfolgt. Eine zusätzliche
Steuerung für die beweglichen Stellglieder kann damit entfallen. Eine Unterbrechung
der Regelkreise muß hier nur solangen vorgenommen werden, bis die Markierung auf
dem Bezugspunkt gesetzt ist und die Einspeicherung dieser Koordinatenwerte in den
Istwertspeicher vorgenonen ist. Es muß hier noch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen
Verfahrens erwähnt werden, der darin zu sehen ist, daß die Neueinstellung der beweglichen
Glieder auch bei sich fortlauZend ändernden Standertkoordinaten des F>hrzcugs
gor sich gehen kann
Bei der Verwendung eines Zählers als Istwertspeicher
wird vorzugsweise das Vergleichsglied für jede Koordinatenrichtung so ausgelegt,.daß
es je nach Abweichung des Istwerts vom Sollwert in die eine oder andere Richtung
eines von zwei Toren öffnet und damit Impulse durchläßt, die einmal zur Verschiebung
der Markierung und zum anderen zur Änderung des Zählers tands ausgenutzt werden
Es ist Jedoch auch möglich, durch das Vergleichsglied je nach dem, in welcher Richtung
der Istwert vom Sollwert abweicht, den Antriebsmotor für jedes Stellglied in unterschiedlicher
Polung an eine Gleichspannungsquelle zu legen. In dieser Falle müssen- durch die
Bewegung der Stellglieder Impulse es2;eugtwrrden, die den Istwertspeicher verstellen.
Wird anstelle eines Zählers ein Sodierschalter als Istwertspeicher benutzt, so muß
mit der Bewegung des entsprechenden Stellglieds die Verstellung dieses Kodierschalters
einhergehen.
-
In die warte von Eartengeräten uB häufig auch die Einfallsrichtung
der Wellen eines mit einem Funkpeiler angepeilen Senders eingetragen werden. Dieser
Vorgang kann gemäß weiterer Erfindung dadurch erleichtert werden, daß bei stehendem
Fahrzeug in den einen Rechnereingang der ermittelte Peilwinkel gegenüber einerBezugsrichtung
und an dem anderen Eingang des Rechners, an dem sonstizum Beispiel von einer Tachowelle)
Weginkremente eingegeben werden, diesen Inkrementen entsprechende Signale eingegeben
werden. Hierdurch wird eine Bewegung des Fahrzeugs in Richtung der eingefallene:
Funkwellen simuliert. Nach einiger Zeit wird ein Punkt des simulierten Wegs herausgegriffen.
Die Verbindung dieses Punktes mit dem Standort ergibt den Eintrag der Peilrichtung
in der Karte. Hierdurch wird die Eintragung des Winkels in die Karte gegenüber einer
Handeintragung mit Hilfe eines Winkelmessers wesentlich erleichtert und beschleunigt.
-
Anhand der in der Zeichnung niedergelegten Ausführungsbeispiele zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll die Erfindung näher erläutert
werden.
-
Die Figur 1 zeigt hierbei eine schematische Darstellung von Rechner
und Kartengerät, während die Figuren 2 bis 4 Schaltungen beinhalten, die für die
Nachführung jeweils eines Stellglieds des Kartengeräts geeignet sind.
-
Die beiden Eingangsklemmen des Rechners 3 an denen, einerseits die
Kursreferenz des Kurskreisels und andererseits die Weginkremente, also Signale,
die dem zurückgelegten Weg entsprechen , zugeführt werden , sind mit 1 und 2 bezeichnet.
Der Rechner 3 ist derart ausgelegt, daß er an seinen Ausgangsklemmen 4 und 5 die
Koordinaten X und Y des Fahrzeugstandorts in digitaler Form abgibt. Diese digitalen
Werte werden dem Blatt-Kartengerät 6 zugeführt, auf dem ein Kartenblatt 7 aufgelegt
ist, das mit einem U!M-Gitternetz 8 versehen ist. Durch die in zwei zueinander senkrechten
Richtungen beweglichen, nicht sichtbaren Stellgliede des Kartengeräts 6 wird entspredi
end dem vom Rechner aus gebenen Koordinaten eine Verstellung der als unter dem gartenblatt
befindlichen Lichtpunkt 9 ausgebildeten Markierung bewirkt.
-
Wandert nun der Lichtpunkt 9 im Verlaufe einer Fahrzeugfahrt an einen
der vier Kartenränder, so wird er trotz weiterer Koordinatenänderung am Weiterwandern
gehindert.
-
Bei Kartenblattwechsel Bt somit ein Versetzen des Lichtpunkts 9 um
die Höhe oder Breite des Kartenblatts sicht möglich, wenn nicht gerade bei Erreichen
des Kartenrands das Fahrzeug angehalten wird. Erfindunsgemäß' werden die@@@ Schwierigkeiten
dadurch
behoben, daß nach dem Kartenblattwechsel der Lichtpunkt mittels der auf die Stellglieder
einwirkenden Rändelräder 10 auf einen Punkt 9a gesetzt wird, dessen Koordinaten
der Karte leicht entnommen, zum Beispiel abgelesen werden können oder bekannt sind.
Die Koordinatenwerte dieses Punkts 9a werden dann mittels der durch die Knöpfe 11
betätigbaren Kodierschalter in die als Istwertspeicher dienenden Zähler 14 eingegeben.
Während der manuallen Einstellung des Lichtpunkts 9 auf den Punkt 9a und der Einspeicherung
der Koordinatenwerte des Punkts 9a in die Istwertspeicher 14 ist der Nachführkreis
für die Stellglieder außer Betrieb. Nach diesen Maßnahmen wird er wieder geschlossen,
wodurch der Lichtpunkt 9 automatisch und exakt auf den den Standort des Fahrzeugs
entsprechenden Punkt der Satte geführt wird.
-
i Eine Austührungsmöglichkeit für die Lichtpunktnachführung in einer
Koordinatenrichtung zeigt, Figur 2 , in der der Speicher für eine der Standortkoordinaten
mit 12, ein Ver gleichsglied mit 13, der als Istwertspeicher benutzte Zähler mit
14 und der zugehörige Kodierschalter mit 15 bezeichnet ist. ttber den Kodierschalter
15 wird der Zähler 14 manuell auf den einen Koordinatenwert des Bezugspunkts 9a
gebracht.
-
Nach Inbetriebsetzen der Nachführschaltung wird im Vergleich£ glied
13 festgestellt, ob die Koordinate des Bezugspunkts größer oder kleiner als die
entsprechende Koordinate des Standorts oder gleich dieser ist. Bei Ungleichheit
wird abhängig von der Richtung der Abweichung eines der Tore 16 geöffnet, das dann
Impulse des Impulsgenerators 17 über den entsprechend dem Landkartenmaßstab eingestellten
Impulsteiler oder Vervielfacher 18 zu der Einrichtung 19 gelangen läßt, über die
bei jedem Impuls der Schrittmotor 20 angesteuert und um einen Schritt in die eine
oder andere Richtung verdreht wird. Durch den Motor 20 wird auch die Lichtquelle
21
in der einen Koordinatenrichtung verstellt.
-
Die Ausgangsimpulse der Tore 16 gelangen auch zum Zähler 14 und verändern
je nachdem, welches Tor geöffnet' ist1 den Zählerstand in der einen oder anderen
Richtung. Nach kurzer Zeit stimmt der Zählerstand des Zählers 14 mit den Koordinatenwerten
des Speichers 12 überein, was bedeutet, daß die Lichtquelle 21 an einen Punkt der
Karte 7 gebracht-wurde, die der einen Standortkoordinate entspricht.
-
Der Lichtpunkt wird außerdem noch von einer zweiten entsprechenden
Anordnung in die hierzu senkrechte Richtung bewegt. Nach der Neueinstellung wird
der Lichtpunkt durch die beschriebene Anordnung entsprechend den Standortsänderungen
nachgeführt. Anstelle der Einrichtung 19 und des Schrittmotors 20 kann auch ein
Impulsmotor treten, der von de; Impulsen des Generators 17 angetrieben wird und
die Verstellung des Lichtpunkts bewirkt. Ein derartiger Impulsmotor kann zum Beispiel
aus zwei Impulamagaeten bestehen, deren Bewegung in eine Drehbewegung umgesetzt
wird.
-
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 wird der-Gleichstromotor 22 solange
und in solcher Polung an die Spannung der Quelle 23 gelegt, bis der Lichtpunkt den
dem Standort entsprechenden Punkt erreicht hat. Hierzu liefert das Vergleichsglied
13 je nachdem, ob der Koordinatenwert im Istwertspeicher 14 größer oder kleiner
als der Sollkoordinat wert ist auf einer seiner Ausgangsleitungen ein Signal, durch
das mittels des Umschalters 24 die Gleichspannung der Gleichspannungsquelle 23 in
der einen oder anderen Polarität an den Gleichspannungsmotor 22 gelegt wird. Von
der Bewegung des -Motors 22 wird ein Impulserseuger 25 ges-teuert, der über seine
eine Ausgangsleitung eine der Motordrehung entsprechende Impulszahl abgibt und auf
seiner anderen Leitung Je nach
Drehrichtung ein positives oder
negatives Signal abgibt.
-
Durch den Richtungsdiskriminator 26 wird erreicht, daß die vom Generator
25 erzeugte Impulszahl je nach Drehrichtung auf den einen oder anderen Eingang des
Zählers zur Vor--oder Rückwärtszählung gelangt, wobei jeweils noch ein Vervielfacher
oder Teiler 18 vorgesehen ist.
-
Auch hiermit kann die Nachführung des Lichtpunkts durchgeführt werden.
-
Schließlich zeigt die Figur 4'noch ein Ausführungsbeispiel, bei dem
ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 ein Motor (hier ein Xmpulsmotor
27) durch Impulse auf einer seiner beiden Eingangsleitungen gesteuert wird. Als
Istspeicher ist hier jedoch lediglich ein Kodierschalter vorgesehen, dessen Einstellung
mit der Motorbewegung über die mechanische Verbindung 28 geändert wird.
-
Die Rutschkupplung 29 ermöglicht die manuelle Eintellung des Kodierschalters
ohne den Motor 27 mitzùbewegen. -Patentanspruche-