HK1014061B - Vehicle position determining apparatus - Google Patents

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines bewegbaren Fahrzeuges relativ zu einer festen Ortsmarkiervorrichtung (10, 20), dadurch gekennzeichnet, daß:

   die Ortsmarkiervorrichtung (10, 20) eine Spule (22) mit einer mittig liegenden Längsachse (12) und eine Anregungseinrichtung (14; 46, 56) zum Bewirken, daß die Spule (22) ein Magnetfeld einer bestimmten Frequenz und bestehend aus Linien des magnetischen Flusses (18, 26), die sich radial und gebogen nach außen von den Enden der Längsachse (12) erstrecken, aussendet, umfaßt;

   wobei die Vorrichtung eine Sensoreinheit (30) umfaßt, die auf dem bewegbaren Fahrzeug angebracht ist, wobei die Sensoreinheit vier identische Abfühlspulen (A, B, C und D) aufweist, die jeweils auf die Frequenz des Magnetfeldes ansprechen und jeweils eine Hauptachse (32) haben;

   wobei die Sensoreinheit eine Einrichtung (34) zum Halten der Sensorspulen in zwei Paaren (A,B und C,D) umfaßt, wobei deren Hauptachsen (32) in zwei parallelen Ebenen (35 und 36) angeordnet sind, die sich auf dem bewegbaren Fahrzeug befinden, so daß sie sich quer zu der Längsachse (12) der Markiervorrichtung (10, 20) erstrecken, wobei die Hauptachse (32) einer der Abfühlspulen jedes Paares (A,B oder C,D) in einer der beiden Ebenen (35) liegt und die Hauptachse (32) der anderen Abfühlspulen (B oder C) jedes Paares (A,B oder C,D) in der anderen der beiden Ebenen (36) liegt, wobei die Hauptachse (32) der Abfühlspule (A oder D) jeden Paares (A,B und C,D) in einem X-Muster angeordnet ist, bei dem die Hauptachse (32) einer Spule (A oder C) jedes Paares sich senkrecht zu der Hauptachse (32) der anderen Spule (B oder D) jedes Paares erstreckt und bei dem die Hauptachsen (32) jedes Paares sich mittig auf ihrer Länge schneiden, um einen Mittelpunkt (40, 42) für jedes Paar der Abfühlspulen zu definieren, wobei die Mittelpunkte (40, 42) des Abfühlspulenpaares um eine feste Referenzentfemung entlang einer Basislinie (44) voneinander beabstandet sind, wobei die Basislinie (44) von der Hauptachse (32) jeder der Abfühlspulen unter einem Winkel von 45°C geschnitten wird;

   mit einer Schalteinrichtung (56-66) zum Erhalten eines Positionssignals von jeder der Abfühlspulen (A, B, C, D) in Antwort auf deren Durchlauf durch das Magnetfeld;

   und einer Einrichtung (68) zum Berechnen von Y- und X-Koordinatenwerten aus den Positionssignalen und aus den Winkelbeziehungen zwischen den Abfühlspulen, die die Position der Abfühleinheit relativ zu der Ortsmarkiervorrichtung (10, 20) anzeigen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zwei parallelen Ebenen (35 und 36) senkrecht zu der Längsachse (12) der Markiervorrichtung (10, 20) erstrecken.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungseinrichtung (14) eine Quelle für Wechselstrom aufweist, die mit der Spule der Ortsmarkiervorrichtung (10, 20) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (34) zum Halten der Sensorspulen (A, B, C, und D) eine Tafel (34) mit gegenüberliegend einander zugewandten im wesentlichen parallelen Flächen (38 und 39) aufweist, wobei eine Sensorspule (B und C) jedes der beiden Paare auf einer der parallelen Flächen (38) angeordnet ist und die andere Sensorspule (A und D) jedes der beiden Paare auf der anderen der parallelen Flächen (39) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tafel (34) durch eine Schaltkarte (34) gebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (56-66) zumindest teilweise aus Schaltelementen auf der Schalttafel (34) besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte (40, 42) der Abfühlspulenpaare (A, B, C und D) sich auf der Schaltkarte (34) befinden.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungseinrichtung (46, 56) von dem bewegbaren Fahrzeug getragen wird und eine Antenneneinrichtung (46) zum Aussenden einer Frequenz umfaßt, die so angepaßt ist, daß sie induktiv die Spule der Ortsmarkiervorrichtung (10, 20) anregt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenneneinrichtung (46) von der Tafel (34) getragen wird und durch eine Antennenschleife (46) gebildet wird, die die genannten Spulenpaare (A,B und C,D) umgibt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, so gelesen, daß sie von Anspruch 5 abhängen, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenneneinrichtung (46) auf der Schaltkarte (34) gebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung Filter- und Verstärkerelemente zum Verstärken des Signals aus jedem der Abfühlspulen (A, B, C, D), eine Einrichtung (66) zum Umwandeln jedes der verstärkten Signale aus der analogen in die digitale Form umfaßt und daß die Einrichtung (68) zum Berechnen einen Mikroprozessor (68) umfaßt, dem die umgewandelten Signale zugeführt werden.
12. Sensoreinheit, dazu ausgelegt, daß sie auf einem bewegbaren Fahrzeug angebracht wird, um die Position des Fahrzeuges relativ zu einem festen Ortsmarkierer (10, 20) zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit zwei Paare (A,B und C,D) Sensorspulen aufweist, wobei jede Sensorspule (A, B, C, D) eine Längsachse (32) hat, wobei jedes der Sensorspulen-Paare (A,B und C,D) in einem X-Muster angeordnet ist, bei dem ihre Längsachsen (32) sich mittig und senkrecht schneiden, um für jedes der Sensorspulen-Paare einen Mittelpunkt (40, 42) zu definieren, mit einer Einrichtung (34) zum Anbringen der Sensorspulen-Paare mit ihren Mittelpunkten (40 und 42) um eine feste Referenzentfemung beabstandet entlang einer Basislinie (44), die die Längsachse (32) jeder der Sensorspulen (A, B, C, D) unter einem Winkel von 45°C schneidet; und wobei die Längsachse (32) der Sensorspulen (A, B, C, D) jedes der Paare (A, B, C, D) auf gegenüberliegenden Seiten (38 und 39) von und sich parallel erstreckend zu einer gemeinsamen Mittelebene angeordnet sind;

    mit einer Schalteinrichtung (56-66), die mit jeder der Sensorspulen (A, B, C, D) verbunden ist, um davon ein Positionssignal zu erhalten; und

    einer Einrichtung (38) zum Erhalten von Y- und X-Koordinatenwerten, die die Position des bewegbaren Fahrzeugs angeben, aus den Positionssignalen und der festen Referenzentfemung.
13. Sensoreinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Mittelebene durch eine Schaltkarte (34) gebildet ist.
14. Sensoreinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (56-66) zumindest teilweise auf der Schaltkarte (34) vorgesehen ist.
15. Sensoreinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkarte (34) mit einer Antenne (46) versehen ist.
16. Sensoreinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (46) die Sensorspulen-Paare (A,B und C,D) umgibt und sich im wesentlichen in der gemeinsamen Ebene befindet.