DE3139906A1

DE3139906A1 - "kursvorgabeeinrichtung fuer fahrzeuge"

Info

Publication number: DE3139906A1
Application number: DE19813139906
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Osaka Tsumura
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-08
Filing date: 1981-10-07
Publication date: 1982-05-27
Also published as: JPS6259804B2; CA1183928A; JPS5764818A; GB2089615B; US4488233A; GB2089615A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kursangabeeinrichtung für Fahrzeuge.

Es wäre von Nutzen, wenn der Kurs, d.h. die vorgesehene Fortbewegungsbahn eines Fahrzeugs wie z. B. eines Kraftfahrzeugs durch ein erzeugtes Signal vergegeben werden könnte. Bekannt ist der Vorschlag, Straßenfahrzeuge mittels eines Detektors dem Verlauf eines auf dem Boden fest verlegten Metallstreifens nachzuführen. i, Di eser Vorschlag ist ersichtlicherweise mit den Nachteilen verbunden^ daß der Metallstreifen bei jeder Änderung der Fortbewegungsbahn neu -verlegt werden müßte. Außerdem wäre diese Methode nur für sich auf ebener Erde fortbewegende Fahrzeuge geeignet, nicht aber für ^ solche mit zusätzlicher vertikaler Bewegungsfreiheit wie Flugzeuge, Geländefahrzeuge usw. :

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kursangabeeinrichtung für Fahrzeuge zu schaffen, die zur Anwendung bei Kraftfahrzeugen, Geländefahrzeugen, Flugzeugen usw. geeignet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurz gefaßt im Patentanspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind im folgenden Beschreibungsteil und in den Unteransprüchen enthalten.

Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin,

a) . die Fahrzeug-Fortbewegungsbahn (Kurs) durch die Schnittlinie

einer ersten Ebene mit einer zweiten Ebene vorzugeben>

b) mindestens die eine der beiden Ebenen als Abstrahlebene- die

durch einen scharf gebündelten Signalstrahl erzeugt wird, '< auszubilden, und

c) das Fahrzeug mit einer Kursenniitlungseinrichtung zu verse- _ί( hen, die Abweichungen des Fahrzeugs von der Fortbewegungsbahn '· in Bezug auf zumindest eine der beiden sich schneidenden

30 Ebenen feststellt.

TER MEER - MÖLLER - STElfoJMElSTER

Prof. Dr. Tsumura FP-I262

Mit Hilfe dieses Erfindungsprinzips kann die Fortbewegungsbahn von Fahr— oder Flugzeugen sehr genau festgelegt, geortet und eingehalten werden.

Die Erfindung kann auf sehr unterschiedliche Weise angewendet werden.

Bei einer für Kraftfahrzeuge geeigneten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Laserstrahl so abgestrahlt, daß er eine die Oberflächenebene der Straße schneidende Strahlebene bildet. Die Schnittlinie zwischen den beiden Ebenen wird als Bewegungsbahn (Kurs) des Kraftfahrzeugs ausgenutzt, welches mit mehreren in einer die Bewegungsrichtung und die Strahlebene schneidenden Richtung angeordneten Detektoren oder Detektoren-Gruppen ausgerüstet ist. Eine im Fahrzeug befindliche Überwachungsschaltung veranlaßt abhängig davon, welcher oder welche der Detektoren den Laserstrahl erfaßt bzw. erfassen, einen entsprechenden Lenkungsausschlag nach rechts oder links zur Kurskorrektur.

Die für die Kurskorrekturen erzeugten Richtungssignale können dem Fahrer visuell auf einer Anzeige oder akustisch mitgeteilt werden. Vorzugsweise jedoch werden die Rxchtungssignale auf einen Lenkmechanismus übertragen, um das Fahrzeug automatisch und genau der vorgegebenen Bewegungsbahn nachzuführen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind zwei Gruppen von Detektoren senkrecht zur Fahrtrichtung verteilt angeordnet, deren Ausgänge unterschiedlich bewertet werden können. Die Ausgänge von weiter außen liegenden Detektoren haben ein stärkeres Richtungssignal zur Folge als die von näher zur Mitte hin gelegenen Detektoren. Damit läßt sich das Fahrzeug mit Feinabstimmung sehr präzise auf Kurs halten.

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Mit Vorteil kann von den beiden Detektoren-Gruppen je eine in der Nähe des vorderen und hinteren Fahrzeug-Endes angebracht sein. Nach den jeweils vorliegenden AusgangsSignalen der von dem Signalstrahl getroffenen Detektoren vorn und hinten kann die Kursermittlungseinrichtung jede Richtungs-Winkelabweichung des Fahrzeugs von der gegebenen Bewegungsbahn genau ermitteln.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird durch zwei von unterschiedlichen Orten abgestrahlte Laserstrahlen je eine horizontale und eine vertikale Strahlebene gebildet. Die Schnittlinie der beiden Strahlebenen ist die vorgegebene Bewegungsbzw. Flugbahn für ein Geländefahrzeug bzw. Flugzeug, welches mit in vertikaler und horizontaler Richtung angeordneten Detektoren-Gruppen ausgerüstet ist, um damit separat den horizontal bzw. vertikal abgegebenen Laserstrahl zu erfassen. Die Ausgänge der vertikal und cer horizontal angeordneten Detektoren werden durch Steuerschaltungen in Höhen- und Seitenruderausschläge umgesetzt, um das Flugzeug nach Höhe und Seite genau dem vorgegebenen Kurs nachzuführen.

Erfindungsgemäß ist es ferner möglich, beispielsweise Planierarbeiten mit einer Planierraupe wie beim Planieren eines Straßenunterbaus o. dgl. durch zwei Laserstrahlen zu steuern, die zwei sich in der gewünschten Planier-Trasse schneidende Strahlebenen bilden- Durch Empfang des vertikal abgestrahlten Laserstrahls werden die Lenk- bzw. Schwenkbewegungen des Planierfahrzeugs und durch Empfang des horizontal abgegebenen Laserstrahls die

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Durch die Schnittlinie einer ersten und einer zweiten Ebene wird erfindungsgemäß Fortbewegungsbahn vorgegeben, der ein mit einer entsprechenden Kursermittlungseinrichtung versehenes Land- oder Luftfahrzeug mit geringen Abweichungen nachführbar ist.

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Mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele sowie vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend unter Bezug auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. IA - IC Darstellungen' zum Prinzip einer möglichen Form der Urfindung,

Fig. 2A,2B eine Laserstrahl-Abgabevorrichtung, Fig. 3, 4 und 5 Beispiele des Bescreichens gekrümmter bzw. beliebig wählbarer Fortbewegungsbahnen mit einem Laserstrahl,

Fig. 6 einen Ablenkspiegelantrieb in schematischer Darstellung,
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Bestreichen

einer gewünschten Bahn mittels eines Laserstrahls, Fig. 8,9,10,11 und 12 Blockschaltbilder fünf verschiedener Ausführungsformen der Erfindung,

Fig. 13 die Anordnung von in einem ROM von Fig. 12 gespeicherten Daten,
Fig. 14 eine Detektoranordnung bei einem anderen Ausfühirungsbeispiel,
Fig. 15 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbei-

snielR-

— _c — ,

Fig. 16A, 16B eine Abgabevorrichtung für zwei Laserstrahlen, Fig. 17A- 17C Blockschaltbilder weiterer Ausführungsbeispiele der Erfindung,
Fig. 18a, 18B Darstellungen zum Vorgeben der Flugbahn für ein

Luftfahrzeug,

Fig. 19 ein gemäß Fig. 18 lenkbares Flugzeug, Fig. 20 das Blockschaltbild eines zum Einbau in ein Flugzeug

geeigneten Lenksignalgenerators, Fig. 21 eine andere Laserstrahl-Abgabevorrichtung zum Bestreichen der Flugbahn eines Luftfahrzeugs,

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Fig. 22A - 22C ein weiteres, z.B. für die Führung eines Erdbewegungsfahrzeuge geeignetes Ausführungsbeispiel/ und 9_r

Fig. 23 das Blockschaltbild einer für den Einbau in eine K

Planierraupe vorgesehenen Kursennittlungseinrichtung. I

Nach dem in Fig. 1A, 1B und 1C dargestellten Prinzip der Erfin- I

dung wird ein Kraftfahrzeug 10 dem Verlauf einer Straße 20 nach- | geführt, deren feste Oberfläche eine erste Ebene bildet. Von

einer über der Straße 20 befestigten Abgabevorrichtung 30 wird J

im Verlauf der vorgesehenen Fortbewegungsbahn des Kraftfahrzeugs L

10 ein scharf gerichteter Laserstrahl 40 abgegeben und dadurch f

eine Strahlebene gebildet/ welche als zweite ZL>ena bezeichnet ff

ist. Die Schnittlinie zwischen der ersten und zweiten Ebene de- p" finiert die vorgegebene Bewegungsbahn bzw. den Kurs des Fahrzeugs

10. Der Laserstrahl wird wiederholt in Fahrtrichtung des Fahr- r_s zeugs 10 im Verlauf der Straße 20 abgestrahlt. Jt

Das Kraftfahrzeug 10 tragt oben eine z. B. aus Solarzellen ge- "* bildete Detektoreinrichtung 50 zum Empfangen des Laserstrahls 40. f

Wie oben erläutert wird erfindungsgemäß die Fortbewegungsbahn r durch die Schnittlinie zweier Ebenen definiert, so daß zur Kurs- | ermittlung Information über beide Ebenen notwendig ist. Da bei lS

S dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aber der Abstand zwischen Ϊ

der Straße 20 und der Detektoreinrichtung 50 auf dem Fahrzeug 10 t

stets etwa konstant ist und damit die erste Ebene permanent ge- |

geben ist, genügt zur Kursermittlung die Erfassung des Laser- ,

Strahls 40. '

Eine nicht dargestellte Kursermittlungseinrichtung in dem Kraft- |

fahrzeug 10 ermittelt aus den AusgangsSignalen der Detektorein- |

richtung 50 jede Kursabweichung des Fahrzeugs und gibt, ein |

entsprechendes Richtungssignal ab, nach dem die Abweichung kor- |

rigierbar, d.h. das Fahrzeug auf den Sollkurs zurücklenkbar ist. |

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Das Kichtungssignäl zur Angabe der Soll-Bewegungsbahn kann entweder auf einer Anzeigevorrichtung visuell dargestellt, akustisch wiedergegeben oder direkt zur Steuerung eines Lenkmechanismus¹ (hier nicht dargestellt) o. dgl. ausgenutzt v/erden. Das hier angegebene Prinzip der Erfindung ist nicht nur zur Anwendung bei Kraftfahrzeugen 10 sondern auch für jedes andere auf einer zweidimensionalen Ebene fortbewegbare Fahrzeug wie Gabelstapler, Laufmaschinen, Fahr- und Motorräder, Wasserfahrzeuge und dgl. geeignet.

Die in Fig. 2A und 2B dargestellte Laserstrahl-Abgabevorrichtung 30 besitzt an einem Gehäuse 302 einen Laserstrahlerzeuger 301 zur Abgabe eines scharf gerichteten Laserstrahls 40 und im Innern | dieses Gehäuses einen durch einen Motor 303 schwenkbaren Spiegelreflektor 304. Unter laufender Änderung der Winkelstellung des Reflektors 304 wird der durch eine Gehäuseöffnung vom Strahlerzeuger 301 auf den Reflektor geworfene Laserstrahl in Richtung der Fahrzeug-Bewegungsbahn abgestrahlt.

Der Reflektor-Schwenkwinkel kann einen festgelegten Wert haben. Bei relativ schnellen Fahrzeugen 10 kann der Laserstrahl entgegen der Fahrtrichtung abgegeben werden. Als Spiegelreflektor kann auch ein Prisma, ein mehrere wie z.B. sechs über den Rotationsumfang verteilte Spiegelflächen aufweisender Mehrflächenspiegel o. dgl., der dann pro Umdrehung sechs Laserstrahlen nacheinander abgibt, verwendet werden.

Durch die Laserstrahl-Abgabevorrichtung Kann zusätzlich eine Information über deren Aufstellungsort abgegeben werden, die z. B. durch einen zwischen dem Laserstrahlerzeuger 301 und dem Spiegelreflektor 304 eingefügten Modulator auf den Laserstrahl aufmoduliert wird.

Die in Fig. 3 dargestellte Laserstrahl-Abgabevorrichtung 31

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ist zum Bestreichen einer gekrümmten Fortbewegungsbahn eingerichtet und zusammen mit einer Abgabevorrichtung 30 nach Fig* 2A an entsprechenden Orten einer in Fig. 4 dargestellten Straße 20 aufgestellt.

Die Abgabevorrichtung 30 nach Fig. 2A kann einen Laserstrahl nur auf einer geraden Linie/ die Abgabevorrichtung 31 in Fig. dagegen einen Laserstrahl 41 auf einer gekrümmten Wegstrecke abgeben. Zu diesem Zweck ist in Fig. 3 der Spiegelreflektor unter einem gegebenen Winkel zur Horizontalrichtung schräggestellt rückseitig an einer vertikalen Welle befestigt, die durch einen Vertikalantrieb 305 drehbar ist. Der von dieser Abgabevorrichtung 31 ausgehende Laserstrahl bestreicht die Straße 20 folglich auf einer gekrümmten Bahn. Die Abgabevorrichtung 31 ist in der Nähe der Straßenkurve aufgestellt. In Verbindung mit der am geradlinigen Straßenteil aufgestellten Abgabevorrichtung 30 wird so eine durch den Laserstrahl 40 vorgegebene geradlinige Strecke mit einem durch den Laserstrahl 41 vorgegebenen gekrümmten Wegstreckenabschnitt kombi-

20 niert.

Ein in Fig. 6 schematisch dargestellter mehrachsiger Spiegelantrieb 321 ist geeignet, mittels eines durch eine in Fig. 5 und 7 dargestellte Laserstrahl-Abgabevorrichtung 32 erzeugten Laserstrahls 42 eine mehrfach und beliebig gekrümmte Bahn 21 (Fig. 5) zu bestreichen. Der Spiegelantrieb 321 befindet sich in oder bei der Laserstrahl-Abgabevorrichtung 32 und enthält einen um zwei zueinander senkrechte Achsen X und Y schwenkbaren Spiegelreflektor 304. Der Reflektor 304 ist in einem Rahmen 322 drehbar gelagert und in dieser Lagerung durch einen X-Antrieb 323 verdrehbar. Senkrecht dazu ist der Rahmen 322 mit dem Reflektor 304 durch einen Y-Achsantrieb 324 verdrehbar .

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Durch manuelles Eingeben gewünschter Versteilwinkel des _; Spiegelreflektors 304 um die X- und Y-Achsen in den Spiegel- « antrieb 321 der Laserstrahl-Abgabevorrichtung 32 (Fig. 7) werden die entsprechenden X- und Y-Werte in einem beispiels-* weise als RAM (Speicher mit freiem Zugriff) ciusgebildeten Speicher 325 abgespeichert. Durch einen nicht dargestellten Wählschalter für manuellen oder automatischen Betrieb in einer Steuerstufe 327 wird einer Lesestufe 326 ein entsprechendes Signal zugeführt, und die Lesestufe liest daraufhin die vorhandenen X- und Y-Achsdaten aus dem Speicher 325 aus und speichert sie in den Spiegölantrieb 321 ein.

Zum Programmieren der Laserstrahl-Abgabevorrichtung 32 in Fig. 7 wird zunächst die gewünschte gekrümmte Wegstrecke 21 aufgezeichnet und dann diese Strecke 21 mit Hilfe der Steuerstufe 327 Punkt für Punkt abgetastet und die dabei anfallenden X- und Y-Achsenwerte im Speicher 325 abgespeichert. Wenn die so programmierte Vorrichtung durch den Wählschalter auf Automatikbetrieb umgeschaltet wird, werden die gespeicherten X- und Y-Achswerte nacheinander durch die Lesestufe aus dem Speicher 325 gelesen und auf den Spiegelantrieb übertragen, der dementsprechend den Spiegelreflektor 3o4 so um die beiden Achsen verdreht, daß der vom Strahlerzeuger abgegebene Laserstrahl 42 genau der Wegstrecke 21 folgt.

Die Erfindung ist keineswegs auf die Verwendung von Laserstrahl-Abgabevorrichtungen 30,31 oder 32 beschränkt . Vielmehr könnte die Wegvorgabe auch mittels ultraschallwellen, Lichtstrahlen odgl. durchgeführt werden.

Ferner kann das Bestreichen einer beliebig gekrümmten Strecke 21 durch den Laserstrahl 42 statt gemäß Fig. 6 mit dem wie X- und Y-Achsen definierenden schwenkbaren Ralunen 23 auch in der Weise erfolgen, daß eine wie in Fig. 3 an der Rückseite des Spiegelreflektors 304 befestigte Motorwelle

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zusätzlich in einer gewünschten Richtung verschwenkt wird. Der Spiegelantrieb 321 kann auch durch einen handelsüblichen Laser-Reflektor ersetzt werden.

In Fig. 8 bis 12 sind verschiedene Ausführungsbeispiele von für den Einbau in das Fahrzeug 10 vorgesehenen Kursermittlungseinheiten in Form von Blockschaltbildern dargestellt.

Die Kursenaittlungseinheit in Fig. 8 enthält eine zwei Detektoren 501 und 502 umfassende Detektoreinrichtung 50 zur Erfassung eines Laserstrahls 40, 41 oder 42, wie er durch die Abgabevorrichtungen 30,31 oder 32 in Fig. 2,3 oder 5 abgegeben wird. Beide Detektoren 501,502 sind senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10, und der eine auf der rechten und der andere auf der linken Fahrzeugseite auf dem Fahrzeug befestigt. Die Ausgangssignale der Detektoren 501 und 502 v/erden durch je einen Verstärker 601 bzw. 602 verstärkt und so einer SignalVerarbeitungsstufe 700 zugeführt, welche anhand der durch die Detektoren 501 und 502 gelieferten Signale ein definiertes Riehtungssignal erzeugt, nachdem das Fahrzeug 10 entweder nach links oder nach rechts gelenkt wird. Bei Aufnahme des Laserstrahls 40 durch den rechtsseitigen Detektor 501 wird ein nach rechts weisendes, und bei Aufnahme des Strahls durch den linksseitigen Detektor ein nach links weisendes Richtungssignal erzeugt. Bei Erfassung des Laserstrahls 40 ini Grenzbereic'h zwischen beiden Detektoren 501 und 502 gibt die Signalverarbeitungsstufe 700 kein Signal ab. Der Stufe 700 ist eine Anzeige 80 nacngeschalLei., auf der durch Lampen oder dgl. angezeigt wird/ daß der Kurs des Fahrzeugs nach links oder nach rechts zu korrigieren ist. Dagegen kann auf die Anzeige 80 die Kurskorrektur nach rechts oder links auch durch Symbole, Schriftzeichen odgl. angezeigt werden. Ein Fahrer des Fahrzeugs 10 beobachtet die Anzeige 80 und bewegt nach deren Anweisungen einen Griff nach rechts oder links.

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Das in Fig. 9 als Blockschaltbild dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung informiert den Fahrer des Kraftfahrzeugs akustisch in Abhängigkeit von dem Riehtungssignal aus der Signalverarbeitungsstufe 700, ob das Fahrzeug nach links oder rechts gelenkt werden muß. Zu diesem Zweck ist der Signalverarbeitungsstufe 700 eine Tonsignalstufe 90 mit einem fest eingespeicherte Tonsignale für Kurskorrekturen nach links oder rechts enthaltenden Tonsignal-Festwertspeicher (ROM) 901, einem MF-Verstärker 902 und Lautsprecher 903 nachgeschaltet. Das Richtungssignal aus der Signalverarbeitungsjp stufe 700 wählt in dem Tonsignal-ROM 901 das passende akustische Riehtungssignal aus, welches durch den Verstärker 902 verstärkt und über den Lautsprecher 903 hörbar an den

Fahrer abgegeben.
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Das in Fig. 10 als Blockschaltbild dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist so ausgelegt, daß es das Fahrzeug in Abhängigkeit von dem Riehtungssignal aus der Signalverarbeitungsstufe 700 automatisch lenken kann. Zu diesem Zweck ist dem Ausgang der hier mit 701 bezeichneten SignalVerarbeitungsstufe ein Gleichstrom-Servomotor 101 nachgeschaltet, welcher die Vorderräder des Fahrzeugs 10 über einen Lenkmechanismus 102 nach rechts oder links verstellt. Durch diesen Lenkmechanismus fO2 kann das Fahrzeug über einen Griff oder ein Lenkrad wie üblich gesteuert werden, jedoch ist bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 10 das Lenkrad bzw. der Handgriff durch den Servomotor 101 ersetzt, der je nach Richtung der zugeführten Gleichspannung +V oder -V die Lenkung nach links oder rechts einschlägt.

Die SignalVerarbeitungsstufe 701 durchkämmt die Polarität der dem. Servomotor 101 zugeführten Gleichspannung abhängig davon, ob er das Ausgangssignal des Detektors 501 oder 502 über den betreffenden Verstärker 601 oder 602 erhält. Wenn der Laserstrahl 40 sich im Grenzbereich zwischen den Detektoren 501 und 502 befindet, bleibt der Servomotor 101

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stromlos,das Fahrzeug befindet sich auf dem richtigen Kurs und braucht nicht korrigiert zu werden. Mit dieser Ausführung ist ein Fahrzeug unter minimalen Kursabweichungen automatisch lenkbar.
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1 Das in Fig. 11 als Blockschaltbild dargestellte Ausführungs-

1 beispiel der Erfindung ist mit dem Ziel, das Kraftfahrzeug

I seiner vorgegebenen Bah. bzw. seinem Kurs mit größerer Ge-

I nauigkeit nachführen zu können, mit einer mehr als zwei,

I 10 nämlich fünf von der rechten bis zur linken Fahrzeugseite in

I dieser Reihenfolge nebeneinander angeordneten Detektoren 501,

1 502,503,504,505 umfassenden Detektoreinrichtung 50 ausge-

1. rüstet. Der mittlere Detektor 503 befindet sich etwa in der

\ Fa>.r zeugmitte. Jedem dieser fünf Detektoren 501 bis 505 ist

r 15 ein Verstärker 601 bis 605 nachgeschaltet. Die Ausgangssignale

j der Verstärke* 601 und 602 sowie der Verstärker 604 und 605

I sind jeweils über ein ODER-Glied 702 bzw. 704 in jeweils einen

I Eingang eines UND-Gliedes 703 bzw. 705 übertragbar, und der

i Ausgang des mittleren Verstärkers 603 ist parallel mit den

I 20 beiden anderen Eingängen der UND-Glieder 703 und 705 ver-

I bunden. Die Ausgänge beider UND-Glieder 703 und 705 sind mit

ρ ja einem Eingang einer Folaritätswählschaitung 706 verbunden.

I Bei Empfang des Laserstrahls durch den mittleren Detektor

f bleiben die UND-Glieder 703 und 705 gesperrt, die Wählschaltung

P 25 706 erhält kein Eingangssignal und gibt daher auch die ihr

I von anderer Seite zugeführten Gleichspannungen +V und -V nicht

I weiter. Abhängig davon, ob ein Eingangssignal von dem UND-

\ Glied 703 oder 705 durchgelassen wird, gibt die Wählschaltung

ί 706 eine Gleichspannung entsprechend der Polarität an eine

\ 30 Schaltstufe 707 weiter. Die Schaltstufe 707 reguliert den

ϊ Gleichstrom für den ihr nachgeschalteten Gleichstrom-Servo-

I motor 101 in der Weise, daß er eine relativ große Spannung

1 dann erhält, wenn der Schaltstufe 707 die Ausgangssignale

I der äußeren Verstärker 601 oder 605 zugeführt werden.

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Wenn in dem durch den Laserstrahl 40 gesteuerten Kraftfahrzeug 10 der mittlere Detektor 503 den Laserstrahl 40 erfaßt, erhalten die CJND-Glieder 703 und 705 über den Verstärker ein hochliegendei- eingangssignal und geben an die Polaritätswählschaltung 70S ein tiefliegendes Signal ab. Daraufhin gibt die Wählsc·- *Ltung 706 keine Gleichspannung an die Schaltstufe 707 weiter, der Servomotor 101 bleibt stromlos, und der Lenkmechanismus 102 behält den gegenwärtigen Einschlagwinkel der Vorderräder bei.

Sobald das Fahrzeug 10 die vorgegebene Bahn oder den Kurs verläßt, und daraufhin der Detektor 502 beispielsweise den Laserstrahl 40 empfängt, werden durch das fehlende Signal des mittleren Detektors 503 die UND-Glieder 703 und 705 aktiviert und das durch den Verstärker 602 verstärkte Ausgangssignal des Detektors 502 geht über das ODER-Glied 702 und das UND-Glied 703 in die Polaritätswählschaltung 706. In diesem Fall erhält der Servomotor 101 über die Schaltstufe 707 einen relativ niedrigen Gleichstrom mit einer der erforderlichen Kurzkorrektur entsprechenden Polarität und verstellt über den Lenkmechanismus 102 die Vorderräder nach rechts, um das Fahrzeug 10 wieder auf den richtigen Kurs zu bringen.

Bei einer ähnlichen geringeren Kursabweichung des Fahrzeugs 10 nach links wird über den Detektor 504 ein ähnlicher Gegenlenkvorgang ausgelöst. Be.i jeder starken Kursabweichung des Fahrzeugs nach links oder rechts empfangen die äußeren Detektoren 501 oder 505 den Laserstrahl 40 und lösen, wie zuvor beschrieben, über die den Verstärkern 601 bis 605 nachgeschalteten logischen Glieder 702,- 703 bzw, 704. 705 und die Polaritätswählschaltung 706 einen stärkeren Gleichstrom entsprechender Polarität aus, damit der Gleichstrom-Servomotor 101 mit einem stärkeren Gleichstrom gespeist wird und die Vorderräder über den Lenkmechanismus 102 stärker

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einschlägt als dies bei der RichtungssignalauslÖsüng durch die inneren Detektoren 502 oder 504 der Fall wäre.

Das Ausführungsbeispiel von Fig. 11 kann auch so gestaltet 1 sein/ daß aufgrund der Ausgangsslgnale der Verstärker 601 | und 605 sowie UND-Glieder 703 und 705 Richtungssignale optisch |

Ii dargestellt oder akustisch wiedergegeben werden. |

Das in Fig. 12 als Blockschaltbild dargestellte Ausführungs- t beispiel der Erfindung umfaßt am vorderen und hinteren Teil | des Kraftfahrzeugs 10 je eine Detektoreinrichtung 50 bzw. 51, f

I um das Fahrzeug 10 mit höherer Genauigkeit der durch den |

Laserstrahl 40 vorgegebenen Bahn nachzuführen. Bei dem Aus- I

führungsbeispiel von Fig. 11 wäre es möglich, daß sich das §

Fahrzeug unter einem Winkel zum vorgegebenen Kurs bewegt, I

obwohl der mittlere Detektor 503 den Laserstrahl 40 aufnimmt. I₄

In diesem Fall erfolgt in Fig. 11 noch keine Kurskorrektur. |

Dieser Fall wird bei der Ausführung von Fig. 12 durch je f

eine vordere und hintere Detektoreinrichtung 50 und 51 ver- |

mieden, von denen jede fünf Detektoren 501 bis 505 bzw. f

511 bis 515 umfaßt. Die Ausgangssignale der Detektorein- I

richtungen 50 und 51 werden separat durch je einen Verstärker |

60 bzw. 61 verstärkt und einem Festwertspeicher (ROM) 711 i

als Adresssignale zugeführt. p

I

GemäF Fig. 13 speichert der Speicher 711 die zugeführten |

Detektorsignale in Form einer Tabelle, welche eine gewünschte *\

Bewertung der verschiedenen Detektorsignale zuläßt. In Fig. 13 i

entsprechen die Spaltenadressen 501 bis 505 den Detektoren ·

501 bis 505 und die Zeilenadressen 511 bis 515 den Detektoren j

511 bis 515. Die Plus- und Minuszeichen bedeuten jeweils [

eine Kurskorrektur für das Fahrzeug 10 nach rechts bzw. I

I links. Der numerische Wert in jedem Tabellenkästchen entspricht der relativen Größe des dem Servomotor 101 zuzuführenden Gleichstroms. Zwischen dem Festwertspeicher 711

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und dem Servomotor 101 befindet sich eine Steuerschaltung 712, welche die Polaritätswählschaltung 706 und die Schaltstufe Von Fig. 11 enthält und dementsprechend wie zuvor in Verbindung mit Fig. 11 beschrieben arbeitet.

Während der Fahrt des gemäß Fig. 12 gelenkten Kraftfahrzeugs wird der Speicher 611 über die Verstärker 60,61 jeweils durch die gerade den Laserstrahl 40 erfassenden Detektoren adressiert.| Falls es gerade die Detektoren 503 und 513 sind, bewertet dies der Speicher 711 (siehe Fig. 13) mit " 0 " , und dies bedeutet, daß der Servomotor 101 stromlos bleibt. Wenn das Fahrzeug 10 dagegen relativ zu dem Laserstrahl 40 wie in Fig. 12 dargestellt fährt und der Laserstrahl durch die Detektoren 503 udn 512 erfaßt wird, ist das Ergebnis im Speicher "-1", der Servomotor 101 erhält einen entsprechend gerichteten und starken Gleichstrom, der zu einem entsprechenden Vorderradausschlag über den Lenkmechanismus 102 nach links führt.

Falls beispielsweise die Detektoren 502 und 514 wirksam sind, bewertet dies der Speicher 711 mit "+3", und die Vorderräder des Fahrzeugs 10 werden jetzt mittels eines entsprechend gerichteten und starken Gleichstroms über den Servomotor 101 und Lenkmechanismus 102 relativ weit nach links eingeschlagen.

Für jede Detektor-Kombination erstellt der Speicher 711 gemäß Fig. 13 ein nach Richtung und Größe definiertes Richtungs-| signal, welches über die Steuerschaltung 712, den Servomotor 101 und den Lenkmechanismus 102 proportional auf die Vorderräder des Fahrzeugs übertragen wird. So wird das Fahrzeug 10 genau dem vorgegebenen Kurs nachgeführt.

Das in Fig. 14 schematische und in. Fig. 15 als Blockschaltbild dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist geeignet, ein Kraftfahrzeug 10 noch genauer einer durch den Laserstrahl 40 vorgegebenen Bahn nachzuführen. Zu diesem Zweck besitzt diese Fahrzeug-Kursermittlungseinheit drei

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Detektoreinrichtungen 50, 51 und 52, von denen die erste im vorderen, die zweite im hinteren und die dritte im mittleren Bereich des Fahrzeugs angeordnet ist. Wenn das Fahrzeug gemäß Fig. 14 eine Kurve mit relativ kleinem Radius durchfahren soll und dabei der Laserstrahl 40 jeweils den mittleren Detektor der vorderen und hinteren Detektoreinrichtung 50,51 trifft, dann würden bei der Ausführung Von Fig. 12 jeweils die mittleren Detektoren 503 und 513 ansprechen und demgemäß keinen Lenkausschlag hervorrufen.

Da aber in Fig. 15 auch die mittlere Detektoreinrichtung fünf Detektoren 521 bis 525 enthält, deren Ausgang über einen Verstärker 62 verstärkt und separat in einen gemeinsamen Festwertspeicher (ROM) 721 als Adresssignal eingespeist wird, kann diese Kursermittlungseinheit in Fig.

die Kurvenkrümmung richtig identifizieren und über eine nachgeschaltete Steuerschaltung 722, den Servomotor 101 und den Lenkmechnaismus 102 in entsprechende Ausschläge der Vorderräder des Fahrzeugs 10 umsetzen. Folglich kann ein mit dieser Ausführungsform der Erfindung ausgerüstetes Kraftfahrzeug 10 jeder durch den Laserstrahl 40 vorgegebenen Kurve exakt folgen, auch wenn diese einen relativ kleinen Krümmungsradius hat.

Das in Fig. 16A und 16B von vorn bzw.von oben dargestellte Ausführungsbeispiel einer Kursvorgabeeinrichtung umfaßt zwei oberhalb der Straße 20 in einem festen Abstand nebeneinander angebrachte Laserstrahlabgabevorrichtungen 33 und welche je einen Laserstrahl 43 bzw. 44 mit unterschiedlicher Frequenz f1 bzw. f2 parallel zueinander und mit gegebener?. Abstand abstrahlen. Der vorgegebene Kurs verläuft in der Mitte zwischen den beiden durch die Strahlen 43 und 44 definierten Linien. Jede dieser Abgabevorrichtungen 33 und kann gemäß Fig. 2A gebaut sein.

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Der durch die Laserstrahl-Abgabevorrichtungen 33 und 34 in Fig. 16 vorgegebene Kurs kann durch die in Fig. 17 in Form eines Blockschaltbildes angegebene erfindungsgemäße Kursermittlungseinheit ermittelt und verfolgt werden. Diese Kursermittlungseinheit ist in Fig. 17A, 17B bzw. 17C für drei unterschiedliche FahrSituationen dargestellt/ bei denen das Fahrzeug genau auf Sollkurs (Fig. 17A), nach rechts versetzt (Fig. 17B) bzw. nach links versetzt (Fig. 17C) fährt. Diese Kursermittlungseinheit besitzt zwei parallel und senkrecht zur Fahrtrichtung angeordnete Detektoreinrichtungen 53 und 54, deren Solarzellen oder dgl. so eingerichtet sind, daß die Detektoreinrichtung 53 nur auf den Laserstrahl 43 mit der Frequenz fl und die andere Detektoreinrichtung 54 nur auf den Laserstrahl 44 mit der Frequenz f2 anspricht. Beide Detektoreinrichtungen 53,54 sind langer als der Abstand zwischen den Laserstrahlen 43, 44, und sie geben ihre Ausgangssignale durch Verstärker 601 bzw. 602 verstärkt an die Signalverarbeitungsstufe 701 weiter, welche ähnlich wie bei dem zuvor in Verbindung mit Fig. 10 beschriebenen Ausführungsbeispiel über den Servomotor 101 und den Lenkmechanismus 102 einen Korrekturausschlag der Vorderräder des Fahrzeugs nach links fahren lassen. Bsi der in Fig. 17C dargestellten entgegengesetzten Fahrsituation führt die Kursermittlungseinheit einen Vorderrad-Lenkausschlag nach rechts durch.

Das in Fig. 17 als Prinzip dargestellte Ausführungsb·--''spiel der Erfindung kann zusätzlich gemäß Fig. 12 (je eine Detektoreinrichtung vorn und hinten am Fahrzeug) und/oder gemäß Fig. (je eine Detektoreinrichtung vorn, in der Mitte und hinten) erweitert werden.

An Stelle von zwei Laserstrahlen 43, 44 mit unterschiedlichen Frequenzen f1 und f2 könnten auch zwei Laserstrahlen mit gleicher Frequenz in vorgegebenem Abstand abgestrahlt werden.

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Zu diesem Zweck könnte der von dem vorn beschriebenen Laserstrahlerzeuger 301 stammende Laserstrahl beispielsweise
durch ein Prisma in zwei Laserstrahlen aufgespalten werden.
Die dazu passende Detektoreinrichtung kann mehrere Detektoren
501 bis 505 gemäß Fig. 11 senkrecht zur Fahrtrichtung des
Fahrzeugs 10 angeordnet haben.

Ferner können abweichend von dem vorhergehenden Beschreibungs- f-

teil die beiden Laserstrahlen 43 und 44 zwar die gleiche I

Frequenz haben, aber zwecks Identifizierung unterschiedlich f

moduliert sein. Die genaue Identifizierung der beiden Laser- |

strahlen kann beispielsweise durch je eine zwischen den Ver— £

stärkern 601 bzw. 602 und der Signalverarbeitungsstufe 701 f

angeordnete Demodulatorschaltung erreicht werden. a

I

Die erfindungsgemäße Kursangabeeinrichtung ist nicht nur für j

Land- und Wasserfahrzeuge sondern auch zur Flugbahnvorgabe | für Flugzeuge geeignet. Gemäß Fig. 18 wird ein Flugzeug 11 aufί

einem Kurs bzw. einer Flugbahn geführt, die durch die Schnitt- -

linie zwischen einer ersten oder Horizontalebene und einer [

zweiten oder vertikalebene definiert ist. Die Vertikalebene r

wird im vorliegenden Fall durch einen Laserstrahl 45 defi— i niert, den eine auf dem Boden stehende Laserstrahl-Abgabe-

vorrichtupg 35 nach oben abstrahlt und die Horizontalebene j

wird durch einen anderen Laserstrahl 46 definiert, den eine ;

Laserstrahl-Abgabevorrichtung 36 in Horizontalrichtung ab- ! strahlt.

Ein in Fig. 19 dargestelltes Flugzeug 11 mit Tragflächen 111, ;

112 und daran befestigten Klappen 116, 117, mit einem \

Höhenleitwerk 113,-114 mit Höhenrudern 113,119 sowie einem ^

Seitenleitwerk 115 mit Seitenruder 120 trägt auf der Unter- fc seite der Tragflächen 111,112 oder des Höhenleitwerks 113,

114 eine Detektoreinrichtung 56 zur Erfassung des vertikal ⁱ

abgestrahlten Laserstrahls 45 und auf beiden Seitenoberflächen '~

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des senkrecht stehenden Seitenleitwerks 115 Detektoreinrichtungen 55 zur Erfassung des im wesentlichen horizontal abgestrahlten Laserstrahls 46.

Wie das Blockschaltbild in Fig. 20 zeigt, werden die Ausgänge der einzelnen Detektoren der Detektoreinrichtung 55 über einen Verstärker 65 verstärkt und separat in eine Vertikalsteuerschaltung 740 eingegeben, welche aufgrund des zugeführten .Detektorsignals die Vertikalabweichung des Flugzeugs 11 gegenüber der Soll-Flugbahn ermittelt und über einen Höhenruder-Betätigungsmechanismus 130 in einen entsprechenden Höhenruder-Korrekturausschlag umsetzt. Jihnlich werden die Ausgänge der einzelnen Detektoren der Detektoreinrichtung 56 über einen Verstärker 66 verstärkt und separat in einer Horizontal-Steuerschaltung 750 eingespeist, welche aufgrunde des zugeführten Detektorsignals die Kursabweichung des Flugzeugs 11 nach links oder rechts von der Soll-Flugbahn ermittelt und über einen Seitenruder-Betätigungsmechanismus 131 in einen entsprechenden Seitenruder-Korrekturausschlag umsetzt.

Im Betriebsfall erfaßt die Detektoreinrichtung 55 den horizontal abgestrahlten Laserstrahl 46 und liefert der Steuerschaltung 740 entsprechende, durch den Verstärker verstärkte Signale,- nach denen das Flugzeug 11 in Vertikalrichtung dem Laserstrahl 46 nachgeführt wird. Der an den Tragflächen 111, 112 oder Höhenrudern angeordnete Detektorsinrichtung 56 srfaSt den senkrecht nach oben abgestrahlten Laserstrahl 45. Wenn dieser etwa in der Flugzeugmitte erfaßt wird, veranlaßt der Mechanismus 131 keine Ruderbetätigung. Wird der Laserstrahl 45 jedoch unter der linken Tragfläche erfaßt, dann erfolgt ein Ausschlag des Ruders 120 nach links. Bei Erfassung des Laserstrahls 56 unter der rechten Tragfläche 111 erfolgt ein Korrektur-Ruderausschlag nach rechts. Auf diese Weise kann ein fliegendes Fahrzeug

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a ■ a *

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wie ein Flugzeug 11 nicht nur horizontal sondern auch vertikal gelenkt werden.

Nach diesem Prinzip kann erfindungsgeinäß ein Luftfahrzeug auch nur in Horizontal- oder Vertikalrichtung gelenkt werden. Die Anwendung umfaßt Luftfahrzeuge wie Flugzeuge, Flugkörper, Hubschrauber odgl.

Abweichend von der zuvor gegebenen Erläuterung können die beiden Laserstrahlen 45 und 46 unterschiedlicher Frequenz auch schräg nach oben abgestrahlt werden, so daß sich ihre Ebenen schneiden. Die zugeordneten Detektoreinrichtungen können in diesem Fall beispielsweise an den beiden Seitenflächen des senkrechten Seitenleitwerks 115 angeordnet sein. Zur identifizierung können modulierte Laserstrahlen 45 und verwendet werden.

Das in Fig. 21 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt eine auf dem Boden stehende Laserstrahl- : Abgabevorrichtung 37, welche nach oben hin mehrere Laserstrahlen 471 bis 475 mit unterschiedlichen Frequenzen parallel zur Flugbahn des Flugzeugs 11 abstrahlt, welches unter seinen Tragflächen 111,112 die Detektoreinrichtungen 56 (Fig. 19)

ρ zeigt. Bei dieser Anordnung umfaßt das Flugzeug 11 mit seiner

»■ 25 Detektoreinrichtung 56 auch bei starken Kursabweichungen

noch einen der Laserstrahlen und wird abhängig von der Frequenz des jeweils erfaßten Laserstrahls wieder auf den Sollkurs zurückgeführt. Bei einem einzigen Laserstrahl 45 dagegen würde ein stark abweichendes Flugzeug den Kontakt mit den Laserstrahl verlieren. Die Laserstrahlen 471 bis können statt mit unterschiedlichen Frequenzen auch durch eine Modulation bei gleicher Frequenz identifizierbar sein.

Die in Fig. 23 als Blockschaltbild dargestellte Kursermittlungseinheit eignet sich beispielsweise zum Einbau in eine in Fig. 22A bis 22 C dargestellte Planierraupe 12, wenn diese

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beispielsweise bei Planierarbeiten an einer Straße eingesetzt wird. Die auf Raupen 121 fahrbare und horizontal lenkbare Planierraupe 12 zeigt vorn zur Erdbewegung einen durch einen hydraulischen "ylinder 123 senkrecht verstellbaren Schild 122. Im hinteren T3il dieses Erdbearbeitungsfahrzeugs sind Detektorinrichtungen 58 und 69 so angeordnet, daß sie jeweils einst:· senkrechten Laserstrahl 48 von einer Abgabevorrichtung 38 bzw. einen horizontal abgestrahlten Laserstrahl 49 von einer Abgabevorrichtung 39 aufnehmen können (Fig. 22B).

Die Ausgangssignale der einzelnen Detektoren der Detektoreinrichtung 58 werden durch einen Verstärker 68 verstärkt und separat in eine Horizontal-Steuerschaltung 78 eingespeist, welche Lenksignale an einen Raupenantrieb 124 abgibt, durch den die Pianierraupe 12 nach links oder rechts gesteuert wird. Die Ausgangssignale der Detektoren der anderen Detektoreinrichtung 59 werden durch einen Verstärker 69 verstärkt und separat in eine Vertikal-Steuerschaltung 79 eingespeist, welche in Abhängigkeit von der Erfassung des Laserstrahls 49 Richtungssignale an eine Schild-Hubeinrichtung 125 abgibt, welche über den hydraulischen Zylinder 123 den Schild 122

Wenn der Laserstrahl 48 den mittleren Detektor der Detektoreinrichtung 58 trifft, fährt die Planierraupe 12 geradeaus weiter. Fällt der Laserstrahl 48 auf die linke oder rechte Seite der Detektoreinrichiung 58 dann veranlaßt die Steuerschaltung 78 durch entsprechende Richtungssignale eine Schwenkbewegung der Planierraupe nach links oder nach rechts, damit die Planierraupe den durch den Laserstrahl 48 vorgegebenen Sollkurs einhält. Die Lenkung bei Planierraupen erfolgt bekanntlich durch Stillsitzen oder Abbremsen der einen oder anderen Fahrwerkraupe, in ähnlicher Weise wird der Schild 122 in der Höhe gesteuert. Wenn der Laserstrahl 49 den wittleren Detektor der Detektoreinrichtung

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trifft/ bleibt die Höhenlage bzw. die Winkelstellung des Schildes 122 erhalten. Trifft der Laserstrahl 49 die obere Hälfte oder die untere Hälfte der Detektoreinrichtung 59, dann wird dementsprechend über den hydraulischen Zylinder der Schild 122 etwas angehoben oder etwas abwärts bewegt.

Auf diese Weise kann beispielsweise die Terasse für eine Straße mittels zweier Laserstrahlen 48 und 49 der Seite und Höhe nach präzise gelegt v/erden. Es können auch mehrere Planierraupen ohne gegenwärtige Störung eine vorgegebene Strecke planieren*

Zusätzlich zu den beschriebenen Detektoreinrichtungen 58 und kann die Planierraupe 12 vorn ein zweites Paar Detektoreinrichtungen 58_r59 tragen, um Kursabweichungen nach der Höhe und Seite noch genauer erfassen und ausgleichen zu können-

Das in Verbindung mit Fig. 23 beschriebene Ausführungsbeispiel eignet sich nicht nur zur Anwendung an einer Planierraupe sondern auch an anderen Arbeitsfahrseugen, beispielsweise an einem Kran, tun dessen Ausleger durch einen Laserstrahl zu steuern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

~ JKursvorgabeeinrichtung für Fahrzeuge, gekennzeichnet durch

- eine Signalabstrahlvorrichtung (30...39) mit einem Signalgenerator (301), die mindestens einen scharf gerichteten Signalstrahl (40...49) erzeugt und in einer vorgebbaren Ebene so abstrahlt, daß durch die Schnittlinie einer solchen ersten Ebene mit einer zweiten Ebene eine Fahrbzw. Flugbahn für ein Fahrzeug vorgebbar ist, und durch

- eine Kursermittlungseinrichtung (Fig. 8: 9 si Q · 11·10;15117; 20 bzw. 23) zur Feststellung von Abweichungen des Fahrzeugs (10;11;12) von der Fahr- bzw. Flugbahn in Bezug auf mindestens die eine oder andere der sich schneidenden Ebenen.

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• *

Kursvorgabee5nrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kursermittlungseinrichtung

Detektoreinrichtungen (50 59) zur Erfassung mindestens eines

eine der Ebenen bildenden Signalstrahls (40...49) und eine Überwachungsschaltung (z.B. 700) zur Feststellung einer Abweichung des Fahrzeugs von mindestens einer der beiden Ebenen umfaßt.

Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

_ von der Signalabstrahlvorrichtung(₃₀...) und/oder von den Detektoreinrichtungen (50...) eine Anzahl auf der Äbtast-Ebene angeordnet sind und

- die Überwachungsschaltung (z.B. 700) Einrichtungen für eine Bestimmung der Fahr^eug-Richtungsabwe.'. ^hung in einer mindestens die eine der beiden Ebenen schneidenden Richtung enthält.

Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtungen mehrere Detektoren (501, 502) oder Detektoren-Gruppen (z.B. 50, 51) zur voneinander unabhängigen Fignalstrahl-Erfassung;umfassen, die an dem Fahrzeug in einer dessen Fahrt- bzw. Flugrichtung sowie mindestens die eine der beiden Ebenen schneidenden Richtung angebracht sind; und daß

der Überwachungsschaltung eine Einrichtung (z=B, 80) zugeordnet ist, welche abhängig von den Ausgängen mehrerer Detektoren die Richtung angibt, in der das Fahrzeug zu lenken ist.

möller ■ STEiNWEiSTER ^<:>'"* '"'* "^:" Prof. Dr. Tsumura FP-1262;

- 3- I;

5. KursVorgabeeinrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß /

- der Signalgenerator (301) einen scharf gerichteten Signal- |> strahl erzeugt/ der durch die signalabstrahlvorrichtung iz.B.ft,

30) unter Bildung mindestens einer der beiden Ebenen ab- f

gestrahlt wird, und |

- die Anzahl von Detektoren oder Detektoren-Gruppen in einer 1 Reihe angeordnet sind, welche die Bewegungsrichtung des | Fahrzeugs und mindestens eine der Abstrahl-Ebenen schneidet. g

6. Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 4, | dadurch gekennzeichnet, daß |

- der scharf gerichtete Signalstrahl Information in Form | ' einer Frequenzkomponente enthält, |

- der Signalgenerator mehrere Signalstrahlen mit gleicher | Frequenz oder mit unterschiedlichen Frequenzen abgibt, |i

- die Abgabevorrichtung (z.B. Fig. 16; zur Abgabe mehrerer | Signalstrahlen eingerichtet ist, von denen mehrere zumin- | dest zu der einen der beiden Ebenen parallele Abstrahl- 1 ebenen gebildet werden, und 1

- mehrere Signaldetektoreinrichtungen (z.B. 33, 34) zur se- 1 paraten Erfassung der Signalstrahlen mit gleicher bzw. unterschiedlicher Frequenz hintereinander bzw. reihenweise in einer die Abstrahlsbenen schneidenden Richtung angeordnet sind.

7. Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Signalstrahlen (z.B. 43, 44)|

parallel zueinander mit vorgegebenen Abständen abgestrahlt |

werden und mehrere Detektoreinrichtungen parallel und so |

angeordnet sind, daß sie mindestens die eine der Ebenen auf |

einer Länge, die größer als der Abstand ist, schneiden- f

TER MEER . MÜLLER · STEI^MEISTER *

Prof. Dr. Tsumura FP-12621

-A-

8. Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung (z.B. 706, 711...) so ausgebildet ist, daß sie auf der Basis der Ausgänge mehrerer Detektoren bzw. Detektoren-Gruppen ein größenbevertetes Richtungssignal (Fig. 13) abgibt.

9. Kursvorgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für ein zur Fortbewegung auf einer gegebenen festen Oberfläche vorgesehenes Fahrzeug,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die erste Ebene durch die Abstrahlebene und die zweite Ebene durch die feste Oberfläche gebildet werden und

- die Kursermittlungseinrichtung (z.B. Fig. 10) Detektoreinrichtungen (50) zur Erfassung des die erste Ebene bildenden Signalstrahls (40) enthält und abhängig von dem Ausgang der Detektoreinrichtungen sowie von Information über die feste Oberfläche (20) die Fortbewegungsbahn bestimmt.

10. Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß durch Richtungssignale der Kursermittlungseinrichtung ein Lenkmechanismus {z.B. 101, 102) so beeinflußbar ist, daß Abweichungen des Fahrzeugs (10) von seiner vorgegebenen Fortbewegungsbahn korrigiert werden.

11. Kursvorgabeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für ein in Richtung der ersten und der zweiten Ebenen fortbewegbares Fahrzeug,

dadurch gekennzeichnet, daß

- der Signalgenerator einen ersten und zweiten scharf gerichteten Signalstrahl (z.B. 43, AA) erzeugt, die durch die Siganalabgabevorrichtung so abgestrahlt werden, daß sie jeweils eine erste bzw. eine zweite Abstrahlebene bilden und

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER ·'·*··' " "* Prof. Dr. Tsumura FP-126:

- die Detektoreinrichtung einen ersten und zweiten Detektor bzw. eine erste und zweite Detektoren-Gruppe (z.B. 53, 54) zur separaten Erfassung des ersten bzw. zweiten Signalstrahls Umfaßt, deren Ausgänge die Basis zur Bestimmung der Fortbewegungsbahnn durch die überwachungsschaltung (z.B. 701) sind.

Xursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 11 für ein Luft-Fahrzeug mit horizontaler Tragfläche und vertikalem Leitwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachungsschaltung getrennte Schaltungsgruppen (740, 750) zur Beeinflussung eines horizontalen Höhenruders und eines vertikalen Seitenruders aufweist. (Fig. 20).

13. Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 11 für ein Fahrzeug mit einem in Richtung der ersten Ebene bewegbaren Element, dadurch gekennzeichnt, daß die Überwachungsschaltung eine Schaltungsgruppe (79) zur Steuerung des beweglichen Elements (122) enthält (Fig. 23).

14. Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (12) Lenkeinrichtungen zur Beeinflussung seiner Bewegungsrichtung in der zweiten Ebene enthält.

15. Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Anzeige (80; 90), durch die abhängig von dem Ausgang der überwachungsschaltung (700) eine Richtungsinformation zur Reduzierung einer Abweichung des Fahrzeugs (10) von dem Sollkurs erstellt wird.

16. Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, daB die Anzeige (80) eine visuell wahrnehmbare Richtungsinformation darstellt.

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¹⁷· Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet/ daß die Anzeige (90) eine akustisch v/ahrnehmbare Richtungsinformation abgibt.

18. Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator ein scharf gerichtetes Lichtsignal abgibt.

19. Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 18,

dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (301) einen Laserstrahl erzeugt.

20. Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator Einrichtungen zur Abgabe eines scharf gebündelten Ultraschall-Signals enthält.

21. Kursvorgabeeinrichtung nach Anspruch 1.

dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator zur Abgäbe eines Laserstrahls mit aufmoduliertem Signal eingerichtet ist.