DE3923458A1

DE3923458A1 - Fuehrungssystem zum fuehren eines unbemannten, lenkbaren fahrzeugs laengs einer vorgegebenen bahn

Info

Publication number: DE3923458A1
Application number: DE3923458A
Authority: DE
Inventors: Uwe Krogmann
Original assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Current assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Priority date: 1989-07-15
Filing date: 1989-07-15
Publication date: 1991-01-24
Anticipated expiration: 2009-07-16
Also published as: DE3923458C2

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Führungssystem zum Führen eines unbemannten, lenkbaren Fahrzeugs längs einer vorgegebenen Bahn.

Zugrundeliegender Stand der Technik

In modernen Großfertigungen werden unbemannte Fahrzeuge zum Transport von Montageteilen zwischen verschiedenen Punkten einer Fertigungsanlage eingesetzt. Diese Fahrzeuge werden dabei längs einer vorgegebenen Bahn geführt. Dabei erfolgt die Führung durch in den Boden verlegte Induktionsschleifen. Die Installation eines solchen Führungssystems verlangt daher die Verlegung von Induktionsschleifen im Boden. Das ist sehr aufwendig. Auch sind solche Führungssysteme sehr unflexibel: Die Bewegungen der Fahrzeuge sind beschränkt auf die Bahnen, längs welcher die Induktionsschleifen verlegt sind. Wenn die Bahnen, längs welcher die Fahrzeuge geführt werden, verändert werden sollen, dann müssen neue Induktionsschleifen mit großem Aufwand im Boden verlegt werden.

Es sind Navigationsgeräte bekannt, welche nach der Methode der Koppelnavigation arbeiten (DE-B-25 45 025). Dabei handelt es sich um die Navigation von bemannten Fahrzeugen im Gelände. Es geht dort nicht darum, ein Fahrzeug automatisch längs einer vorgegebenen Bahn zu führen. Bei der Koppelnavigation wird aus dem gegebenenfalls veränderlichen Kurs und der ebenfalls veränderlichen Geschwindigkeit des Fahrzeuges durch Komponentenzerlegung der Geschwindigkeit und Integration die Position des Fahrzeuges in zwei Koordinaten bestimmt. Der Kurswinkel wird hierbei durch ein Kreiselgerät gemessen.

Durch die DE-B-25 59 094 ist es weiterhin bekannt, bei einem Navigationsgerät zur Navigation von bemannten Fahrzeugen im Gelände bei Erreichen eines geodätischen Punktes, also einer markanten Geländestelle mit bekannten Koordinaten, durch Vergleich der angezeigten und der tatsächlichen Position nicht nur die Positionsanzeige zu korrigieren sondern auch den für den Schlupf an dem Geschwindigkeits- oder Wegmeßwert angebrachten Korrekturfaktor, so daß die Position weiterhin mit einem korrigierten Korrekturfaktor bestimmt wird.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Führungssystem der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß es ohne großen Aufwand installiert und geändert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch

(a) einen in dem Fahrzeug vorgesehenen Speicher, in welchem die vorgegebene Bahn speicherbar ist,
(b) ein in dem Fahrzeug angeordnetes, autonomes Naviagationssystem, welches Position und Kurs des Fahrzeugs liefert,
(c) einen Regler, welcher auf die Abweichung der von dem Navigationssystem gelieferten Position und der gespeicherten Bahn anspricht und ein Stellsignal zur Korrektur dieser Abweichung liefert, und
(d) Lenkmittel, welche von dem Stellsignal des Reglers angesteuert werden zur Führung des Fahrzeugs auf der vorgegebenen Bahn.

Die Bahn, längs welcher das Fahrzeug geführt werden soll, wird nicht mehr durch im Boden verlegte Führungsmittel wie Induktionsschleifen festgelegt sondern in den Speicher eingegeben. Die Position des Fahrzeugs wird durch ein autonomes Navigationssystem bestimmt. Ein Regler und Lenkmittel sorgen dafür, daß das Fahrzeug von seiner durch das Navigationssystem bestimmten Position auf die im Speicher vorgegebene Bahn zurückgeführt wird, wenn es von dieser Bahn abweicht. Alle Teile des Führungssystems sind autonom in dem Fahrzeug enthalten. Es ist nicht erforderlich, Führungsmittel längs der gesamten Bahn im Boden zu verlegen. Sollen Fahrwege geändert werden, dann brauchen die gespeicherten Fahrwege nur um die zusätzlichen möglichen Bahnen ergänzt, d. h. in den Speicher eingegeben zu werden.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs, das längs einer vorgegebenen Bahn geführt werden kann, und zeigt auch die Bezeichnungen der Koordinaten und Winkel.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Führungssystems für ein Fahrzeug nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt als Blockdiagramm einen Navigationsrechner in einem Führungssystem nach Fig. 2, das ohne Kreisel arbeitet.

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 3 eines Navigationsrechners in einem Führungssystem nach Fig. 2, bei welchem der Kurswinkel von einem Kurskreisel geliefert wird.

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 2 eines Navigationsrechners in einem Führungssystem, das ohne Kreisel arbeitet und bei welchem das Fahrzeug längs einer geraden Bahn geführt wird.

Fig. 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug in einem Koordinatensystem und veranschaulicht eine erste Art der Feststellung von Navigationsfehlern.

Fig. 7 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug in einem Koordinatensystem und veranschaulicht eine zweite Art der Feststellung von Navigationsfehlern.

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm und zeigt den Ablauf der Fehlerkompensation.

Fig. 9 ist ein Blockdiagramm und zeigt den Navigationsrechner mit einer ersten Art von Regler und den Stellmitteln für Lenkung und Geschwindigkeit.

Fig. 10 zeigt einen Modell-Regelkreis zur Bestimmung der Parameter des Reglers.

Fig. 11 ist ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 9 und zeigt ein Führungssystem für beliebige Bahnen mit dem Navigationsrechner, einem adaptiven Regler und den Stellmitteln für Lenkung und Geschwindigkeit.

Fig. 12 ist ein Blockdiagramm einer Adaptionseinheit bei dem adaptiven Regler von Fig. 11.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung

Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 10 in einem Koordinatensystem mit den rechtwinkligen Koordinatenachsen x und y. Das Fahrzeug 10 weist ein erstes Paar von Rädern 12 und 14 auf, die gleichachsig zueinander in relativ großem Abstand voneinander frei drehbar an dem Fahrzeug gelagert sind. Ein drittes Rad 16 und ein viertes Rad 18 bilden ein zweites Paar von gleichachsigen Rädern, die in geringem Abstand voneinander in der Nähe der Längsmittelebene 20 des Fahrzeugs 10 an dem Fahrzeug gelagert sind. Die beiden Räder 16 und 18 sind zu Lenkzwecken um eine in der Längsmittelebene 20 des Fahrzeugs 10 liegende senkrechte Lenkachse 22 schwenkbar. Das dritte und das vierte Rad 16 bzw. 18 werden angetrieben. Sie laufen dadurch in einer zu ihrer Achse senkrechten, horizontalen Richtung. Das ist in Fig. 1 durch den Geschwindigkeitsvektor v(t) dargestellt. Der Winkel zwischen der Längsmittelebene 20 und dem Geschwindigkeitsvektor v(t) in der horizontalen Ebene ist als "Einschlagwinkel" α (t) bezeichnet. Der Winkel zwischen der Längsmittelebene 20 und der Richtung der x-Achse in einer horizontalen Ebene ist der Kurswinkel ψ (t).

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des Führungssystems. Der Block 10 repräsentiert das Fahrzeug. An dem Fahrzeug sind Stellglieder für den Antrieb, also zur Einstellung der Geschwindigkeit v(t) und für den Einschlagwinkel (t) vorgesehen. Das ist durch Block 24 dargestellt. Die Stellglieder 24 wirken auf die durch Block 26 dargestellte Kinematik des Fahrzeuges 10. Sensoren, die durch Block 28 dargestellt sind, liefern entweder die Geschwindigkeit v(t) und den Einschlagwinkel α (t) oder, alternativ, die Geschwindigkeit v(t) und den Kurswinkel ψ (t) und dem Einschlagwinkel α (t). Die von den Sensoren 28 gelieferten Signale werden auf einen Navigationsrechner 30 gegeben. Der Navigationsrechner bestimmt aus diesen Signalen die tatsächlichen Koordinaten x(t) und y(t) des Fahrzeugs 10 in dem Koordinatensystem sowie den Kurswinkel ψ (t). In einem Speicher 32 ist eine Bahn gespeichert, welcher das Fahrzeug 10 nachgeführt werden soll. Der Speicher 32 liefert dementsprechend zeitabhängige Führungsgrößen für die von dem Navigatorrechner 30 gelieferten Koordinaten und Kurswinkel. Einem Regler 34 werden die Führungsgrößen aus dem Speicher 32 und die tatsächlichen Koordinaten und Kurswinkel vom Navigationsrechner 30 zugeführt. Aus den Abweichungen der tatsächlichen Koordinaten und Kurswinkel von den Führungsgrößen erzeugt der Regler Stellsignale. Diese Stellsignale sind auf die Stellglieder 24 aufgeschaltet.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des Navigationsrechners 30. Bei der Ausführungsform des Navigationsrechers 30 nach Fig. 3 werden Position und Kurswinkel des Fahrzeugs ohne Zuhilfenahme inertialer Sensoren (Kurskreisel) aus der Geschwindigkeit v(t) und dem Einschlagwinkel α (t) bestimmt, die durch geeignete Geber 36 bzw. 38 gemessen werden. Der Geber 36 sitzt an den Rädern 16 und 18 und liefert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10. Der Geber 38 sitzt am Chassis des Fahrzeugs 10 und an dem Lenkgestell der Räder 16 und 18 und liefert den Einschlagwinkel α (t) der Räder 16 und 18.

Der Navigationsrechner 30 bildet aus den Größen v(t) und α (t) ein Kurswinkel-Änderungssignal (t) nach der Beziehung

Das ist in Fig. 3 durch Block 40 dargestellt. Dabei ist "A" ein Fahrzeugparameter, der den Abstand zwischen dem Navigationsbezugspunkt am Fahrzeug 10 und dem Angriffspunkt des Geschwindigkeitsvektors (Fig. 1) angibt. Das Kurswinkel-Änderungssignal (t) wird über die Zeit integriert. Das ist durch Block 42 dargestellt. An einem Eingang 44 wird der Anfangswert des Kurswinkel ψ (0) eingegeben. Es wird so an einem Ausgang 46 der Kurswinkel ψ (t) erhalten.

Die Signale v(t) und α (t) der beiden Geber 36 und 38 und der in der vorstehend geschilderten Weise erhaltene Kurswinkel ψ (t) werden im Navigationsrechner 30 weiterhin benutzt, um die Zeitableitungen (t) und (t) der Koordinaten zu bilden, also praktisch die Komponenten der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf seiner Bahn in dem Koordinatensystem.

Die Zeitableitungen der Koordinaten werden nach der Beziehung

gewonnen. Das ist in Fig. 3 durch Block 48 dargestellt. Auf Block 48 sind die Signale der beiden Geber 36 und 38 sowie der durch die Integration erhaltene Kurswinkel ψ (t) "aufgeschaltet". Die so erhaltenen Zeitableitungen der Koordinaten werden wieder integriert. Das ist in Fig. 3 durch Block 50 dargestellt. Dabei werden an einem Eingang 52 die Anfangswerte y(0) und x(0) eingegeben. An einem Ausgang 56 wird dann ein Positionsvektor mit den Koordinaten y(t) und x(t) erhalten.

Eine andere Ausführung des Navigationsrechner zeigt Fig. 4. Bei dem Navigationsrechner von Fig. 4 wird als weiterer Geber ein Kurskreisel oder ein Wendekreisel 58 benutzt. Der Wendekreisel 58 liefert unmittelbar das Kurswinkel-Änderungssignal (t). Dieses Kurswinkel- Änderungssignal (t) wird über die Zeit integriert. Das ist durch Block 60 dargestellt. An einem Eingang 62 wird wieder der Anfangskurs ψ (0) eingegeben. Es wird dann wieder an dem Ausgang 46 der Kurswinkel ψ (t) erhalten.

Der übrige Teil des Navigationsrechers von Fig. 4 ist so aufgebaut wie die entsprechenden Teile des Navigationsrechners von Fig. 3. Die entsprechenden Teile sind in Fig. 4 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 3.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform des Navigationsrechners 30, die für reine Geradeausfahrt des Fahrzeuges 10 längs einer geradlinigen Bahn ausgelegt ist. Das Koordinatensystem ist dann mit der x-Achse in die Richtung der geradlinigen Bahn gelegt. Damit vereinfacht sich die Rechnung, weil die Winkel α (t) und ψ (t) als klein angenommen werden können. Es kann dann der Sinus durch den Winkel ersetzt und der Kosinus als "1" angenommen werden.

Es wird dann aus den Signalen (t) und v(t) der beiden Geber 38 bzw. 36 ein Kurswinkel-Änderungssignal (t) nach der vereinfachten Beziehung

gebildet. Das ist durch Block 64 in Fig. 5 dargestellt. Das so erhaltene Kurswinkel-Änderungssignal (t) wird über die Zeit integriert. Das ist durch Block 66 dargestellt. An einem Eingang 68 wird wieder der Anfangskurs ψ (0) eingegeben. Das liefert an einem Ausgang 70 den Kurswinkel ψ (t). Dieser Kurswinkel bedeutet hier die Abweichung der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 10 von der Richtung der vorgegebenen geraden Bahn, längs welcher das Fahrzeug geführt werden soll.

Aus den Signalen α (t) und v(t) der beiden Geber 38 bzw. 36 werden in dem Navigationsrechner 30 weiterhin wieder die Zeitableitungen der Koordinaten y(t) und x(t) ermittelt. Das geschieht hier nach der Beziehung

Das ist durch Block 72 dargestellt. Auf den Block 72 ist, ähnlich wie auf Block 48 in Fig. 3 und 4, außer den Signalen der Geber 36 und 38 auch der Kurswinkel (t) vom Ausgang 70 "aufgeschaltet". Die so erhaltenen Zeitableitungen der Koordinaten y(t) und x(t) werden über die Zeit integriert. Das ist in Fig. 5 durch Block 74 dargestellt, welcher dem Block 50 in Fig. 3 und 4 entspricht. An einem Eingang 76 werden die Anfangskoordinaten eingegeben. An einem Ausgang 78 werden dann die Koordinaten des Fahrzeugs 10 erhalten.

Eine autonome Navigation der beschriebenen Art ist mit Fehlern behaftet. Solche Fehler können durch Fehler der Geber 36 und 38, durch Fehler der angenommenen Durchmesser der Räder 16 und 18 sowie durch Schlupf entstehen. Durch die Integration führen solche Fehler zu zunehmend größeren Positions- und Kursabweichungen. Die Position des Fahrzeugs 10 kann daher nach Durchlaufen eines Weges von der gewünschten Position etwas abweichen. Es gilt daher, die Position von Zeit zu Zeit zu stützen, also die Position unabhängig von dem Positionsrechner zu bestimmen und die von dem Positionsrechner angezeigte Position um den dann festgestellten Fehler zu korrigieren. Dabei können auch die Signale der Geber 36 und 38 hinsichtlich Nullpunkt- und Skalenfaktorfehlern entsprechend korrigiert werden, so daß der Positionsrechner 30 weiter mit korrigierten Parametern arbeitet.

Zu diesem Zweck sind gemäß Fig. 6 in bestimmten Wegpunkten der vorgegebenen Bahn Marken 80 angebracht. Das Fahrzeug 10 wird angehalten, wenn es nach den am Ausgang 78 des Navigationsrechners 30 erscheindenden Koordinaten einen solchen Wegpunkt 80 erreicht haben sollte. Tatsächlich hat das Fahrzeug 10 dann aber eine Position, die um die Koordinatendifferenzen Δy und Δx von der Position der Marke 80 abweicht. An dem Fahrzeug 10 ist ein Sensor 82 angebracht, der optisch oder induktiv oder sonstwie auf die Marke 80 anspricht.

In Fig. 6 ist angenommen, daß die vorgegebene Bahn eine gerade Linie längs der x-Achse des Koordinatensystems ist. Die Marke 80 sitzt in einem Wegpunkt WP2 auf der x-Achse. Ein vorhergehender Wegpunkt WP1, an welchem die Fahrt des Fahrzeuges 10 begann oder die letzte Positionsstützung erfolgte, liegt um eine bekannte Strecke D längs der x-Achse zurück.

In Fig. 6 werden durch den Sensor 82 die beiden Abweichungen Δ x und Δ y gemessen. Die von dem Positionsrechner 30 gelieferte Position wird um diese Abweichungen korrigiert. Außerdem wird der Kurswinkel und der Skalenfaktor des Gebers 36 für die Geschwindigkeit korrigiert, so daß der Positionsrechner 30 weiter mit korrigierten Eingangssignalen arbeitet.

In Fig. 7 ist ein anderes Verfahren zur Fehlerkompensation dargestellt. Dort ist durch eine Marke 84 eine Strecke markiert, die im Wegpunkt WP2 senkrecht zu der Bahn, also der x-Achse, verläuft. Das Fahrzeug 10 wird angehalten, wenn es diese Marke 84 irgendwo erreicht. Es wird dann einmal der Positionsfehler Δ x aus der Beziehung

Δ x = x - D (5)

bestimmt. Dabei ist x die Koordinate der Position, die von dem Positionsrechner 30 am Ausgang 78 geliefert wird. Die "richtige" Koordinate ist aber D. Die Differenz liefert daher den Anzeigefehler. Der Positionsfehler Δ y wird von dem Sensor 82 gemessen. Auch mit diesen beiden Werten können die angezeigte Position und die Fehler der Geber 36 und 38 korrigiert werden.

In Fig. 8 ist der Ablauf der Fehlerkorrektur in einem Flußdiagramm dargestellt.

Gemäß Block 86 wird der Durchgang des Fahrzeugs 10 durch die Marke 84 am Wegpunkt WP2 sensiert. Das Fahrzeug 10 wird angehalten. Aus Gleichung (5) wird Δ x berechnet. Δ y wird gemessen. Das ist durch Block 88 dargestellt. Der nächste Schritt ist die Berechnung von Schätzwerten für den Kursfehler und für den Skalenfaktorfehler des Gebers 36. Dieser Schritt ist durch Block 90 dargestellt. Der Kursfehler und der Skalenfaktorfehler ergeben sich hier auf einfache Weise aus den Positionsfehlern nach den in Block 92 angegebenen Beziehungen.

Dann erfolgt eine Prüfung, ob die erhaltenen Werte plausibel sind. Diese Prüfung ist durch den Rhombus 94 dargestellt. Wenn die Werte nicht plausibel sind (N), so wird nur gemäß Block 96 die Strecke D in dem Speicher nach der Beziehung

D_neu = D_alt + Δ x (6)

korrigiert. Sind die Werte jedoch plausibel (Y), dann erfolgt zusätzlich eine Korrektur von Skalenfaktor und Kurswinkel um die ermittelten Skalenfaktor- und Kurswinkelfehler. Das ist durch Block 98 dargestellt.

Fig. 9 zeigt das Führungssystem mit einer ersten Ausführungsform des Reglers. Der Navigationsrechner 30 entspricht der Ausführung von Fig. 5. Der Regler 34 enthält hier einen Summierpunkt 100, auf welchen der Kurswinkel ψ (t) mit einem Faktor K und die Positionsabweichung Δ y von der geraden Bahn (x-Achse) mit einem Faktor K_y aufgeschaltet sind. Die Faktoren sind durch die Blöcke 102 und 104 dargestellt. Das daraus als Stellsignal gebildete Summensignal entspricht einer Führungsgröße α_soll für den Einschlagwinkel α. Dieses Stellsignal ist auf einen Lenkstellmotor 106 geschaltet. Dieser Lenkstellmotor 106 hat eine Übertragungsfunktion, die mit K_a (s) bezeichnet ist. Der Lenkstellmotor 106 liefert den Einschlagwinkel α (t). Dieser Einschlagwinkel wird von dem Geber 38 abgegriffen. Das Signal des Gebers 38 ist auf den Navigationsrechner 30 geschaltet. Außerdem dient das Signal des Gebers 38 als Stellungsrückführung. Das Signal des Gebers 38 wird zu diesem Zweck über eine Rückführschleife 108 auf den Eingang des Lenkstellmotors 106 zurückgeführt. Am Eingang des Lenkstellmotors 106 wird in einem Summierpunkt 110 die Differenz der Führungsgröße α_soll und des Signals α (t) des Gebers 38 gebildet.

Die Geschwindigkeit v(t) wird bei dieser Ausführung konstant gehalten. Ein Geschwindigkeits-Stellmotor 112 hat eine Übertragungsfunktion K_v(s). Der Geber 36 gibt ein der Geschwindigkeit v(t) entsprechendes Signal auf den Navigationsrechner 30. Das Signal des Gebers 36 wird über eine Rückführschleife 114 auf den Eingang des Geschwindigkeits- Stellmotors 112 zurückgeführt. Am Eingang des Geschwindigkeits- Stellmotors 112 wird in einem Summierpunkt 116 die Differenz eines konstanten Sollwertsignals von einem Sollwerteingang 118 und des Signals von dem Geber 36 gebildet.

Die Ermittlung der günstigsten Rückführverstärkungen K_y und K_ψ für die Lenkung kann für den gesamten vorkommenden Geschwindigkeitsbereich anhand des in Fig. 10 dargestellten Modellregelkreises erfolgen. Bei dem Modellregelkreis von Fig. 10 ist angenommen, daß der Einschlagwinkel α und der Kurswinkel ψ klein sind und daß die Geschwindigkeit v konstant ist. Die Größen ψ, α und y sind als Funktion von s, also durch ihre Laplace-Transformierten dargestellt. Es ist weiter angenommen, daß der Lenkstellmotor 106 die Übertragungsfunktion "1" besitzt.

In einem Summierpunkt 100 werden einem Referenzwinkel von α_ref die Rückführsignale der beiden Rückführschleifen 118 und 120 überlagert. Es ergibt sich (mit der Übertragungsfunktion "1" des Lenkstellmotors 106) ein Einschlagwinkel α (s) am Eingang des Navigationsrechners 30. Der Einschlagwinkel wird gemäß Block 122 mit -V/A multipliziert. Das entspricht Block 64 in Fig. 9. Das Produkt wird gemäß Block 124 mit 1/s multipliziert. Das entspricht der Integration gemäß Block 66 von Fig. 9. Es ergibt sich die Laplace-Transformierte (s) des Kurswinkels.

In einem Summierpunkt 126 werden der Einschlagwinkel α (s) und der Kurswinkel ψ (s) addiert. Die Summe wird gemäß Block 128 mit v multipliziert. Das entspricht der ersten Zeile der Matrixgleichung in Block 72:

(t) = v(t) · α (t) + ψ (t) v(t)

oder

(t) = (α (t) + ψ (t)) v(t)).

Das Ergebnis wird gemäß Block 130 mit 1/s multipliziert. Das entspricht der Integration gemäß Block 74 von Fig. 9. Dadurch wird die Laplace-Transformierte Y(s) der Abweichung y(t) des Fahrzeugs 10 von der längs der x-Achse verlaufenden geraden Bahn erhalten.

Die Rückführschleife 120 enthält den Proportionalitätsfaktor K_y, dargestellt durch Block 132, der dem Block 102 von Fig. 9 entspricht. Statt einer reinen P-Rückführung kann auch z. B. eine PID-Rückführung vorgesehen werden. Dann enthält der Rückführzweig zusätzliche von s abhängige Glieder.

Die Rückführschleife 118 enthält den Proportionalitätsfaktor K_ψ, dargestellt durch Block 134. Der Kurswinkel muß aber mit unterschiedlichem Vorzeichen rückgeführt werden, je nach der Richtung der dem Betrag nach konstanten Geschwindigkeit v. Das ist in dem Modoll durch den Block 136 dargestellt, der das Vorzeichen der Geschwindigkeit v liefert.

Anhand des beschriebenen Modells können die Faktoren K_y und K_ψ für den Regelkreis von Fig. 9 berechnet werden.

Fig. 11 zeigt einen Regelkreis ähnlich Fig. 9 zur Führung des Fahrzeuges 10 längs einer beliebigen, nicht geradlinigen Bahn. Der Navigationsrechner 30 entspricht Fig. 3. Entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie dort. Die Vereinfachung für eine geradlinige Bahn gemäß Fig. 5 und 9 entfällt.

Der Navigationsrechner 30 liefert den Kurswinkel ψ (t), der jetzt nicht mehr als klein angenommen werden kann, und die Position des Fahrzeuges 10 mit den Koordinaten y(t) und x(t). Der von dem Navigationsrechner 30 gelieferte Kurswinkel ψ (t) wird in einem Summierpunkt 140 mit einem Sollwert ψ (t)* verglichen. Dadurch wird ein Regelabweichungssignal Δ ψ (t) erhalten. Die von dem Navigationsrechner 30 gelieferten Koordinaten y(t) und x(t) der Position des Fahrzeugs 10 werden in einem Summierpunkt 142 mit Sollwerten y*(t) und x*(t) verglichen. Daraus werden Regelabweichungssignale Δ y(t) und Δ x(t) erhalten. Die Regelabweichungssignale Δ ψ (t), Δ y(t) und Δ x(t) werden zur Bildung von Stellsignalen Δ α (t) für den Einschlagwinkel und Δ v(t) für die Geschwindigkeit linearkombiniert. Die Linearkombination erfolgt mit variablen Koeffizienten, die eine Stellmatrix -S(t) bilden. Die Stellmatrix ist durch Block 143 dargestellt. Die mit der Stellmatrix -S(t) erhaltenen Stellsignale Δ α (t) und Δ v(t) steuern Stellmotore 144 bzw. 146 ähnlich den Stellmotoren 106 und 112 von Fig. 9.

Das Stellsignal Δ α (t) wird in einem Summierpunkt 148 einem Anfangssignal α (0) von einem Eingang 150 überlagert. Das ergibt eine erste Führungsgröße α_soll (t) für den Einschlagwinkel α. Diese Führungsgröße wird in einem Summierpunkt 152 mit einem Rückführsignal α (t) verglichen, das von einem Geber 154 (entsprechend Geber 38 von Fig. 3) über eine Rückführschleife 156 geliefert wird. Das Signal α (t) des Gebers 154 wird wieder auf den Navigationsrechner 30 gegeben.

In ähnlicher Weise wird das Stellsignal Δ v(t) in einem Summierpunkt 158 einem Anfangssignal v(0) von einem Eingang 160 überlagert. Das ergibt eine zweite Führungsgröße v_soll (t) für die Geschwindigkeit v. Diese Führungsgröße wird in einem Summierpunkt 162 mit einem Rückführsignal v(t) verglichen, das von einem Geber 164 (entsprechend Geber 36 von Fig. 3) über eine Rückführschleife 166 geliefert wird. Das Signal v(t) des Gebers 164 wird ebenfalls auf den Navigationsrechner 30 gegeben.

Die Stellmatrix -S(t), dargestellt durch Block 143 wird von einer Adaptionseinheit 168 beeinflußt. Die Adaptionseinheit 168 erhält den Kurswinkel ψ (t) vom Ausgang 70 des Navigationsrechners 30, die Koordinaten y(t) und x(t) vom Ausgang 78 des Navigationsrechners 30, den Einschlagwinkel α (t) vom Geber 154 und die Geschwindigkeit v(t) vom Geber 164.

Die Adaptionseinheit 168 beeinflußt die Elemente der Stellmatrix so, daß sich ständig ein akzeptables oder günstiges Verhalten des Regelkreises ergibt, jeweils angepaßt an die Bahn und den Fahrzustand des Fahrzeugs 10. Die Adaptionseinheit 168 ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Sie enthält einen Modell-Regelkreis 170, der den unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschriebenen Regelkreis in der Umgebung der Referenzbahn bzw. Sollbahn nachbildet. Es läßt sich zeigen, daß ein solcher Regelkreis die in Fig. 12 dargestellte Struktur hat: Ein Stellgrößenvektor Δ u(t) wird mit einer veränderlichen Matrix C(t) multipliziert. Diese Matrix ist in Fig. 12 durch Block 72 dargestellt. Dem dabei erhaltene Vektor wird in einem "Sumierpunkt" 174 ein Rückführsignal (ebenfalls in Form eines Vektors) "entgegengeschaltet". Der erhaltene Differenzvektor wird integriert. Das ist durch Block 176 dargestellt. An einem Eingang 178 wird ein Anfangswert des den Zustand der Regelstrecke beschriebenden Vektors Δ x(0) eingegeben. Die Integration liefert einen Vektor Δ x(t). Der Vektor Δ x(t) wird in zweifacher Weise zurückgeführt: Der Vektor Δ x(t) wird mit einer Matrix B(t) multipliziert. Die Matrix B(t) ist durch einen Block 178 dargestellt. Der so erhaltene Vektor wird in einer "inneren" Rückführschleife 180 als das besagte Rückführsignal auf den Summierpunkt 174 zurückgeführt. Weiterhin wird der Vektor Δ x(t) in einer "äußeren" Rückführschleife 182 mit der Stellmatrix -S(t), hier dargestellt durch Block 184, multipliziert und liefert den Stellgrößenvektor Δ u(t).

Diesem Modell-Regelkreis werden die tatsächlichen Position y(t); x(t) und der Kurswinkel ψ (t) zugeführt sowie die tatsächlichen Stellgrößen, der Einschlagwinkel α (t) und die Geschwindigkeit v(t). Der Modell-Regelkreis beschreibt das Problem- bzw. Domänenwissen. Der Modell-Regelkreis 170 liefert die beiden Matrizen C(t) und B(t).

Die Matrizen C(t) und B(t) beschreiben die Regelstrecke. Diese Matrizen werden einem wissensverarbeitenden System 186 zugeführt. Dieses wissenverarbeitende System 186 enthält Regeln und Kriterien für die Auslegung des zeitvarianten Modell-Regelkreises. Diese Regeln und Kriterien repräsentieren das Problemlösungswissen. Nach diesen Regeln und Kriterien wird eine Stellmatrix S(t) bestimmt, die zu einer regelungstechnik günstigen oder zumindest akzeptablen Lösung führt. Das wissensverarbeitende System entspricht praktisch dem Regelungsfachmann, der für eine bestimmte, durch die Matrizen C(t) und B(t) beschriebene Regelstrecke die Rückführungen nach bekannten Regeln der Regelungstechnik so auslegt, daß sich ein akzeptables Regelverhalten ergibt. Die Regeln und Kriterien brauchen dabei nicht notwendig in Form eines mathematischen Gütekriteriums vorzuliegen. Es kann sich um regelbasierte, symbolische Algorithmen oder - im allgemeinen - aus einer Kombination arithmetischer und symbolischer Darstellungen handeln.

Das Führungssystem, wie es bisher beschrieben ist, ist in der Lage, das Fahrzeug entlang einer geraden Bahn zwischen zwei Wegpunkten oder auch auf einer beliebigen, gekrümmten vorgegebenen Bahn zu führen. In weiterer Ausbildung dieses Führungssystems soll nun ein Fahrzeug 10 der beschriebenen Art in die Lage versetzt werden, innerhalb eines bestimmten Einsatzgebietes selbst den Weg von einem momentanen Standort (einem Wegpunkt) zu einem Fahrziel (einem anderen Wegpunkt) zu finden. Es geht also nicht nur um die Führung des Fahrzeugs längs bestimmter Bahnen sondern um die Auswahl der vorgegebenen Bahnen, in der Regel einer größeren Zahl vorgegebener Bahnstücke, so, daß ein bestimmtes Fahrziel erreicht wird. Das ist in Fig. 13 an einem vereinfachten Beispiel dargestellt.

In Fig. 13 sind für ein Einsatzgebiet Wegpunkte und Bahnstücke zwischen diesen Wegpunkten vorgegeben. Die Wegpunkte sind in Fig. 13 mit "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", . . . "N" bezeichnet. Die Wegpunkte sind mögliche Standorte und Fahrziele. Die Bahnstücke können gerade oder gekrümmt, z. B. kreisbogenförmig, sein.

Ein Fahrauftrag an das autonome Fahrzeug 10 besteht nun darin, von einem Standort zu einem Fahrziel zu gelangen. Dabei muß das Fahrzeug 10 selbst die günstigste Folge von anzufahrenden Wegpunkten unter Bezugnahme vorgegebener, zulässiger Bahnstücke finden, die von dem momentanen Standort zum Fahrziel führen. Hierzu müssen von den im Speicher 34 (Fig. 2) gespeicherten Bahnstücken in einer bestimmten Folge nacheinander geeignete Bahnstücke aufgerufen werden. Das kann in folgender Weise geschehen:

Aus dem in Fig. 13 dargestellten geometrischen Modell des Einsatzgebietes mit den Bahnstücken und Wegpunkten läßt sich ein logisches Verknüpfungsnetz ableiten, wie es in Fig. 14 dargestellt ist. Die Knoten in diesem Netz sind die entsprechend bezeichneten Wegpunkte. Die Verbindungen zwischen den Knoten sind mit einer Gewichtung versehen, die vorzugsweise der Entfernung des zugehörigen Bahnstücks zwischen den durch die Knoten repräsentierten Wegpunkten entspricht. Das Gewicht der Verbindung zwischen den Knoten oder Wegpunkten "i" und "k" ist mit W_i ^k bezeichnet.

Zur Gewinnung des speziellen Fahrweges von einem Standort zu einem Fahrziel wird aus diesem Netz für jede Zielvorgabe ein "Entscheidungsbaum" erzeugt, der die alternativen Lösungsmöglichkeiten aufzeigt. Ein solcher Entscheidungsbaum ist in Fig. 15 für eine Fahrt von dem Wegpunkt "5" zu dem Wegpunkt "1" dargestellt. Es ergeben sich mehrere alternative Fahrwege. Das Fahrzeug kann vom Wegpunkt 5 "linksherum" über die Wegpunkte "4", "3", "2" zum Wegpunkt "1" fahren (Fig. 13). Das Fahrzeug kann auch "untenherum" (Fig. 13) über die Wegpunkte "7", "8" . . . "N" zum Wegpunkt "1" gelangen. Und schließlich kann das Fahrzeug 10 über die Wegpunkte "6" und "2" "direkt" zum Wegpunkt "1" fahren. Die bei den verschiedenen Alternativen benutzten Bahnstücke sind nun mit den erwähnten Gewichten W_i ^k versehen. Diese Gewichte können beispielsweise die Längen der betreffenden Bahnstücke repräsentieren, und es kann als Auswahlkriterium dienen, daß die Summe der Gewichte möglichst klein sein soll, also die Gesamtlänge der durchfahrenen Bahn möglichst kurz. Dann fährt das Fahrzeug auf dem jeweils kürzesten Weg zu seinem Fahrziel. Es können aber auch andere Kriterien für die Auswahl der benutzten Bahn vom Standort ("5") zum Fahrziel ("1") angewandt werden.

Im vorliegenden Fall wird die Bahn über die Wegpunkte "6" und "2" als kürzester Weg ausgewählt. Die zeitabhängigen Koordinaten der betreffenden Bahnstücke werden dem Navigationsrechner 30 und Lenkrechner 34 zugeführt.

Bei einer großen Anzahl von Wegpunkten mit einem stark verzweigten Netz von Bahnstücken können die Schritte zur Ermittlung der günstigen Bahn viel Rechenaufwand erfordern und recht lange dauern. Es wird daher in weiterer Ausgestaltung des beschriebenen Führungssystems ein auto-assoziativer Speicher vorgesehen. Ein solcher auto-assoziativer Speicher ist in Fig. 16 schematisch dargestellt und mit 188 bezeichnet. Ein auto-assoziativer Speicher ist ein Signalverarbeitungselement, das Kopien unterschiedlicher Mengen von Eingangssignalen x^(p) speichert, mit p = 1, 2, 3, . . . k. Der auto-assoziative Speicher gibt einen bestimmten Satz

x^(r) = (ξ₁^(r), ξ₂^(r), . . . ξ_n ^(r))

von in einer Lernphase gespeicherten Eingangssignalen, wobei r ε p, auf einen Ausgang, sobald ein Eingangssignalsatz

x = (ξ₁, ξ₂, . . . ξ_n)

anliegt, von dem eine spezifizierte Untermenge der Werte ξ_i mit einer entsprechenden Untermenge ξ_i ^(r) aus x^(r) übereinstimmt. In Fig. 16 sind mit x die Sätze von Eingangssignalen und mit y die Sätze von Ausgangssignalen des assoziativen Speichers 188 bezeichnet. Es gilt dann

y = (η₁, η₂, . . . η_m) = (ξ₁^(r), ξ₂^(r), . . . ξ_n ^(r)),

wenn

Wenn diesem assoziativen Speicher nun jeweils die gefundenen Bahnen für die jeweiligen Standorte und Fahrziele mitgeteilt werden, so erhält der assoziative Speicher jeweils eine Folge von Wegstrecken, die durchfahren werden müssen, um von dem Standort zu dem Fahrziel zu gelangen. Im Laufe der Zeit lernt dieser Speicher alle möglichen Verbindungen des Einsatzgebietes.

In Fig. 17 ist die Funktion des assoziativen Speichers anhand des oben erörterten Beispiels erläutert. In der "Lernphase" sind in dem assoziativen Speicher 188 schon die möglichen Folgen von Wegpunkten und Bahnstücken, nämlich "5", "6", "2", "1" und "5", "4", "3", "2", "1" abgespeichert. Wenn an den Eingang des assoziativen Speichers nun die Wegpunkte "5" und "1" angelegt werden, dann verknüpft ("assoziiert") der assoziative Speicher 188 diese Elemente (Wegpunkte) mit abgelegten kompletten Eingangsvektoren, nämlich den oben angegebenen Folgen. Diese abgelegten Eingangsvektoren werden dann, wie in Fig. 17 angedeutet, ausgegeben. Diese Folgen stehen dann sofort komplett als mögliche Bahnen zur Verfügung. Die so erhaltenen Folgen von Wegpunkten werden dann, wie im Zusammenhang mit dem Entscheidungsbaum von Fig. 15 erläutert, benutzt, die günstigste Bahn auszuwählen. Die Erzeugung der Bahnen durch einen auto-assoziativen Speicher arbeitet sehr schnell. Nach einer gewissen Lernphase liefert der auto-assoziative Speicher 188 sofort die günstigste Bahn von einem eingegebenen Standort zu einem ebenfalls eingegebenen Fahrziel, ohne daß das logische Verknüpfungsnetz von Fig. 14 oder der Entscheidungsbaum von Fig. 15 benutzt werden müßte. Die Lernphase kann auch off-line mit Hilfe eines Musters und simulierter Fahrten durchgeführt werden.

Die beschriebenen Vorgänge werden als intelligente Signalverarbeitungseinheit implementiert. Das ist in Fig. 18 dargestellt. Die Signalverarbeitungseinheit 190 erhält ein geometrisches Modell des Einsatzgebietes, wie es in Fig. 13 dargestellt ist. Das ist in Fig. 18 durch Block 192 angedeutet. Aus dem geometrischen Modell des Einsatzgebietes ergibt sich ein logisches Verknüpfungsnetz gemäß Fig. 14. Das ist in Fig. 18 durch Block 194 angedeutet. Der Signalverarbeitungseinheit 190 werden über Eingang 196 der Standort des Fahrzeugs 10 (z. B. "5") eingegeben. Es wird dann in der schon beschriebenen Weise ein Entscheidungsbaum gemäß Fig. 15 gebildet und aus den gegebenen Alternativen die günstigste, z. B. kürzeste Bahn ausgewählt. Das ist durch Block 198 dargestellt. Die dabei abzuarbeitenden Algorithmen sind vorwiegend symbolischer Natur (regelbasiert, Suchtechniken), teilweise aber auch arithmetisch.

Die Ausgabe der günstigsten Bahn erfolgt an einem Ausgang 200. Gleichzeitig wird die ermittelte Bahn in dem auto- assoziativen Speicher 188 (Fig. 16 und 17) abgelegt.

Standort und Fahrziel des Fahrzeugs 10 werden jeweils gleichzeitig über Eingang 202 auf den auto-assoziativen Speicher 188 gegeben. Wenn in diesem Speicher die Bahn zwischen den beiden eingegebenen Wegpunkten schon von einem früheren Vorgang her abgelegt ist, gibt der auto- assoziative Speicher 188 die Bahn unmittelbar an einem Ausgang 204 aus.

In weiterer Ausbildung dieses Vorganges sind die ersten drei Stufen 192, 194 und 198 der Signalverarbeitung nur Bestandteil eines Simulationsaufbaus. Sie bilden den auto-assoziativen Speicher während einer Lernphase gewissermaßen als "Lehrer" aus und lassen ihn alle möglichen Bahnen "lernen". Das geschieht automatisch, indem in der Simulation, angesteuert durch Zufallsgeneratoren, eine Vielzahl von Fahrzielen und die Erzeugung der Bahnen in relativ kurzer Zeit durchgespielt werden. Anschließend wird nur noch der auto-assoziative Speicher 188 real in das Fahrzeug 10 implementiert.

Claims

1. Führungssystem zum Führen eines unbemannten, lenkbaren Fahrzeugs längs einer vorgegebenen Bahn, gekennzeichnet durch

(a) einen in dem Fahrzeug (10) vorgesehenen Speicher (32), in welchem die vorgegebene Bahn gespeichert ist,
(b) ein in dem Fahrzeug (10) angeordnetes, autonomes Navigationssystem (30, 36, 38), welches Position (x(t), y(t)) und Kurs (ψ (t)) des Fahrzeugs (10) liefert,
(c) einen Regler (34), welcher auf die Abweichung der von dem Navigationssystem (30, 36, 38) gelieferten Position (x(t), y(t)) und der gespeicherten Bahn anspricht und ein Stellsignal (α_soll) zur Korrektur dieser Abweichung liefert, und
(d) Lenkmittel (24), welche von dem Stellsignal des Reglers (34) angesteuert werden zur Führung des Fahrzeugs (10) auf der vorgegebenen Bahn.

2. Führungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) an diskreten Stellen der vorgegebenen Bahn Marken (80; 84) angebracht sind,
(b) das Fahrzeug (10) Mittel (82) zum Abtasten der Marken (80; 84) und zur Bestimmung der Ablage von den Marken aufweist und
(c) das Navigationssystem (30, 36, 38) Mittel (96) zur Stützung der Position nach Maßgabe der so bestimmten Ablage enthält.

3. Führungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Navigationssystem (30, 36, 38) weiterhin Mittel (98) zur Korrektur der Navigationsparameter nach Maßgabe der durch die Marken (80; 84) bestimmten Ablage enthält.

4. Führungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) das Navigationssystem (30, 36, 38) Mittel (36, 38) zur Bestimmung von Kurs (ψ (t)) und Geschwindigkeit (v(t)) des Fahrzeugs (10) enthält und
(b) das Navigationssystem (30, 36, 38) die Position des Fahrzeugs (10) daraus nach der Methode der Koppelnavigation bestimmt.

5. Führungssystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch

(a) Mittel (38) zur Bestimmung des Einschlagwinkels (v(t)) wenigstens eines Fahrzeugrades (16, 18),
(b) Mittel 36 zum Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit (v(t)) aus der Laufgeschwindigkeit der einschlagbaren Fahrzeugräder (16, 18),
(c) Mittel (40) zum Erzeugen eines die Kurswinkel- Änderungsrate ( (t)) wiedergebendes Signals aus dem Einschlagwinkel (α (t)) und der Geschwindigkeit (v(t)) und
(d) Mittel (42) zum Integrieren des die Kurswinkel- Änderungsrate darstellenden Signals über der Zeit zur Erzeugung eines Kurswinkelsignals (ψ(t)).

6. Führungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) das Fahrzeug (10) ein erstes Paar von gleichachsigen, in einem größeren Abstand seitlichen voneinander angeordneten frei laufenden Rädern (12, 14) aufweist,
(b) das Fahrzeug (10) weiterhin wenigstens ein drittes Rad (16) aufweist, das nahe der Längsmittelebene (20) des Fahrzeugs (10) im Abstand (A) von dem ersten Paar von Rädern (12, 14) angeordnet ist, und
(c) das dritte Rad (16) lenkbar ist.

7. Führungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Rad (16) angetrieben ist.

8. Führungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Rad (16) mit einem dicht neben diesem angeordneten, damit verbundenen vierten Rad (18) ein zweites Paar von gleichachsigen Rädern bildet, das um eine in der Längsmittelebene (20) liegende Achse (22) zu Lenkzwecken schwenkbar ist.

9. Führungssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) an dem dritten Rad (16) ein Laufgeschwindigkeitsfühler (36) zum Bestimmen der Geschwindigkeit (v(t)) des Fahrzeugs und zum Erzeugen eines Geschwindigkeitssignals vorgesehen ist,
(b) an dem dritten Rad (16) weiterhin ein Winkelgeber und zum Erzeugen eines Einschlagwinkelsignals vorgesehen ist und
(c) das Geschwindigkeitssignal und das Einschlagwinkelsignal den Mittel (40) zum Erzeugen eines Kurswinkel-Änderungssignals ( (t)) zugeführt werden, welche das Kurswinkel-Änderungssignal nach der Beziehung bilden.

10. Führungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (10) einen Kurskreisel (58) zur Erzeugung eines Kurswinkelsignals (ψ (t)) enthält.

11. Führungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) auf den Regler (34) Positions- und Kursabweichungssignale aufgeschaltet sind und der Regler Stellsignale für Lenkung und Geschwindigkeit als Linearkombination der Positions- und Kursabweichungssignale (Δ y(t), Δ x(t) bzw. Δ ψ (t)) nach Maßgabe einer Stellmatrix (-S(t)) auf Lenk- bzw. Geschwindigkeits- Stellglieder (144, 146) aufschaltet,
(b) die Elemente der Stellmatrix (-S(t)) von einer Adaptionseinheit (168) veränderbar sind und
(c) auf die Adaptionseinheit (168) die Kurs- und Positionssignale (ψ (t), y(t), x(t)) sowie der Einschlagwinkel und die Geschwindigkeit (α (t) bzw. v(t)) des Fahrzeugs (10) aufgeschaltet sind.

12. Führungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Adaptionseinheit (168) einen zeitvarianten Modell-Regelkreis (170) enthält, der das dynamische Verhalten des Führungssystems nachbildet, wobei dieses Modell das Problem- bzw. Domänenwissen repräsentiert, und
(b) die Adpationseinheit (168) weiterhin ein wissensvorarbeitendes Element (186) enthält, in welchem Regeln und Kriterien für die Auslegung des zeitvarianten Modell-Regelkreises (170) gespeichert sind, nach denen eine akzeptable oder günstige Auslegung der zeitvarianten Stellmatrix (-S(t) bestimmt wird.

13. Führungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch

(a) eine intelligente Signalverarbeitungseinheit (190),
- - in welche ein geometrisches Modell eines Einsatzgebietes (Fig. 13) mit Wegpunkten ("1", "2", . . . "N") und diese verbindenden Bahnstücken eingebbar ist,
- - welche nach diesem geometrischen Modell ein logisches Verknüpfungsnetzwerk (Fig. 14) erzeugt, welches die möglichen Verbindungen zwischen den Wegpunkten und Gewichte (W_i ^k) für die dazwischenliegenden Bahnstücke enthält (Block 194)
- - welches nach Eingabe eines Standortes und eines Fahrziels aus dem Verknüpfungsnetzwerk (Fig. 14) einen "Entscheidungsbaum" (Fig. 15) erzeugt, welcher die in dem Einsatzgebiet nach dem geometrischen Modell (Fig. 13) alternativ möglichen Bahnen zwischen Standort und Fahrziel ermittelt und
- - welches aus den so ermittelten möglichen Bahnen anhand der Gewichte eine optimale Bahn auswählt und als vorgegebene Bahn auf den Regler (34) aufschaltet (Block 198).

14. Führungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Signalverarbeitungseinheit (190) einen auto- assoziativen Speicher (188) enthält, in welchen die für eingegebene Standorte und Fahrziele ermittelten Bahnen ablegbar sind, und
(b) die im Einsatz eingegebenen Standorte und Fahrziele auch auf den auto-assoziativen Speicher (188) aufschaltbar sind, so daß dieser die zugehörige Bahn unmittelbar ausgibt, wenn diese schon in dem Speicher (188) von einer früheren Fahrt des Fahrzeugs (10) her abgelegt ist.

15. Führungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (32) ein auto-assoziativer Speicher ist, in welchen die optimalen Bahnen für eingegebene Standorte und Fahrziele ablegbar sind, wobei der auto-assoziative Speicher in einem Lernprozeß mit simulierten, von Zufallsgeneratoren gelieferten Standorten und Fahrzielen anhand eines geometrischen Modells (Fig. 13), eines daraus abgeleiteten logischen Verknüpfungsnetzwerkes (Fig. 14) und eines Entscheidungsbaumes (Fig. 15) mit den Bahnen geladen wurde.