DE4222659C2 - Abtastendes Hinderniswarngerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein abtastendes Hinderniswarngerät, insbesondere für fahrerlose Transportsysteme, gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Die meisten fahrerlosen Transportsysteme des Standes der Technik, sofern es sich nicht um hochtechnologisierte Androide handelt, sind bis heute - wenn überhaupt - nur mit sehr rudimentären Hinderniswarngeräten ausgerüstet. Da solche Transportsysteme in ihrer Streckenführung vorwiegend exakt festge­ legt sind und somit die Fahrbahnen generell freigehalten werden, sind Hin­ derniswarngeräte bisher als relativ zweitrangig angesehen worden. Zwi­ schenzeitlich ist jedoch der Bedarf nach solchen Warngeräten gestiegen.

Durch die DE 33 25 122 A1 ist ein stabilisiertes Panorama-Visiergerät mit einem Infrarotdetektor und einem Laserentfernungsmesser bekanntgeworden, bei dem einzelne Bauelemente entweder um eine horizontale oder eine vertikale Achse dreh­ beweglich angeordnet sind. Der Lasersender und -empfänger ist nicht auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet. Eine wechselweise Aktivierung des Laserstrahls in unterschiedlicher Richtung ist nicht vorgesehen.

Zum Stand der Technik sind noch die US 4 895 440 und die EP 0 279 347 A2 zu nennen, die zum einen ein dreidimensionales Laser- Positionsmeßsystem und zum anderen einen Sensor zur Bestimmung von Oberflächenverlagerungen betreffen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hinderniswarn­ gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das nicht nur präzise funktio­ niert, sondern weitgehend aus handelsüblichen Elementen gefertigt werden kann, und in der Bedienung, der Wartung und seiner Anord­ nung vorteilhaft konzipiert ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind Ausgestal­ tungen und Weiterbildungen angegeben und in der nachfolgenden Beschrei­ bung sind Ausführungsbeispiele erläutert und in den Figuren der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel mit zwei Laser­ dioden und rotierender Empfangsoptik,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel mit zwei Laserdioden und rotierender Empfangsoptik,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel mit zwei Laserdioden, jedoch mit feststehender Empfangsoptik,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel mit zwei Laserdioden, jedoch mit feststehender Empfangsoptik,

Fig. 5 ein Schemabild eines Ausführungsbeispiels mit einer Laserdiode und einem Modulationsprisma.

Wie die Fig. 1 veranschaulicht, setzt sich das abtastende Hindernis­ warngerät 10 aus einem Stand-Gehäuse 20 und einem in diesem um die zentrale Drehachse 15 rotierend gelagerten Spiegelkasten 11 mit zugeordneter Grundplatte 21 zusammen. In der Grundplatte 21 sind die Um­ lenkspiegel 14 oder ein entsprechendes Prisma eingelassen. Der Empfänger 16 ist mit seiner Photodiode 16a und der entsprechenden Elektronik (nicht ge­ zeichnet) feststehend (nicht rotierend) bei dem Spiegelkasten 11 positioniert. Der Sender 13 mit seinen Laserdioden 13c und 13d sowie mit Teilen der Sendeoptik, nämlich den Kollimatoren 13a und 13b, ist ebenfalls nicht rotierend zwischen dem Spiegelgehäuse 11 und der Grundplatte 21 in der zur Abtastebene senkrechten Drehachse 15 angeordnet.

In dem rotierenden Spiegelkasten 11 ist die gesamte Empfangsoptik ange­ ordnet, die sich aus den Empfangslinsen 12a, 12b und diesen zugeordneten Spiegeln 12c, 12d zusammensetzt. Das Umlenkelement 12e im Spiegelkasten 11 gehört zur Sende­ optik. Hierbei ist der Achsabstand der Linsen 12a, 12b und der Neigungs­ winkel der Spiegel 12c, 12d aufeinander so abgestimmt, daß ihre Brenn­ punkte auf der Drehachse 15 liegen. Hierzu sind die Spiegelflächen zur Drehachse 15 geneigt und gegeneinander um 180° versetzt.

Wie bereits erwähnt, rotieren der Empfänger 16 mit seiner Photodiode 16a und der Sender 13 mit seinen beiden Laserdioden 13c und 13d, denen je ein Kollimator 13a oder 13b zugeordnet ist, nicht um die Drehachse 15. Diese Laderdioden 13c, 13d strahlen abwechselnd jeweils über einen Drehwinkel von 180° oder weniger, beispielsweise wenn Pausen eingelegt werden, die dann zur Nullpunktkontrolle und -korrektur benutzt werden können.

Die Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Hinderniswarngeräts 10, wobei die Funktion und deren Ablauf im wesentlichen der vorbeschriebenen Ausführungsform entsprechen. Hier werden lediglich der Abtast- und Empfangsstrahlengang mittels zentraler Bohrungen 112x in den Spiegeln 112c und 112d und gegebenenfalls in den Empfangslinsen 12a, 12b koaxial gemacht und der Sender 13 wird mit dem ihm zu­ geordneten Umlenkprisma 112e in den Raum hinter den geneigten Spiegeln 112c und 112d positioniert. Diese Ausführungsform reduziert die Parallaxe zwischen Abtast- und Empfangsstrahlengang. Die kleinste noch erfaßbare Entfernung wird dadurch wesentlich reduziert (vom Bereich Meter in den Bereich Dezimeter).

Die vorbeschriebenen beiden Ausführungsformen lassen sich, wie die Fig. 3 und 4 veranschaulichen, nun dahingehend abändern, daß das Hinderniswarngerät 10 einen rotierenden Spiegelkasten 11 aufweist, in dem wieder wie in vorbeschriebener Anordnung die Spiegel 12c, 112c, 12d, 112d angeordnet sind, der jedoch nur mehr Strahleinfall- und -austrittsfenster 17 trägt, und die Empfangsoptik 12, 112 nunmehr fest­ stehend - also nicht rotierend - mit dem Empfänger 16 verbunden ist. Die Zeichnungen sind so ausgeführt, daß weitere Erläuterungen hierzu nicht mehr erforderlich erscheinen.

Eine spezielle Ausführungsform veranschaulicht die Fig. 5 der Zeichnung. Auch hier sind Aufbau und Funktion des Hinderniswarngeräts 10 im wesent­ lichen wie vorbeschrieben. Die prismenförmigen Umlenkelemente 12e, 14 für die Umlenkung der Abtaststrahlen sind so angeordnet, und ihnen ist ein Modulationsprisma 18 so zugeordnet, daß sein Abstand zur gegenüberliegenden Fläche des Prismas 14 zwischen λ/6 und einigen λ variierbar ist, wobei λ die Wellenlänge der Laserstrahlung ist. Der "Hub" des Modulationsprismas 18 ist also sehr klein und ermöglicht das Umschalten vom einen zum anderen der abwechselnd aktivierten Abtaststrahlengänge sehr rasch (Bereich msec). Hierbei kann dieses Modulationsprisma 18 mit dem Umlenkprisma 12e, 112e zu einer Baueinheit zusammengefaßt sein. Die Laserdiode 13c des Senders 13 strahlt kontinuierlich oder mit Pausen um die "180°-Punkte". Als Kollimator 13a für einen größeren Sende­ strahldurchmesser empfehlen sich Parabolspiegel.

Claims (6)

1. Abtastendes Hinderniswarngerät mit einem Entfernungsmesser, insbesondere für fahrerlose Transportsysteme, das ausgerüstet ist mit

• - einer oder zwei feststehenden Laserdioden (13c, 13d) mit zugehörigen Kollimatoren (13a, 13b) zur Aussendung von Abtaststrahlen,
• - einem feststehenden Photoempfänger (16),
• - einem um eine zur Abtastebene senkrechte Achse rotierenden Spiegel­ kasten (11) mit Spiegeln (12c, 12d, 112c, 112d) und/oder Prismen (12e, 112e) zur Umlenkung der Abtaststrahlen in zwei entgegengesetzte Ab­ tastrichtungen und des vom jeweils angestrahlten Objekt zurückgeworfe­ nen Lichts,
• - und einer Empfangsoptik (12, 12a, 12b, 112), durch die zusammen mit Spiegeln (12c, 12d, 112c, 112d) und/oder Prismen (12e, 112e) des Spiegelkastens (11) ein Bild des Lichtfleckes des Abtaststrahls auf dem jeweils ange­ strahlten Objekt auf der Drehachse (15) erzeugt wird, wobei die Abtaststrah­ len in den entgegengesetzten Abtastrichtungen wechselweise aktiviert werden.

2. Abtastendes Hinderniswarngerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Empfangsoptik (12a, 12b) im Spiegelkasten (11) mitrotiert.

3. Abtastendes Hinderniswarngerät nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Empfangsoptik (12, 112) zusammen mit dem Photoempfän­ ger (16) feststeht.

4. Abtastendes Hinderniswarngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zentrale Bohrungen (112x) in den Spiegeln (112c, 112d) und/oder in den Linsen (12a, 12b) der Empfangs­ optik zur koaxialen Führung von Abtast- und Empfangsstrahlengang außerhalb des Gerätes.

5. Abtastendes Hinderniswarngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur wechselseitigen Aktivierung der Abtast­ strahlen in entgegengesetzte Abtastrichtungen ein Modulationsprisma (18) verwendet wird, dessen Abstand zur gegenüberliegenden Fläche eines ersten Umlenkprismas (14) zwischen λ/6 und einigen λ variierbar ist.

6. Abtastendes Hinderniswarngerät nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Modulationsprisma (18) mit einem zweiten Umlenk­ prisma (12e) zu einer Einheit zusammengefaßt ist.