DE69808021T2 - Gemischtes Führungssystem für städtisches Fahrzeug mit mechanischer Begrenzung des Fahrbereichs - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Systeme zur Führung von Landfahrzeugen, insbesondere von Fahrzeugen des öffentlichen Verkehrs auf der Gesamtheit oder einem Teil einer Stadtspur, auf der andere Fahrzeuge fahren. Sie betrifft insbesondere ein System, das dem Fahrer eines Fahrzeugs des öffentlichen Stadtverkehrs beim Manövrieren desselben auf der Gesamtheit oder einem Teil der Fahrstrecke assistiert.
• Es sind zahlreiche Systeme zur Führung eines Landfahrzeuges bekannt, wobei diese sich in zwei Kategorien einordnen lassen: die gegenständlichen Führungssysteme und die nicht- gegenständlichen Führungssysteme. Ein kombiniertes Führungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US 4,223,756 bekannt.
• Die gegenständlichen Führungssysteme (EP 111 258 A2 z. B.) verwenden seitliche Ränder oder Schienen, die auf die Fahrbahn aufgebracht werden, und auf welche auf die gelenkten Achsen des Fahrzeugs montierte Führungsrollen sich abstützen. Derartige Systeme haben den Nachteil, dass sie dauerhafte Fahrspuren verwenden, die eine schwere und kostspielige Infrastruktur benötigen, die manchmal schwer in das gesamte Verkehrsnetz zu integrieren ist. Im übrigen kann die Führung nicht permanent erfolgen, besonders nicht an den Kreuzungen, so dass der Fahrer/Wagenführer die Kontrolle über das Fahrzeug oft selbst übernehmen muss.
• Die nicht-gegenständlichen Führungssysteme (z. B. US 4,003,445) beruhen auf der Fernerfassung eines für die äußere Umgebung des Fahrzeugs typischen Bezugspunkts mittels eines diesem Bezugspunkt zugeordneten Sensors, der im Fahrzeug untergebracht ist. Die Bezugspunkte sind entweder passiv im Falle einer optischen Markierung auf der Fahrbahn oder aktiv im Falle einer Leitdrahtführung. Dann besteht die Führung darin, das Fahrzeug den gewünschten Weg entlang zu führen, indem entweder dem Fahrer/Wagenführer die auszuführenden Handlungen mitgeteilt werden oder direkt auf die Organe des Fahrzeugs eingewirkt wird.
• Solche nicht-gegenständlichen Führungssysteme haben gegenüber den vorhergehenden den Vorteil, dass ihre Infrastrukturkosten geringer sind und dass sie leichter mit dem Stadtverkehrsnetz zu vereinbaren sind, weil sie keine sichtlichen, kostspieligen Anlagen verwenden, die teuer sind und den Verkehr der anderen Fahrzeuge behindern. Zudem ist das System im Falle einer Leitdrahtführung anfällig gegenüber elektromagnetischen Störungen und die Ortung des Fahrzeugs ist nicht präzise, da die seitliche Reichweite des Sensors ungefähr 15 cm beträgt.
• Wird eine optische Markierung mit einer als Sensor benutzten Videokamera kombiniert, so ist die Ortung präziser als mit der Leitdrahtführung und weniger anfällig für elektromagnetische Störungen, aber das Erfassen der Markierung kann durch solche Phänomene wie Blendung und Verdeckung der Markierung beeinträchtigt werden.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein kombiniertes Führungssystem für Stadtfahrzeuge mit mechanischer Begrenzung der Bodenbeanspruchung zu schaffen, das die Flexibilität einer nicht-gegenständlichen Führung mit der Sicherheit einer gegenständlichen Führung verbindet.
• Hierzu wird die Führung im Wesentlichen durch eine kodierte Bodenmarkierung ausgeführt, welche von einer Videokamera erfasst wird, während die Sicherheit der Führung durch das Zusammenwirken der entlang der Spur aufgebrachten Ränder mit den fest mit dem Fahrzeug verbundenen Rollen, die falls notwendig auf das Fahrzeug einwirken, erzielt wird.
• Die Erfindung betrifft demnach ein System zur kombinierten Führung eines Fahrzeugs des öffentlichen Verkehrs, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Elemente umfasst:
• - eine kodierte, optische Markierung, die auf die Fahrbahn aufgebracht wird, um den Fahrweg des Fahrzeugs und seine verschiedenen Merkmale zu definieren,
• - eine Vorrichtung, die an Bord des Fahrzeugs vorgesehen ist, um die kodierte optische Markierung zu erfassen und Signale zu erstellen, mit denen das Fahrzeug in seiner Geschwindigkeit und Richtung gesteuert wird, so dass es den durch die kodierte optische Markierung definierten Fahrweg befolgt und die Merkmale desselben beachtet,
• - zwei Ränder, die zu beiden Seiten der kodierten optischen Markierung angebracht werden und auf bestimmten Abschnitten des Fahrwegs eine Spur definieren, auf der das Fahrzeug fährt und deren Breite dem maximal zulässigen seitlichen Abstand des Fahrzeugs im Verhältnis zur kodierten optischen Markierung entspricht, und
• - Rollen, die durch fest mit dem Fahrzeug verbundene Arme gestützt werden und einerseits mit den Rändern und andererseits mit der Lenkung des Fahrzeugs zusammenarbeiten, um gegebenenfalls den Einschlagwinkel des Fahrzeugs zu ändern.
• In einem ersten Ausführungsbeispiel sind die Stützarme der Rollen fest mit der Lenkung verbunden und die Rollen werden nur dann mit den Rändern in Kontakt gebracht, wenn ein maximaler seitlicher Abstand des Fahrzeugs im Verhältnis zum Verlauf der kodierten optischen Markierung erreicht wird, um dann den Einschlagwinkel des Fahrzeugs zu ändern. In diesem ersten Ausführungsbeispiel wird das Fahrzeug durch die Kombination der Markierung mit der an Bord befindlichen Vorrichtung geführt, wobei die Ränder und die Rollen nur zur Sicherheit des Fahrzeugs eingesetzt werden.
• In einem zweiten Ausführungsbeispiel befinden sich die Rollen über fest mit der Lenkung verbundene Aufhängungsarme, die mit Belastungssensoren ausgestattet sein können, in ständigem Kontakt mit den Rändern. In einem dritten Ausführungsbeispiel sind die Arme zur Abstützung der Rollen fest mit der Lenkung des Fahrzeugs verbunden und die Rollen werden nur dann mit den Rändern in Kontakt gebracht, wenn ein maximaler seitlicher Abstand des Fahrzeugs im Verhältnis zum Verlauf der kodierten optischen Markierung erreicht wird, um die Sicherheit des Fahrzeugs zu gewährleisten; Sensoren zum Erfassen der seitlichen Position des Fahrzeugs im Verhältnis zu den Rändern sind vorgesehen, um Entfernungsangaben mit Bezug auf die Ränder zu liefern, wobei diese Entfernungsangaben dazu dienen, die Position des Fahrzeugs zwischen den Rändern zu bestimmen, wovon die Freigabe der Signale, die von der an Bord befindlichen Vorrichtung zur Steuerung des Fahrzeugs geliefert werden, abhängt.
• Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
• - Fig. 1a und 1b jeweils ein Schema, das ein erfindungsgemäßes System zur Führung eines Fahrzeugs des öffentlichen Verkehrs beim Einfahren in eine Station bzw. beim Durchfahren einer Kurve darstellt;
• - Fig. 2 ein Schema, das ein Fahrzeug des öffentlichen Verkehrs darstellt, das mit Vorrichtungen versehen ist, mit denen die Erfindung ausgeführt werden kann;
• - Fig. 3 ein Schema, das die Wechselwirkungen zwischen dem Fahrzeug und den zwei Führungsarten des Fahrzeugs zeigt;
• - Fig. 4 ein Diagramm, das die Arbeitsweise des Führungssystems zeigt, wenn die Rollen sich nicht in ständigem Kontakt mit den Rändern befinden;
• - Fig. 5 ein Diagramm, das die Arbeitsweise des Führungssystems zeigt, wenn die Rollen sich in ständigem Kontakt mit den Rändern befinden;
• - Fig. 6 eine Kurve, die in Abhängigkeit von dem auf die Einheit Rolle-Aufhängungsarm ausgeübten Druck die Veränderung der auf die Rolle ausgeübten Kraft aufzeigt;
• - Fig. 7 ein Diagramm, das die Arbeitsweise des Führungssystems zeigt, wenn die Rollen sich nicht in ständigem Kontakt mit den Rändern befinden, aber diesmal unter Verwendung von Sensoren zum Erfassen der seitlichen Position des Fahrzeugs im Verhältnis zu den Rändern;
• - Fig. 8 ein Diagramm, das zeigt, wie sich das Fahrzeug beim Einfahren in die Spur zwischen den Rändern ausrichtet und
• - Fig. 9 ein Diagramm, das das Überfahren eines Fußgängerübergangs darstellt.
• - Fig. 10 ist ein Schema, das den Aufbau der Stützarme für die fest mit der Lenkung verbundenen Rollen darstellt.
• Ein System zur Führung eines Fahrzeugs des öffentlichen Verkehrs 10 auf einer durch einen Bahnsteig oder einen Bürgersteig 12 begrenzten Fahrbahn, das auf der Fahrbahn folgende Elemente umfasst (Fig. 1):
• - eine kodierte, optische Markierung 16, die auf die Fahrbahn aufgebracht wird, um den Fahrweg des Fahrzeugs 10 und seine verschiedenen Merkmale zu definieren,
• - zwei Ränder 18 und 20, die zu beiden Seiten der kodierten optischen Markierung 16 angebracht werden und auf bestimmten Abschnitten des Fahrwegs eine Spur definieren, auf der das Fahrzeug 10 fährt und deren Breite im Wesentlichen dem maximal zulässigen seitlichen Abstand des Fahrzeugs im Verhältnis zur kodierten optischen Markierung 16 entspricht.
• Die kodierte optische Markierung umfasst zum Beispiel zwei parallele Linien 30 und 32, die aus einzelnen kleinen Strichen 34 bestehen, wobei jeder Strich beispielsweise eine Länge von 75 cm aufweist und vom vorhergehenden sowie vom nächsten durch einen Abstand von 25 cm getrennt ist; so dass von einem Strich zum nächsten ein Abstand von einem Meter vorgesehen ist. Die Kodierung kann so ausgeführt werden, dass auf der linken 36 oder rechten Seite 38 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs zwei Strichen der jeweiligen Linien 30 und 32 ein dritter Strich hinzugefügt · wird. Der auf der linken Seite 36 hinzugefügte Strich entspricht einem Kode oder Kontakt R1 und meldet den Beginn der Andockphase an eine Station sowie die Art des Andockens, während der Strich auf der rechten Seite 38 einem Kode oder Kontakt R2 der Art des Andockens entspricht.
• Die Kodierung der Kontakte kann auch andere Bedeutungen haben, beispielsweise das Überfahren einer Kreuzung oder eines Fußgängerübergangs.
• Es versteht sich, dass auch andere Verschlüsselungen der Markierung zur Ausführung der Erfindung verwendet werden können, insbesondere können nur eine durchgehende Linie und ein variabler, gegebenenfalls kodierter Abstand verwendet werden.
• Aus der am 4. September 1996 eingereichten Patentanmeldung 96 10789 der Anmelderin mit dem Titel "SYSTEME D'ASSISTANCE A LA CONDUITE D'UN VEHICULE, NOTAMMENT POUR L'ACCOSTAGE A UN QUAl" (System zur Hilfestellung beim Führen eines Fahrzeugs, insbesondere beim Andocken an einen Bahnsteig) sind derartige Markierungen bekannt.
• Die Ränder 18 und 20 werden zu beiden Seiten der Markierung 16 angeordnet und dienen zum Abgrenzen einer Fahrspur des Fahrzeugs 10 auf bestimmten Teilen der Strecke;
• insbesondere auf solchen, die geradlinig sind oder Kurven mit einem großen Krümmungsradius aufweisen.
• Im in Fig. 1 dargestellten Fall hören diese Ränder direkt am Eingang in die Station auf, um dem Fahrzeug das Einfahren in die Station gemäß Linie 28 zu ermöglichen. Das gleiche gilt für einen Fußgängerübergang oder eine Kreuzung.
• Die Spur ist etwas breiter als das Fahrzeug ausgeführt, damit der zulässige seitliche Abstand vom Fahrzeug zu einer Markierung 16 berücksichtigt werden kann.
• Am Fahrzeug 10 umfasst das Führungssystem (Fig. 2):
• - eine an Bord befindliche Detektionsvorrichtung 22 zum Erfassen der kodierten Markierung 16, die Angaben über die Position des Fahrzeugs im Verhältnis zur Markierung liefert;
• - eine Rechenvorrichtung 24 zum Berechnen einer sogenannten Sollstrecke 28 aufgrund der durch die Detektionsvorrichtung 22 gelieferten Angaben zur Position und Kodierung und zum Erstellen von Signalen zur Steuerung von Lenkungsorganen 26, 50 und zur Information über Zustände 40 des Systems, und
• - auf Arme 44 montierte Rollen 42, die über Dämpfer (nicht dargestellt) fest mit dem Lenkungsmechanismus 46 verbunden sind und Sensoren 48 aufweisen, die über ein elektrisches Signal, das an die Rechenvorrichtung 24 angelegt wird, den Kontakt der Rolle mit dem entsprechenden Rand melden.
• In einer zweiten Ausführungsform können die Arme 44 auch einen für den Betrieb des Systems nicht unbedingt notwendigen Sensor 48 umfassen, der den Kontakt der Rolle mit dem entsprechenden Rand meldet, wobei das entsprechende elektrische Signal an die Rechenvorrichtung 24 angelegt wird.
• In einer dritten Ausführungsform umfasst das Fahrzeug, beispielsweise vorn und hinten, zusätzlich zu den nicht ständig mit den Rändern in Kontakt befindlichen Rollen der ersten Ausführungsform, Sensoren 52, die die seitliche Position des Fahrzeugs im Verhältnis zu den Rändern 18 und 20 erfassen. Diese Sensoren liefern elektrische Signale, die an die Rechenvorrichtung 24 angelegt werden und und die Entfernung der Sensoren 52 und somit des Fahrzeugs zu den Rändern repräsentativ sind.
• Die vorgenannte französische Patentanmeldung beschreibt ein besonderes Ausführungsbeispiel der Detektionsvorrichtung 22, der Rechenvorrichtung 24, der an der Lenksäule 50 befindlichen Lenkorgane 26 und der Organe zur Angabe über die Zustände 40 im Falle eines Systems zum Andocken an einen Bahnsteig. Ein derartiges System zum Andocken an einen Bahnsteig kann dazu verwendet werden, das erfindungsgemäße Führungssystem anzuwenden, wobei es hierzu einiger Anpassungen durch den Fachmann bedarf.
• Das Diagramm in Fig. 3 erklärt die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Führungssystems in den drei Ausführungsformen.
• Die für die Führung des Fahrzeugs benötigten Informationen stammen von der Bodenmarkierung 16, vom Fahrzeug 10 über den Eingang 54 und von den Seitenrändern 18, 20 über die Rollen 42 und werden zur Steuerung und Sicherheit des Fahrzeugs in der Rechenvorrichtung 24 verarbeitet.
• Die über die Vorrichtung zum Erfassen und Analysieren 22 von der Markierung 16 gelieferten Informationen werden dazu verwendet, mittels eines Regelungsmoduls 60 eine Sollstrecke zu definieren. Der Sollwert des Einschlagwinkels soll wird von einem Modul 62 berechnet.
• Die über die Rollen 42 und die Arme 44 von den Rändern 18, 20 gelieferten Angaben werden dazu verwendet, über ein Modul 68 die Sicherheit des Fahrzeugs in Querrichtung zu gewährleisten. Die Position des Busses in der Spur kann durch ein Modul 70 so berechnet werden, dass die Toleranz kontrolle des zur Durchführung der Regelung anzulegenden Sollwerts soll bestimmt wird.
• Das Fahrzeug liefert eine Anzahl an Informationen 64, 66, wie zum Beispiel den Einschlagwinkel und die Geschwindigkeit V des Fahrzeugs, mit denen der anzulegende Sollwert berechnet werden kann.
• Die Koordinierung der Vorgänge zur Führung und zur Sicherheit wird durch ein Modul 72 gewährleistet, das über einen Regelkreis 74 den an den Motor 76 des Lenkorgans 26 anzulegenden Sollwinkel bestimmt.
• In der ersten Ausführungsform stehen die durch die Arme 44 getragenen Rollen 42 mit den Rändern 18, 20 nur dann in Kontakt, wenn das Fahrzeug seine Fahrstrecke verlässt. In diesem Fall stützen sich die Rollen gegen die Ränder ab, die über die Arme 44 und 46 die Kontaktkraft an die Lenkung übertragen, um diese zu steuern. Die Rolle, die zuerst mit dem Rand in Kontakt gelangt, ist die vordere. Die Funktion der hinteren Rolle ist es, bei einem Anstoßen das durch den Kontakt der vorderen Rolle ausgelöste Einschlagen zu begrenzen, um die Führung zu stabilisieren. Durch die Tatsache, dass die hintere Rolle im Verhältnis zur vorderen Rolle nach hinten versetzt ist, wie dies aus Fig. 10 ersichtlich ist, kann durch Handlenkung und Einwirkung auf das Lenkrad die Lenkung vom Rand "gelöst" werden.
• Fig. 4 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise dieses ersten Ausführungsbeispiels. Wie in den anderen Diagrammen geben auch in diesem Diagramm die Ovale die Ein- und Ausgänge des Systems, die Rechtecke die Zustände und/oder Ereignisse des Systems und die Rauten die Tests an.
• Die kombinierte Führung 81, d. h. durch die Markierung und die Rollen, wird gestartet, sobald das Fahrzeug den Eingang 80 der Spur erreicht, was beispielsweise durch das Erfassen eines spezifischen Kodes auf der Markierung erfolgt. Die kombinierte Führung bleibt solange aktiv, bis ein Test 82 eine Meldung zum Beenden der kombinierten Führung erfasst, wobei diese Meldung durch einen spezifischen, das auszuführende Ausgangssignal definierenden Kode, beispielsweise durch den Kode R1 des Andockens an einen Bahnsteig, hervorgerufen wird.
• Ist die kombinierte Führung beendet, so geht das System zum Ausgangsmodus 90 über, der durch den spezifischen Markierungskode, beispielsweise das Andocken an einen Bahnsteig, das Überfahren eines Fußgängerübergangs oder einer Kreuzung, definiert wird.
• Wird keine Meldung zum Beenden der kombinierten Führung erfasst, so wird diese Art der Führung beibehalten und der Sollwert für die Steuerung der Lenkung wird in Schritt 83 berechnet. In Schritt 84 wird durch Erfassen eines möglichen Kontakts der Rollen 42 mit den Rändern 18, 20 ein Test zur Sicherheit der seitlichen Position des Fahrzeugs in der Spur durchgeführt. Fällt der Test negativ aus, so erhält die nicht-gegenständliche Führung durch die Markierung den Vorrang und Schritt 87 wendet den Sollwert an. Fällt hingegen der Test positiv aus, so wird die nicht-gegenständliche Führung in Schritt 85 außer Kraft gesetzt und der Vorrang wird in Schritt 86 über den unmittelbar die Lenkung des Fahrzeugs steuernden Arm der gegenständlichen Führung übergeben. Solange keine Anweisung zum erneuten Starten 88 der kombinierten Führung erfolgt, bleibt das System in diesem Zustand 86, wobei diese Anweisung durch das Erfassen eines spezifischen Kodes auf der Markierung hervorgerufen werden kann. Die Schritte 87 und 88 schließen den Kreis bei Test 82, der das Beenden der spezifischen Führung prüft.
• Im zweiten Ausführungsbeispiel stehen die Rollen 42 in ständigem Kontakt mit den Rändern 18, 20 und werden durch die eine Aufhängungsvorrichtung aufweisenden Arme 44 getragen, wobei diese Aufhängungsvorrichtung die Bruchgefahr begrenzt und dem gegenständlichen Führungssystem eine mechanische Flexibilität verleiht. Durch die Steifheit der Arme kann somit die Anwendung von irrealistischen Sollwerten des Einschlagwinkels eingeschränkt werden.
• Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Funktionsweise dieses zweiten Ausführungsbeispiels darstellt, wobei nur die Schritte beschrieben werden, die sich vom ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 unterscheiden.
• Ist die Antwort auf den Test 82, in dem das Beenden der kombinierten Führung geprüft wird, negativ, so geht das System zu Schritt 83 über, in dem der Sollwert der Führung berechnet wird. Der nächste Schritt übernimmt die Koordinierung und die Überwachung zwischen der gegenständlichen und der nicht-gegenständlichen Führung.
• In Schritt 92 wird die Kurve aus Fig. 6 ohne Maßstabswert verwendet, wobei auf der Abszisse das Zusammendrücken der Einheit Rolle-Aufhängungsarm und auf der Ordinate die auf die Aufhängung ausgeübte Kraft abgetragen ist. Sie zeigt vier Nutzungsbereiche I bis IV, die wie folgt definiert sind:
• - der Bereich I entspricht der Hand- oder Servolenkung des Fahrzeugs außerhalb der Ränder. Es besteht kein Kontakt zwischen den Rollen und den Rändern.
• - der Bereich II entspricht der Führungsphase zwischen den Rändern, in der die nicht- gegenständliche Führung den Vorrang hat. Die Kraft, mit der die Rollen auf den Rändern aufliegen, ist eine Nennkraft, denn das Zusammendrücken der Rollen-Aufhängungsarme erzeugt geringe, am Lenkmechanismus angreifende Kräfte, die die Regelung des Regelkreises nicht stören.
• - der Bereich III entspricht der Führungsphase, in der die nicht-gegenständliche Führung und die gegenständliche Sicherheit zusammenwirken. Das Abstützen der Rollen auf den Rändern ist hier kritisch, weil das Zusammendrücken der Rollen-Aufhängungsarme variierende Kräfte erzeugt, die direkt am Lenkmechanismus angreifen und die zu den Sollwerten für die Regelung des Regelkreises hinzukommen. Die möglichen Ausgänge dieser Phase sind die Phasen II und IV.
• - der Bereich IV entspricht der Führungsphase zwischen den Rändern, in denen die mechanische Führung Vorrang hat. Das sich Abstützen der Rollen auf den Rändern ist hier mechanisch, weil das Zusammendrücken der Rollen-Aufhängungsarme hohe am Lenkmechanismus angreifende Kräfte erzeugt, die die Sollwerte für die Steuerung des Regelkreises verdecken.
• Im dritten Ausführungsbeispiel wird die Ausstattung des Fahrzeugs gemäß der ersten Ausführungsform durch vier Abstandsmelder 52 ergänzt, die seitlich vorn und hinten am Fahrzeug angebracht und auf die Ränder 18, 20 gerichtet sind. Mit diesen Meldern kann die geometrische Position, die Zentrierung und die Ausrichtung des Fahrzeugs im Verhältnis zu den Rändern berechnet werden, wodurch die Kurven und andere besondere Situationen vorweggenommen werden können.
• Fig. 7 ist ein Diagramm, das die Funktionsweise dieses zweiten Ausführungsbeispiels darstellt, wobei nur die Schritte beschrieben werden, die sich von denen der vorangegangenen Diagramme unterscheiden. Es unterscheidet sich vom Diagramm aus Fig. 5 lediglich durch den Test 96, der die Gültigkeit des Sollwerts prüft, und durch die obere Begrenzung des Sollwerts 97, wenn der berechnete Sollwert 83 den durch die Position des Fahrzeugs definierten Gültigkeitsbereich überschreitet.
• Die Fig. 8 und 9 sind Diagramme, die die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Führungssystems in den Fällen darstellen, in denen das Fahrzeug in die Spur einfährt (Fig. 8) bzw. eine kurze Unterbrechung der Ränder, beispielsweise einen Fußgängerübergang, überfährt (Fig. 9).
• Zum Einfahren in die Spur kann der Annäherungsschritt (100) nach Belieben des Fahrers/Wagenführers entweder manuell oder automatisch erfolgen. Aufgrund der Ausgangsbedingungen des Fahrzeugs 120, startet Schritt 101 die Ausrichtung des Fahrzeugs zwischen den Rändern. Der Schritt, in dem der Test 102 durchgeführt wird, entscheidet über die Freigabe des Ausrichtungsvorgangs des Fahrzeugs zwischen den Rändern. Ist das Ergebnis des Tests negativ, so übergibt das System dem Fahrer/Wagenführer die Führung, der dann selbst die Ausrichtung vornimmt. Verläuft der Test positiv, so besteht der nächste Schritt 103 darin, in Schritt 103a die Sollstrecke zu berechnen und diese in Schritt 103b zu regeln, um die automatische Einfahrt des Fahrzeugs in die Spur durchzuführen. Die Angaben über die Dynamik des Fahrzeugs sind notwendig, um Schritt 103 durchzuführen. Durch ein Störungstest 104 ist es möglich, den Ablauf des Ausrichtungsvorgangs des Fahrzeugs beim Einfahren in die Spur zu kontrollieren. Wird eine Störung erfasst, so übergibt das System dem Fahrer/Wagenführer die Führung in Schritt 105. Ist der Test negativ, so wird die Ausrichtung in Schritt 106 durchgeführt, wobei dieser Schritt notwendig ist, uni in der Spur eine kombinierte Führung 110 des Fahrzeugs zu erzielen.
• Zum Überfahren eines Abschnitts mit Unterbrechung der durch die Ränder begrenzten Spur (Fig. 9), ist das Fahrzeug unter kombinierter Führung 110; und der erste Schritt 111 besteht darin, das Überfahren des Abschnitts in Gang zu setzen. Der Test 112 überwacht die möglichen Handlungen des Fahrers/Wagenführers, wie zum Beispiel das Anhalten des Fahrzeugs, um einem Fußgänger das Überqueren der Fahrbahn zu ermöglichen. Ist das Ergebnis dieses Tests positiv, so übergibt in Schritt 105 das System die Führung dem Fahrer; damit dieser das Überfahren dieses Abschnitts vornehmen kann. Ist das Ergebnis negativ, so ähnelt der Vorgang dem Ausrichtungsvorgang beim Einfahren in die Spur.
• Durch die oben vorgenommene Beschreibung der Erfindung kann ein Verfahren zur Führung eines Fahrzeugs des öffentlichen Verkehrs definiert werden, das, im Falle von Rollen, die nicht in ständigem Kontakt mit den Rändern sind, die folgenden Schritte umfasst:
• (a) mittels der kodierten, optischen Markierung 16 und der Vorrichtung 22, 24, 26, 40 zur Erfassung und Steuerung, die sogenannte kombinierte Führung 81 in Gang setzen, sobald die kodierte, optische Markierung erfasst wurde,
• (b) die nicht-gegenständliche Führung 85 anhalten, sobald eine der Rollen 42 in Kontakt mit dem ihr zugeordneten Rand 18, 20 gelangt,
• (c) über wenigstens einen Arm 46 den Einschlagwinkel des Fahrzeugs so ändern, dass das Fahrzeug in der durch die Ränder 18, 20 definierten Spur fährt,
• (d) das Fahrzeug wird vom Fahrer des Fahrzeugs manuell gelenkt 86 und
• (e) auf Wunsch des Fahrers 81 zu Schritt (a) zurückkehren.
• Der Schritt (c) umfasst die folgenden Teilschritte:
• (c&sub1;) den Kontakt einer der Rollen 42 mit dem ihr zugeordneten Rand 18, 20 erfassen 84;
• (c&sub2;) unmittelbar den Einschlagwinkel des Fahrzeugs ändern 46.
• Falls das System zudem Sensoren zum Erfassen der seitlichen Position 52 umfasst, besteht Schritt (a) außerdem aus den folgenden Teilschritten:
• (a&sub1;)aufgrund der durch die Sensoren 52 gemessenen Abstände, die Position des Fahrzeugs im Verhältnis zu den Rändern berechnen 95 und
• (a&sub2;)die Steuerungssignale für das Fahrzeug je nach der in Schritt (a1) berechneten Position des Fahrzeugs freigeben 96.
• Umfasst das System Rollen 42, die in ständigem Kontakt mit den Rändern sind, so umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
• (a) mittels der kodierten, optischen Markierung 16 und der Vorrichtung 22, 24, 26, 40 zur Erfassung und Steuerung; die kombinierte Führung 81 starten, sobald die kodierte, optische Markierung erfasst wurde,
• (b) zur kombinierten Führung übergehen, wobei die Führung durch ein Gesetz bestimmt wird, das die Belastung in Abhängigkeit vom Druck auf die Einheit Rolle-Aufhängungsarm in Betracht zieht.

Claims (8)

1. System zur kombinierten Führung eines Stadtfahrzeugs mit mechanischer Begrenzung der Bodenbeanspruchung (10) auf einer Fahrbahn, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Elemente umfasst:

- eine kodierte, optische Markierung (16), die auf die Fahrbahn aufgebracht wird, um den Fahrweg des Fahrzeugs (10) und seine verschiedenen Merkmale zu definieren,

- eine Vorrichtung (22, 24, 26, 40), die an Bord des Fahrzeugs vorgesehen ist, um die kodierte optische Markierung zu erfassen und Signale zu erstellen, mit denen das Fahrzeug in seiner Geschwindigkeit und Richtung gesteuert wird, so dass es den durch die kodierte optische Markierung definierten Fahrweg befolgt und die Merkmale desselben beachtet,

- zwei Ränder (18, 20), die zu beiden Seiten der kodierten optischen Markierung (16) angebracht werden und auf bestimmten Abschnitten des Fahrwegs eine Spur (10) definieren, auf der das Fahrzeug fährt und deren Breite dem maximal zulässigen seitlichen Abstand des Fahrzeugs im Verhältnis zur kodierten optischen Markierung (16) entspricht, und

- Rollen (42), die durch fest mit dem Fahrzeug verbundene Arme (44) gestützt werden und einerseits mit den Rändern (18, 20) und andererseits mit der Lenkung (50) des Fahrzeugs zusammenarbeiten, um gegebenenfalls den Einschlagwinkel des Fahrzeugs zu ändern.

2. Führungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (44), die die Rollen (42) stützen,

- über Dämpfer fest mit der Lenkung verbunden sind,

- Sensoren (48) aufweisen, mit denen der Kontakt mit den Rändern (18, 20) erfasst wird, und

- derart angeordnet sind, dass sie mit den Rändern (18, 20) in Kontakt gelangen, wenn sich das Fahrzeug von der durch die kodierte optische Markierung definierte Strecke um einen gewissen Abstand entfernt, wobei sie dadurch den Einschlagwinkel des Fahrzeugs ändern (46), und

- gewährleisten, dass die hintere Rolle im Verhältnis zur vorderen Rolle nach hinten versetzt ist, so dass die Lenkung vom Rand "gelöst" werden kann, wenn sie sich darauf abstützt, und dass die Arme gleichzeitig die Stabilität der Führung gewährleisten.

3. Führungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es zudem wenigstens zwei Sensoren (52) umfasst, die die seitliche Position des Fahrzeugs im Verhältnis zu den Rändern (18, 20) erfassen und Abstandswerte liefern, die dazu dienen die Position des Fahrzeugs zwischen den beiden Rändern zu berechnen und die Signale zur Steuerung des Geschwindigkeit und der Lenkung des Fahrzeugs freizugeben.

4. Führungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Rollen (42) umfasst, die durch Aufhängungsarme (44) getragen werden, wobei diese Rollen ständig mit den Rändern (18, 20) in Kontakt stehen.

5. Verfahren zur Führung eines Fahrzeugs des öffentlichen Verkehrs auf einer Fahrbahn, das das System nach Anspruch 2 verwendet, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:

(a) mittels der kodierten, optischen Markierung (16) und der Vorrichtung (22, 24, 26, 40) zur Erfassung und Steuerung, die sogenannte kombinierte Führung (81) starten, sobald die kodierte, optische Markierung erfasst wurde,

(b) die nicht-gegenständliche Führung (85) anhalten, sobald eine der Rollen (42) in Kontakt (84) mit dem ihr zugeordneten Rand (18, 20) gelangt,

(c) über wenigstens einen Arm (46) den Einschlagwinkel des Fahrzeugs so ändern, dass das Fahrzeug in der durch die Ränder (18, 20) definierten Spur fährt,

(d) das Fahrzeug wird vorn Fahrer des Fahrzeugs manuell gelenkt (86) und

(e) auf Wunsch des Fahrers (81) zu Schritt (a) zurückkehren.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (c) die folgenden Teilschritte umfasst:

(c&sub1;) den Kontakt einer der Rollen (42) mit dem ihr zugeordneten Rand (18, 20) erfassen (84),

(c&sub2;) unmittelbar den Einschlagwinkel des Fahrzeugs ändern (46).

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6 in seiner Anwendung auf das System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (a) außerdem die folgenden Schritte umfasst:

(a&sub1;) aufgrund der durch die Sensoren (52) gemessenen Abstände, die Position des Fahrzeugs im Verhältnis zu den Rändern berechnen (95) und

(a&sub2;) die Steuerungssignale für das Fahrzeug je nach der in Schritt (a1) berechneten Position des Fahrzeugs freigeben (96).

8. Verfahren zur Führung eines Fahrzeugs des öffentlichen Verkehrs auf einer Fahrbahn, das das System nach Anspruch 4 verwendet, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: ·

(a) mittels der kodierten, optischen Markierung (16) und der Vorrichtung (22, 24, 26, 40) zur Erfassung und Steuerung, die kombinierte Führung (81) starten, sobald die kodierte, optische Markierung erfasst wurde,

(b) zur kombinierten Führung übergehen, wobei die Führung durch ein Gesetz bestimmt wird, das die Belastung in Abhängigkeit vom Druck auf die Einheit Rolle- Aufhängungsarm in Betracht zieht.