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Title:
SYSTEM AND METHOD FOR GUIDING A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/046135
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system and to a method for operating a vehicle, wherein the system comprises the vehicle and a concrete floor having at least one reinforcing bar. The vehicle is movably arranged on the concrete floor, wherein the vehicle is provided with an evaluation means and with a first sensor group having at least two sensors. The sensors are arranged spaced apart from one another along a first reference line, wherein the sensors are configured to detect the reinforcing bar. The evaluation means is connected to the sensors and is configured to determine the direction of travel from the signals of the sensors.

Inventors:
SCHMIDT JOSEF (DE)
BÖCKLE JÜRGEN (DE)
HUA ZHIDONG (DE)
SCHÄFER THOMAS (DE)
WANJEK ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/025211
Publication Date:
March 15, 2018
Filing Date:
July 14, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SEW EURODRIVE GMBH & CO (DE)
International Classes:
G05D1/02
Domestic Patent References:
WO1991009356A11991-06-27
WO1991009356A11991-06-27
Foreign References:
US3008532A1961-11-14
DE4312434A11994-09-08
DE2445001A11976-04-01
DE2506961A11976-09-02
US20030106731A12003-06-12
EP0614134A11994-09-07
DE102005008555A12006-08-24
DE10049402A12002-05-08
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Claims:
Patentansprüche:

1 . System zur Bestimmung der Fahrtrichtung (9) eines Fahrzeugs (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass das System das Fahrzeug (1 ) und einen Betonboden, aufweisend zumindest einen

Armierungsstab (7), aufweist, wobei das Fahrzeug (1 ) verfahrbar auf dem Betonboden angeordnet ist, wobei das Fahrzeug (1 ) ein Auswertemittel (4) und eine erste Sensorgruppe, aufweisend zumindest zwei Sensoren (2.1 , 2.2), aufweist, wobei die Sensoren (2.1 , 2.2) entlang einer ersten Referenzlinie (6) beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei die Sensoren (2.1 , 2.2) zur Erfassung, insbesondere Detektion, des Armierungsstabes (7) eingerichtet sind, wobei das Auswertemittel (4) mit den Sensoren (2.1 , 2.2) verbunden ist und zur Bestimmung der Fahrtrichtung (9) aus den Signalen der Sensoren (2.1 , 2.2) eingerichtet ist.

2. System zur Bestimmung der Fahrtrichtung (9) eines Fahrzeugs (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

das Fahrzeug (1 ) eine zweite Sensorgruppe, aufweisend zumindest zwei Sensoren (3.1 , 3.2), aufweist, wobei die Sensoren (3.1 , 3.2) der zweiten Sensorgruppe entlang einer zweiten Referenzlinie (6) beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei die erste Referenzlinie (6) und die zweite Referenzlinie (6) beabstandet voneinander und parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Sensoren (3.1 , 3.2) der zweiten Sensorgruppe zur Erfassung des Armierungsstabes (7) eingerichtet sind, wobei das Auswertemittel (4) mit den Sensoren (3.1 , 3.2) der zweiten Sensorgruppe verbunden ist und zur Bestimmung der Fahrtrichtung (9) aus den Signalen der Sensoren (3.1 , 3.2) der zweiten Sensorgruppe eingerichtet ist.

3. System zur Bestimmung der Fahrtrichtung (9) eines Fahrzeugs (1 ) nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) an einem Fahrzeugboden des Fahrzeugs (1 ) angeordnet sind, und/oder dass

die Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) Radarsensoren und/oder induktive Sensoren sind, die dazu eingerichtet sind, die Dicke und/oder die Dichte und/oder die Tiefe des Armierungsstabes (7) im Betonboden zu bestimmen.

4. System zur Bestimmung der Fahrtrichtung (9) eines Fahrzeugs (1 ) nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Fahrzeug (1 ) eine Fahrzeugsteuerung aufweist, insbesondere wobei das Fahrzeug (1 ) als fahrerloses Transportfahrzeug ausgeführt ist, wobei die Fahrzeugsteuerung mit dem Auswertemittel (4) verbunden ist. 5. System zur Bestimmung der Fahrtrichtung (9) eines Fahrzeugs (1 ) nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Auswertemittel (4) eine Recheneinheit aufweist, die zur Berechnung von trigonometrischen Funktionen eingerichtet ist, und/oder dass

das Auswertemittel (4) ein Zeitmessmittel aufweist, das zur Bestimmung der Zeit zwischen zwei Erfassungen des Armierungsstabs (7) eingerichtet ist, insbesondere zur Bestimmung der Zeit zwischen dem Zeitpunkt der Erfassung des Armierungsstabes (7) durch den ersten Sensor und dem Zeitpunkt der Erfassung des Armierungsstabes (7) durch den zweiten Sensor.

6. System zur Bestimmung der Fahrtrichtung (9) eines Fahrzeugs (1 ) nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das System einen Geschwindigkeitssensor aufweist zur Bestimmung der Geschwindigkeit v des Fahrzeugs (1 ) in Fahrtrichtung (9).

7. System zur Bestimmung der Fahrtrichtung (9) eines Fahrzeugs (1 ) nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Betonboden eine Vielzahl von Armierungsstäben (7) aufweist, insbesondere wobei die Armierungsstäbe (7) parallel zueinander und/oder als Gitter angeordnet sind.

8. System zur Bestimmung der Fahrtrichtung (9) eines Fahrzeugs (1 ) nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

jede Sensorgruppe eine Vielzahl von Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) aufweist, wobei das Auswertemittel (4) zur Auswertung der Signale der Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) der ersten und zweiten Sensorgruppe eingerichtet ist, insbesondere wobei das Auswertemittel (4) zur Auswahl von einzelnen Sensoren aus einer Sensorgruppe für die Bestimmung der Fahrtrichtung (9) des Fahrzeugs (1 ) eingerichtet ist.

9. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (1 ), insbesondere Verfahren zur Bestimmung der Fahrtrichtung (9) eines Fahrzeugs (1 ), insbesondere mittels eines Systems zur Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8,

wobei das Fahrzeug (1 ) auf einem Betonboden verfahrbar angeordnet ist,

wobei der Betonboden zumindest einen Armierungsstab (7) aufweist,

wobei das Fahrzeug (1 ) zumindest einen ersten Sensor (2.1 ) und einen zweiten Sensor (2.2) einer ersten Sensorgruppe aufweist, die entlang einer ersten Referenzlinie (6) um einen Abstand a beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei die Fahrtrichtung so lange als parallel zum Armierungsstab (7) gilt oder einem anderen vorgegebenen Anfangs-Richtungswinkelwert zugeordnet ist, bis das Fahrzeug (1 ) mit einer Geschwindigkeit v über den Armierungsstab (7) fährt, wobei der erste Sensor (2.1 ) den Armierungsstab (7) zu einem ersten Zeitpunkt t-ι erfasst, wobei der zweite Sensor (2.2) den Armierungsstab (7) zu einem zweiten Zeitpunkt t2, insbesondere zeitlich nach dem ersten Zeitpunkt t|, erfasst, wobei die Zeitdifferenz ta1 zwischen dem ersten Zeitpunkt t-ι und dem zweiten Zeitpunkt t2 bestimmt wird, wobei aus der Zeitdifferenz ta1, der Geschwindigkeit v und dem Abstand a ein Winkel a-i bestimmt wird, der den Winkel zwischen der Fahrtrichtung (9) des Fahrzeugs (1 ) und der Erstreckungsrichtung des Armierungsstabes (7) zum ersten und/oder zweiten Zeitpunkt angibt, oder die Fahrtrichtung als parallel zum Armierungsstab (7) bestimmt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Fahrzeug (1 ) mit konstanter Geschwindigkeit v fährt, wobei der Winkel folgendermaßen berechnet wird:

t v tal

a = arctan

1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Fahrzeug (1 ) eine zweite Sensorgruppe aufweist, wobei die zweite Sensorgruppe zumindest zwei Sensoren (3.1 , 3.2) aufweist, die entlang einer zweiten Referenzlinie (6) um einen Abstand a2 beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei die erste Sensorgruppe und die zweite Sensorgruppe derart angeordnet sind, dass die erste Referenzlinie (6) und die zweite Referenzlinie (6) parallel zueinander angeordnet sind und um den Abstand x beabstandet voneinander sind, wobei ein erster Sensor (3.1 ) der zweiten Sensorgruppe den Armierungsstab (7) zu einem dritten Zeitpunkt t3 zeitlich nach dem zweiten Zeitpunkt t2 erfasst, wobei ein zweiter Sensor (3.2) der zweiten Sensorgruppe den Armierungsstab (7) zu einem vierten Zeitpunkt t4, insbesondere zeitlich nach dem dritten Zeitpunkt t3, erfasst, wobei die Zeitdifferenz in wischen dem dritten Zeitpunkt t3 und dem vierten Zeitpunkt t4 bestimmt wird, wobei aus der Zeitdifferenz ta2, der Geschwindigkeit v und dem Abstand a2 ein Winkel a2 bestimmt wird, der den Winkel zwischen der Fahrtrichtung (9) des Fahrzeugs (1 ) und der Erstreckungsrichtung des Armierungsstabes (7) zum dritten und/oder vierten Zeitpunkt angibt.

12. Verfahren nach Anspruch 1 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Fahrzeug (1 ) mit konstanter Geschwindigkeit v fährt, wobei der Winkel a2 folgendermaßen berechnet wird:

v ' ta2

a2 = arctan

13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Fahrzeug (1 ) die Differenz der Winkel cti und a2 zur Steuerung des Fahrzeugs (1 ) verwendet, wobei die Differenz der Winkel cti und a2 eine Richtungsänderung der Fahrtrichtung (9) während der zurückgelegten Strecke x angibt, also einen Lenkwinkel, insbesondere wobei mittels eines Reglers des Fahrzeugs der so bestimmte Lenkwinkel auf einen Sollwert hin geregelt wird, indem ein Lenkantrieb des Fahrzeugs entsprechend gestellt wird, und/oder der bestimmte Lenkwinkel auf unzulässige Überschreitung eines vorgebbaren

Grenzwertes überwacht wird.

14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Zeitspanne At mittels der Geschwindigkeit v und des Abstands x zwischen den

Sensorgruppen folgendermaßen berechnet wird:

At = - , wobei t - t3 - At < S, wobei S ein vorgebbarer Schwellwert ist, insbesondere wobei der Schwellwert betragsmäßig weniger als ein Fünftel oder weniger als ein Zwanzigstel der Zeitspanne At beträgt.

15. Verfahren zur Bestimmung der Fahrtrichtung (9) eines Fahrzeugs (1 ) nach mindestens einem der Ansprüche 9 bis 14,

dadurch gekennzeichnet, dass

zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1 ) entlang einer Fahrstrecke die folgenden zeitlich aufeinander folgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden: wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Fahrzeug (1 ) eine Referenzfahrt mit konstanter Geschwindigkeit entlang der Fahrstrecke ausführt, wobei einer der Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) entlang der Fahrstrecke Messpunkte aufnimmt, wobei jeder Messpunkt einer Position auf der Fahrstrecke ein Signal einer Anordnung von Armierungsstäben im Betonboden zuordnet, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt aus den während der Referenzfahrt ermittelten Messpunkten ein Referenzprofil der Fahrstrecke bestimmt wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt das Fahrzeug (1 ) entlang der Fahrstrecke fährt und mittels des während der Referenzfahrt verwendeten Sensors (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) weitere Messpunkte aufnimmt, wobei in einem vierten Verfahrensschritt aus den weiteren Messpunkten ein Profilabschnitt bestimmt wird, wobei in einem fünften Verfahrensschritt der Profilabschnitt einem Abschnitt des Referenzprofils eindeutig zugeordnet wird, insbesondere mittels eines Korrelationsverfahrens, wobei in einem sechsten Verfahrensschritt mittels des dem Referenzprofil zugeordneten Profilabschnitts dem Fahrzeug Positionen auf der Fahrstrecke eindeutig zugeordnet werden, wobei in einem siebten Verfahrensschritt aus den Positionen auf der Fahrstrecke und der Zeitspanne zwischen den Messpunkten dieser Positionen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1 ) bestimmt wird.

Description:
SYSTEM UND VERFAHREN ZUM FÜHREN EINES FAHRZEUGS

Beschreibung: Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs.

Aus der DE 10 2005 008 555 A1 sind eine Anlage und ein Verfahren zur Bestimmung einer Position bekannt. Aus der WO 91/09 356 A1 ist ein Verfahren zur Navigation unbemannter Fahrzeuge bekannt.

Aus der DE 100 49 402 A1 ist ein Verfahren zur Lageermittlung von Transportmitteln bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs weiterzubilden, wobei der Umweltschutz verbessert werden soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System zur Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und bei dem Verfahren nach den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System zur Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, sind dass das System das Fahrzeug und einen Betonboden, aufweisend zumindest einen

Armierungsstab, aufweist, wobei das Fahrzeug verfahrbar auf dem Betonboden angeordnet ist, wobei das Fahrzeug ein Auswertemittel und eine erste Sensorgruppe, aufweisend zumindest zwei Sensoren, aufweist, wobei die Sensoren entlang einer ersten Referenzlinie beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei die Sensoren zur Erfassung des Armierungsstabes eingerichtet sind, wobei das Auswertemittel mit den Sensoren verbunden ist und zur Bestimmung der

Fahrtrichtung aus den Signalen der Sensoren eingerichtet ist.

Von Vorteil ist dabei, dass die Fahrtrichtung des Fahrzeugs relativ zu dem Armierungsstab bestimmbar ist. Vorteilhafterweise weist der Betonboden einer Fahrbahn, insbesondere einer Fabrikhalle, üblicherweise Armierungsstäbe auf. Somit ist lediglich das Fahrzeug mit den Sensoren und dem Auswertemittel auszurüsten. Die Bestimmung der Fahrtrichtung ist also mit geringem Materialaufwand ausführbar. Der Umweltschutz ist verbessert.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Fahrzeug eine zweite Sensorgruppe, aufweisend zumindest zwei Sensoren, auf, wobei die Sensoren der zweiten Sensorgruppe entlang einer zweiten Referenzlinie beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei die erste Referenzlinie und die zweite Referenzlinie beabstandet voneinander und parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Sensoren der zweiten Sensorgruppe zur Erfassung des

Armierungsstabes eingerichtet sind, wobei das Auswertemittel mit den Sensoren der zweiten Sensorgruppe verbunden ist und zur Bestimmung der Fahrtrichtung aus den Signalen der Sensoren der zweiten Sensorgruppe eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine

Richtungsabweichung bei der Fahrtrichtung erkennbar ist, indem die mit den Sensoren der ersten Sensorgruppe bestimmte Fahrtrichtung und die mit den Sensoren der zweiten

Sensorgruppe bestimmte Fahrtrichtung verglichen werden. Das Fahrzeug ist dadurch wieder auf die gewünschte Fahrtrichtung korrigierbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Sensoren an einem Fahrzeugboden des Fahrzeugs angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Betonboden kleiner ist, als bei einer Anordnung des Sensors an anderen Positionen auf dem Fahrzeug. Somit ist ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis bei der Bestimmung des Signals von dem Armierungsstab erreichbar. Vorteilhafterweise ist zwischen dem Sensor und dem Betonboden ausschließlich Luft angeordnet.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Sensoren Radarsensoren und/oder induktive Sensoren, die dazu eingerichtet sind, die Dicke und/oder die Dichte und/oder die Tiefe des Armierungsstabes im Betonboden zu bestimmen. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Sensors ein charakteristisches Referenzprofil der Armierung entlang einer Fahrstrecke bestimmbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Fahrzeug eine Fahrzeugsteuerung auf, insbesondere wobei das Fahrzeug als fahrerloses Transportfahrzeug ausgeführt ist, wobei die Fahrzeugsteuerung mit dem Auswertemittel verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Signale des Armierungsstabes von dem Fahrzeug auswertbar sind und daraus die

Fahrtrichtung des Fahrzeugs von dem Fahrzeug selbst bestimmbar ist und diese Fahrtrichtung zur autonomen Steuerung des Fahrzeugs verwendbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Auswertemittel eine Recheneinheit auf, die zur Berechnung von trigonometrischen Funktionen eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Auswertung der Signale des Armierungsstabes in einfacher Art und Weise von dem Fahrzeug mittels des Auswertemittel ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Auswertemittel ein Zeitmessmittel auf, das zur Bestimmung der Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten der Erfassung des Armierungsstabs eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Armierungsstab, der mittels eines Sensors der zweiten Sensorgruppe erfasst wurde, in einfacher Art und Weise demjenigen Detektionssignal zuordenbar ist, das von einem Sensor der ersten Sensorgruppe erfasst wurde, in dem die Zeit zwischen den beiden Signalen mit der Zeitspanne At verglichen wird, die mittels des Abstands der Sensorgruppen und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das System einen Geschwindigkeitssensor auf zur Bestimmung der Geschwindigkeit v des Fahrzeugs in Fahrtrichtung. Von Vorteil ist dabei, dass Geschwindigkeitsabweichungen in einfacher Art und Weise detektierbar sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Betonboden eine Vielzahl von Armierungsstäben auf. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der Armierungsstäbe an verschiedenen Positionen auf dem Betonboden die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bestimmbar ist.

Vorteilhafterweise sind die Armierungsstäbe derart in dem Betonboden verteilt anordenbar, dass das Fahrzeug jederzeit einen Armierungsstab mit einem Sensor der ersten Sensorgruppe und/oder einem Sensor der zweiten Sensorgruppe detektiert. Zur Unterscheidung der Armierungsstäbe wird die Zeitspanne At berechnet, die zwischen dem Zeitpunkt, zu dem ein Sensor der ersten Sensorgruppe einen Armierungsstab detektiert, und dem Zeitpunkt, zu dem ein Sensor der zweiten Sensorgruppe denselben Armierungsstab detektiert, vergeht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Armierungsstäbe parallel zueinander und/oder als Gitter angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass zwei Sensoren für jede Sensorgruppe

ausreichend sind, um die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu bestimmen. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jede Sensorgruppe eine Vielzahl von Sensoren auf, wobei das Auswertemittel zur Auswertung der Signale der Sensoren der ersten und zweiten Sensorgruppe eingerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Messgenauigkeit verbessert ist. Der Winkel zu dem Armierungsstab ist mittels verschiedenen Sensorpaaren einer

Sensorgruppe berechenbar und ein Mittelwert der Winkel ist bestimmbar. Somit ist die

Messgenauigkeit verbessert.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Auswertemittel zur Auswahl von einzelnen

Sensoren aus einer Sensorgruppe für die Bestimmung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs eingerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass ein Sensor, der permanent das Signal eines den Armierungsstab kreuzenden Armierungsstabes empfängt, von dem Auswertemittel ignorierbar ist. Somit ist die Messgenauigkeit verbessert.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere zur Bestimmung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, insbesondere mittels eines Systems zur Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs wie zuvor beschrieben

beziehungsweise nach mindestens einem der auf das System bezogenen Ansprüche, wobei das Fahrzeug auf einem Betonboden verfahrbar angeordnet ist,

wobei der Betonboden zumindest einen Armierungsstab aufweist,

wobei das Fahrzeug zumindest einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor einer ersten Sensorgruppe aufweist, die entlang einer ersten Referenzlinie um einen Abstand

beabstandet voneinander angeordnet sind, sind, dass das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit v über den Armierungsstab fährt, wobei der erste Sensor den Armierungsstab zu einem ersten Zeitpunkt erfasst, wobei der zweite Sensor den Armierungsstabs zu einem zweiten Zeitpunkt t 2 , insbesondere zeitlich nach dem ersten Zeitpunkt t-ι , erfasst, wobei die Zeitdifferenz t a1 zwischen dem ersten Zeitpunkt t-ι und dem zweiten Zeitpunkt t 2 bestimmt wird, wobei aus der Zeitdifferenz t a1 , der Geschwindigkeit v und dem Abstand ein Winkel bestimmt wird, der den Winkel zwischen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der

Erstreckungsrichtung des Armierungsstabes zum ersten und/oder zweiten Zeitpunkt angibt.

Diese bestimmung wird erfindungsgemäß nur vorgenommen, wenn die Sensoren den Armierungsstab auch erfassen, also ihn queren, und somit entsprechende Signale erzeugen. Ansonsten gilt Die Fahrtrichtung als parallel zum Armierungsstab gilt oder ihr ist ein vorgegebener Richtungswinkelwert zugeordnet.

Von Vorteil ist dabei, dass die Fahrtrichtung des Fahrzeugs relativ zu dem Armierungsstab bestimmbar ist. Vorteilhafterweise weist der Betonboden einer Fahrbahn, insbesondere einer Fabrikhalle, üblicherweise Armierungsstäbe auf. Somit ist lediglich das Fahrzeug mit Sensoren und einem Auswertemittel zur Auswertung der Signale des Armierungsstabes auszurüsten. Die Bestimmung der Fahrtrichtung ist also mit geringem Materialaufwand ausführbar. Der

Umweltschutz ist verbessert.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung fährt das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit v, wobei der Winkel folgendermaßen berechnet wird:

t v t al

a = arctan

Von Vorteil ist dabei, dass die Fahrtrichtung in einfacher Art und Weise mittels des

Auswertemittels bestimmbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Fahrzeug eine zweite Sensorgruppe auf, wobei die zweite Sensorgruppe zumindest zwei Sensoren aufweist, die entlang einer zweiten

Referenzlinie um einen Abstand a 2 beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei die erste Sensorgruppe und die zweite Sensorgruppe derart angeordnet sind, dass die erste

Referenzlinie und die zweite Referenzlinie parallel zueinander angeordnet sind und um den Abstand x beabstandet voneinander sind, wobei ein erster Sensor der zweiten Sensorgruppe den Armierungsstab zu einem dritten Zeitpunkt t 3 zeitlich nach dem zweiten Zeitpunkt t 2 erfasst, wobei ein zweiter Sensor der zweiten Sensorgruppe den Armierungsstab zu einem vierten Zeitpunkt t 4 , insbesondere zeitlich nach dem dritten Zeitpunkt t 3 , erfasst, wobei die Zeitdifferenz t a2 zwischen dem dritten Zeitpunkt t 3 und dem vierten Zeitpunkt t 4 bestimmt wird, wobei aus der Zeitdifferenz t a2 , der Geschwindigkeit v und dem Abstand a 2 ein Winkel a 2 bestimmt wird, der den Winkel zwischen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der Erstreckungsrichtung des Armierungsstabes zum dritten und/oder vierten Zeitpunkt angibt. Von Vorteil ist dabei, dass eine Richtungsabweichung bei der Fahrtrichtung erkennbar ist, indem die mit den Sensoren der ersten Sensorgruppe bestimmte Fahrtrichtung und die mit den Sensoren der zweiten

Sensorgruppe bestimmte Fahrtrichtung verglichen wird. Das Fahrzeug ist dadurch wieder auf die gewünschte Fahrtrichtung korrigierbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung fährt das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit v, wobei der Winkel a 2 folgendermaßen berechnet wird:

v ' tcc2

a 2 = arctan

Von Vorteil ist dabei, dass die Fahrtrichtung in einfacher Art und Weise mittels des

Auswertemittels bestimmbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung verwendet das Fahrzeug die Differenz der Winkel cti und a 2 zur Steuerung des Fahrzeugs, wobei die Differenz der Winkel cti und a 2 eine

Richtungsänderung der Fahrtrichtung während der zurückgelegten Strecke x angibt, also einen Lenkwinkel, insbesondere wobei mittels eines Reglers des Fahrzeugs der so bestimmte Lenkwinkel auf einen Sollwert hin geregelt wird, indem ein Lenkantrieb des Fahrzeugs entsprechend gestellt wird, und/oder der bestimmte Lenkwinkel auf unzulässige Überschreitung eines vorgebbaren

Grenzwertes überwacht wird. Von Vorteil dabei ist also, dass der Lenkwinkel auf unzulässig große Werte hin überwacht wird und/oder dass er zur Lenkung des Fahrzeugs verwendbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Zeitspanne At mittels der Geschwindigkeit v und des Abstands x zwischen den Sensorgruppen folgendermaßen berechnet:

At = - , wobei t - t 3 - At < S, wobei S ein vorgebbarer Schwellwert ist, insbesondere wobei der Schwellwert betragsmäßig weniger als ein Fünftel oder weniger als ein Zwanzigstel der Zeitspanne At beträgt.

Von Vorteil ist dabei, dass ein Detektionssignal, das mittels eines Sensors der zweiten

Sensorgruppe erfasst wurde, in einfacher Art und Weise dem Detektionsignal zuordenbar ist, das von einem Sensor der ersten Sensorgruppe erfasst wurde, indem die Zeit zwischen den beiden Signalen mit der Zeitspanne At verglichen wird.

Insbesondere ist bei einer Anlage mit einer Vielzahl von voneinander beabstandeten, parallel angeordneten Armierungsstäben mittels geeigneter Vorgabe des Schwellwertes verhinderbar, dass die vordere und die hintere Sensorgruppe Signale nicht denselben Armierungsstab detektieren.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entlang einer Fahrstrecke die folgenden zeitlich aufeinander folgenden

Verfahrensschritte ausgeführt: wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Fahrzeug eine Referenzfahrt mit konstanter Geschwindigkeit entlang der Fahrstrecke ausführt, wobei einer der Sensoren entlang der Fahrstrecke Messpunkte aufnimmt, wobei jeder Messpunkt einer Position auf der Fahrstrecke ein Signal einer Anordnung von Armierungsstäben im Betonboden zuordnet, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt aus den während der Referenzfahrt ermittelten Messpunkten ein Referenzprofil der Fahrstrecke bestimmt wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt das Fahrzeug entlang der Fahrstrecke fährt und mittels des während der Referenzfahrt verwendeten Sensors weitere Messpunkte aufnimmt, wobei in einem vierten Verfahrensschritt aus den weiteren Messpunkten ein Profilabschnitt bestimmt wird, wobei in einem fünften Verfahrensschritt der Profilabschnitt einem Abschnitt des Referenzprofils eindeutig zugeordnet wird, insbesondere mittels eines Korrelationsverfahrens, wobei in einem sechsten Verfahrensschritt mittels des dem Referenzprofil zugeordneten Profilabschnitts dem Fahrzeug Positionen auf der Fahrstrecke eindeutig zugeordnet werden, wobei in einem siebten Verfahrensschritt aus den Positionen auf der Fahrstrecke und der Zeitspanne zwischen den Messpunkten dieser Positionen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1 ) bestimmt wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs redundant bestimmbar ist mittels des Geschwindigkeitssensors und des Sensors. Somit ist die Messgenauigkeit verbessert.

Vorteilhafterweise ist der Geschwindigkeitssensor verzichtbar. Somit ist der Umweltschutz verbessert.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die

Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen

Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe. Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist ein Fahrzeug 1 eines erfindungsgemäßen Systems zur Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs in Draufsicht schematisch gezeichnet.

Figur 2 zeigt zwei Sensoren (2.1 , 2.2) einer Sensorgruppe des Fahrzeugs 1 in Draufsicht, die auf einer Referenzlinie 6 angeordnet sind.

In Figur 3 ist ein Armierungsstab 7 einer Armierung eines Betonbodens des

erfindungsgemäßen Systems und dessen Lage relativ zu der Referenzlinie 6 schematisch gezeichnet.

In Figur 4 ist ein erstes Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems schematisch dargestellt, wobei das Fahrzeug 1 auf dem Armierungsstäbe 7 aufweisenden Betonboden in Fahrtrichtung 9 fährt, wobei der Betonboden transparent dargestellt ist.

Figur 5 zeigt Messpunkte der Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) beim ersten Anwendungsbeispiel als Funktion der Zeit f. In Figur 6 ist ein zweites Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems schematisch dargestellt, wobei das Fahrzeug 1 auf dem Armierungsstäbe 7 aufweisenden Betonboden in Fahrtrichtung 9 fährt, wobei der Betonboden transparent dargestellt ist.

Figur 7 zeigt Messpunkte der Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) beim ersten Anwendungsbeispiel als Funktion der Zeit f.

In Figur 8 sind die in einer Zeit t a1 zurückgelegte Strecke b und der Abstand ai zwischen zwei Sensoren (2.1 , 2.2) einer ersten Sensorgruppe und ein daraus resultierender Winkel ai gezeichnet.

Das in Figur 1 dargestellte Fahrzeug 1 weist eine erste und eine zweite Sensorgruppe zur Erfassung der Armierung im Betonboden auf, wobei jede Sensorgruppe zumindest zwei Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) aufweist, die entlang einer jeweiligen Referenzlinie 6 beabstandet voneinander angeordnet sind. Die Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) sind derart am Fahrzeug 1 angeordnet, dass die Referenzlinien der ersten und zweiten Sensorgruppe jeweils parallel angeordnet sind. Die Sensorgruppen sind um einen Abstand x beabstandet voneinander angeordnet.

Vorzugsweise sind die Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) als induktive Sensoren und/oder

Radarsensoren ausgeführt. Vorzugsweise sind die Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) am

Fahrzeugboden des Fahrzeugs 1 angeordnet und zum Betonboden hin ausgerichtet.

Vorteilhafterweise sind die Referenzlinien der ersten und zweiten Sensorgruppe jeweils quer zur Fahrtrichtung 9 des Fahrzeugs 1 angeordnet.

Das Fahrzeug 1 weist ein Auswertemittel 4 auf, wobei das Auswertemittel 4 mit den Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) der Sensorgruppen verbunden ist, insbesondere mittels eines

Verbindungsmittels 5. Das Auswertemittel 4 ist zur Auswertung der Signale von den Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) eingerichtet. Vorzugsweise weist das Auswertemittel 4 eine Recheneinheit auf, die zur Berechnung von trigonometrischen Funktionen eingerichtet ist.

Das Fahrzeug 1 weist einen Geschwindigkeitssensor auf, wobei das Auswertemittel 4 mit dem Geschwindigkeitssensor verbunden ist. Das Auswertemittel 4 ist zur Auswertung der Signale von dem Geschwindigkeitssensor eingerichtet.

Das erfindungsgemäße System zur Bestimmung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs weist das Fahrzeug 1 und den Betonboden auf, wobei das Fahrzeug 1 auf dem Betonboden verfahrbar ist.

Der Betonboden weist die Armierung auf zur Bewehrung des Betonbodens. Die Armierung ist metallisch und weist eine größere Duktilität auf als Beton. Vorzugsweise ist die Armierung aus Stahl, insbesondere Betonstahl, ausgeführt. Als Armierung sind Betonstabstahl und/oder Betonstahlmatten und/oder Betonstahl in Ringen und/oder Bewehrungsdraht und/oder

Gitterträger verwendbar. Vorteilhafterweise weist die Armierung Armierungsstäbe 7 auf, die zumindest teilweise geradlinig ausgeführt sind.

Die Armierung im Betonboden ist mittels eines Radarsensors und/oder mittels eines induktiven Sensors detektierbar. Die Intensität I des Signals von der Armierung ist dabei abhängig von der Tiefe der Armierung im Betonboden und von der Dicke der Armierung am Ort der Messung. Beispielsweise bewirkt ein Knotenpunkt von zwei Armierungsstäben 7 ein größeres Signal als ein einzelner Armierungsstab 7. Wie in Figur 3 gezeigt, wird zur Bestimmung der Fahrtrichtung 9 des Fahrzeugs 1 der Winkel a zwischen einem Armierungsstab 7 und einer Referenzlinie 6 bestimmt. Solange trotz nicht verschwindender Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 keine

Erfassung eines Armierungsstabs 7 stattfinden, gilt die Fahrtrichtung als parallel zum Armierungsstab 7 oder ist einem anderen vorgegebenen Anfangs-Richtungswinkelwert zugeordnet. Wenn jedoch mittels der Sensoren ein Armierungsstab erfasst wird und somit Signale von den Sensoren erzeugt werden, wird eine Bestimmung des

Fahrtrichtungs-Winkels ausgeführt:

In den Figuren 4 bis 5 ist das erste Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Dabei ist das Fahrzeug 1 derart auf dem Betonboden ausgerichtet, dass die

Referenzlinien 6 der Sensorgruppen parallel zu einem Armierungsstab 7 angeordnet sind. Der Winkel α ist also gleich 0°. Vorzugsweise weist die Armierung eine Vielzahl von parallel angeordneten Armierungsstäben 7 auf.

In Figur 5 sind im oberen Diagramm die Messpunkte der ersten Sensorgruppe und im unteren Diagramm sind die Messpunkte der zweiten Sensorgruppe als Funktion der Zeit i dargestellt. Dabei zeigt die jeweilige obere Messreihe die Messpunkte des jeweiligen ersten Sensors (2.1 ,

3.1 ) der jeweiligen Sensorgruppe und die untere Messreihe zeigt die jeweiligen Messpunkte des jeweiligen zweiten Sensors (2.2, 3.2) der jeweiligen Sensorgruppe.

Das Fahrzeug 1 fährt in Fahrtrichtung 9 auf dem Betonboden über die Armierungsstäbe 7. Vorteilhafterweise fährt das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit v.

Zu einem ersten Zeitpunkt detektieren die Sensoren (2.1 , 2.2) der ersten Sensorgruppe zeitgleich einen Armierungsstab 7. Zu einem dritten Zeitpunkt t 3 detektieren die Sensoren (3.1 ,

3.2) der zweiten Sensorgruppe zeitgleich den Armierungsstab 7.

Vorzugsweise erfasst der Geschwindigkeitssensor die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 .

Mittels der Geschwindigkeit v und des Abstands x zwischen den Sensorgruppen lässt sich die Zeitspanne At = t 1 - t 3 = x / v bestimmen, die das Fahrzeug 1 benötigt, bis die Sensoren (3.1 , 3.2) der zweiten Sensorgruppe den Armierungsstab 7 detektieren, nachdem der Armierungsstab 7 von den Sensoren (2.1 , 2.2) der ersten Sensorgruppe detektiert wurde.

Erfassen die Sensoren (2.1 , 2.2) der ersten Sensorgruppe den Armierungsstab 7 gleichzeitig, aber die Sensoren (3.1 , 3.2) der zweiten Sensorgruppe erfassen den Armierungsstab 7 zeitversetzt so wurde die Fahrtrichtung 9 des Fahrzeuges 1 während der Zeitspanne At verändert.

Weicht die Zeit t 3 von dem mittels At berechneten Wert für t 3 ab, so wurde die Geschwindigkeit (/ fehlerhaft bestimmt oder die Geschwindigkeit v wurde während der Zeitspanne At verändert.

In den Figuren 6 bis 8 ist das zweite Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Dabei ist das Fahrzeug 1 derart auf dem Betonboden ausgerichtet, dass die

Referenzlinien 6 der Sensorgruppen in einem nichtverschwindenden Winkel a zu einem

Armierungsstab 7 angeordnet sind. Vorzugsweise weist die Armierung eine Vielzahl von parallel angeordneten Armierungsstäben 7 auf.

In Figur 7 sind im oberen Diagramm die Messpunkte der ersten Sensorgruppe und im unteren Diagramm sind die Messpunkte der zweiten Sensorgruppe als Funktion der Zeit i dargestellt. Dabei zeigt die jeweilige obere Messreihe die Messpunkte des jeweiligen ersten Sensors (2.1 , 3.1 ) der jeweiligen Sensorgruppe und die untere Messreihe zeigt die jeweiligen Messpunkte des jeweiligen zweiten Sensors (2.2, 3.2) der jeweiligen Sensorgruppe.

Vorzugsweise erfasst der Geschwindigkeitssensor die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 .

Der erste und der zweite Sensor (2.1 , 2.2) der ersten Sensorgruppe detektieren den

Armierungsstab 7 um t a1 zeitversetzt. Mittels der Zeitdifferenz t a1 , der Geschwindigkeit v und des Abstands zwischen dem ersten Sensor 2.1 und dem zweiten Sensor 2.2 der ersten

Sensorgruppe berechnet sich der Winkel αι zwischen der Referenzlinie 6 der ersten

Sensorgruppe und dem Armierungsstab 7 folgendermaßen: b 1 v t al

a = arctan— = arctan

Dabei ist bi = v t a i die von dem Fahrzeug 1 in dem Zeitdifferenz t a i zurückgelegte Strecke bi. Der erste und der zweite Sensor (3.1 , 3.2) der zweiten Sensorgruppe detektieren den

Armierungsstab 7 um t a2 zeitversetzt. Mittels der Zeitdifferenz t a2 , der Geschwindigkeit v und des Abstands a 2 zwischen dem ersten Sensor 3.1 und dem zweiten Sensor 3.2 der zweiten

Sensorgruppe berechnet sich der Winkel a 2 zwischen der Referenzlinie 6 der zweiten

Sensorgruppe und dem Armierungsstab 7 folgendermaßen: t b 2 t v t a2

a 2 = arctan— = arctan

Dabei ist b 2 = v · t a2 die von dem Fahrzeug 1 in der Zeitdifferenz t a2 zurückgelegte Strecke b 2 .

Sind ai und a 2 gleich, so ist die Fahrtrichtung 9 des Fahrzeugs relativ zur Armierung in der Zeit At unverändert geblieben.

Sind ai und a 2 ungleich, so ist die Fahrtrichtung 9 des Fahrzeugs relativ zur Armierung in der Zeit At verändert worden.

Vorzugsweise weist jede Sensorgruppe eine Vielzahl von Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) auf, die jeweils auf einer jeweiligen Referenzlinie 6 angeordnet sind. Mittels der Vielzahl von Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2) sind Signale von anderen Armierungsstäben, die den Armierungsstab 7 kreuzen, herausmittelbar. Beispielsweise wird ein Sensor, der permanent einen den

Armierungsstab 7 kreuzenden Armierungsstab detektiert, bei der Berechnung der Winkel ai und a 2 nicht berücksichtigt.

Für den weiteren Anwendungsfall, dass das Fahrzeug 1 wiederholt die gleiche Fahrstrecke fahren soll, führt das Fahrzeug 1 eine Referenzfahrt mit konstanter Geschwindigkeit durch und bestimmt entlang der gesamten Fahrstrecke Messpunkte mittels eines der Sensoren (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2). Mittels der Messpunkte der Referenzfahrt wird ein Referenzprofil bestimmt. Das Referenzprofil gibt für jede Position auf der Fahrstrecke eine Intensität des Signals von der Armierung an.

Aus den Intensitätsmaxima des Referenzprofils sind die Abstände zwischen den

Armierungsstäben 7 bestimmbar. Somit ist während der Fahrt die Geschwindigkeit des

Fahrzeugs 1 statt mittels des Geschwindigkeitssensors aus der Zeit zwischen zwei Intensitätsmaxima bestimmbar. Vorzugsweise wird dazu auch die Position des Fahrzeugs 1 auf der Fahrstrecke bestimmt.

Zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs 1 auf der Fahrstrecke werden mittels des Sensors (2.1 , 2.2, 3.1 , 3.2), der während der Referenzfahrt benutzt wurde, Messpunkte eines

Profilabschnitts bestimmt. Dieser Profilabschnitt wird von dem Auswertemittel 4 mit dem Referenzprofil verglichen, insbesondere mittels eines Korrelationsverfahrens. Stimmt der Profilabschnitt mit einem Abschnitt des Referenzprofils eindeutig überein, so ist jeder

Messpunkt des Profilabschnitts einer Position auf der Fahrstrecke eindeutig zuordenbar.

Die aktuelle Position des Fahrzeugs 1 wird bestimmt durch den Vergleich eines aktuellen Messpunktes mit dem Profilabschnitt und dem zugeordneten Abschnitt des Referenzprofils.

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeug

2.1 erster Sensor der ersten Sensorgruppe

2.2 zweiter Sensor der ersten Sensorgruppe

3.1 erster Sensor der zweiten Sensorgruppe

3.2 zweiter Sensor der zweiten Sensorgruppe

4 Auswertemittel

5 Verbindungsmittel

6 Referenzlinie

7 Armierungsstab

8 Messpunkt

9 Fahrtrichtung

α Winkel

a Abstand

bi Strecke

x Abstand