Nyomvezetés technikák

A nyomvezetés technika helyett helytelenül sok helyen a navigáció kifejezést használják.

Ha egy vezetőnélküli targonca (jármű) automatikusan üzemel, a navigáció egyike a legfon-tosabb feladatoknak, amit a fedélzeti számítógép, szoftver és megfelelő szenzorok együtte-sének kell megoldani. A navigáció az alábbiakat foglalja magába;

– a targonca helyzetének meghatározás (hol vagyok?), – útvonal meghatározás az alábbiak szerint:

– az aktuális helyzettől (pozíciótól) és az elérendő céltól függően az útvonal és a tar-gonca sebesség meghatározása,

– a tényleges útvonal és a targonca sebesség rögzítése.

A nyomvezetés technika egy kijelölt útvonal megengedett hibával való követése. A vezető-nélküli targoncák érintkezés vezető-nélküli vezetéséhez különböző nyomvezetés technikák terjed-tek el. A továbbiakban ezek néhány módszerét foglaljuk össze. A nyomvezetés technikákat összefoglalva a 4.74. ábra mutatja.

4. ANYAGMOZGATÁSRA SZOLGÁLÓ BERENDEZÉSEK 145

Nyomvezetés technikák

Virtuális vezetõvonal Passzív vezetõvonal Aktív vezetõvonal

Folyamatos

Optikai vezetõsín Ferrit vagy más mágnesezhetõ

4.74. ábra. Nyomvezetési technikák rendszerezése Passzív vezetővonal

A legrégebbi nyomvezetés technika, amit az első vezetőnélküli targoncánál alkalmaztak. A megnevezésben szereplő passzív kifejezés arra utal, hogy a vezetővonal kizárólag a targon-ca útvonalának kijelölésére szolgál. Több változata ismert:

– a padlóra festett vagy ragasztott, általában fehér fényvisszaverő fólia (4.75. ábra), – a padlóra ragasztott ferromágneses fémfólia (4.76. ábra).

A nyomkövetés elvét a 4.77. ábra mutatja. A targoncán lévő optikai- vagy mágneses szen-zor, nyomkövetés esetén a vezető fólia fölött halad. A vezetőfóliáról visszaverődő fénysu-gár, ez esetben mindkét fotószenzorban ugyanazon nagyságú áramot hoz létre, amelyet egy differenciál erősítőbe vezetve, a kimeneten nulla nagyságú jel jelenik meg. Amennyiben a targonca letér a kijelölt útvonalról, a differenciál erősítő kimenetén megjelenő jel a vezér-lőberendezés segítségével működteti a kormányzó motort, amely a targoncát a kijelölt nyomvonal fölé kormányozza vissza. A vezetővonaltól való ellenkező irányú eltérést a kormánymű hasonló elv alapján korrigálja. Mágneses vezetővonal esetén a más természetű szenzort kell alkalmazni.

Padlószint fényvisszaverõ fólia

Festett vagy ragasztott

4.75. ábra. Festett, vagy ragasztott fényvisszaverő fólia

146 JÁRMŰVEK ÉS MOBIL GÉPEK II.

Padlószint Ferromágneses fémfólia

4.76. ábra. Ferromágneses fémfólia

Kormánymû

Vezetõfólia Erõsítõ

Fotoszenzor

Fólia megvilágítás Kormánymotor

+

-4.77. ábra. A nyomkövetés irányitástechnikai vázlata Aktív vezetővonal

Ebbe a csoportba tartozik az indukciós nyomvezetés. Az útvonalat ez esetben, a padlóban elhelyezett vezetőhuzal jelöli ki, amelynek gerjesztésével a vezetőhuzal körül mágneses tér alakul ki (4.78. ábra). A nyomvezetés hátránya, hogy az anyagmozgatási útvonal megválto-zása esetén a padlót újra fel kell bontani. Nyomvonalrendszerek kialakítása esetén azonban ez a probléma nem jelenik meg. Az aktív megnevezés arra utal, hogy az indukciós vezeték az útvonal kijelölésen kívül alkalmas a vezetőnélküli targoncákra a mozgással kapcsolatos egyéb információk továbbítására is. A kormányzás elve a 4.79. ábra alapján követhető vé-gig. Amikor a targonca az indukciós vezeték fölött halad, az antenna az indukciós vezeték mágneses terére szimmetrikusan helyezkedik el. Ennek következtében az antenna tekercse-iben egyforma feszültség indukálódik. A két tekercs feszültséget egy differenciál erősítőbe vezetve kimenő jelként itt is nulla értéket kapunk. Abban az esetben, ha a targonca letér az indukciós vezeték által kijelölt útvonalról, megváltozik az antenna mágneses térhez viszo-nyított szimmetriája, ezáltal az antenna egyik tekercsében nagyobb feszültség indukálódik, mint a másikban. A differenciálerősítő a különbségi jelével a kormányzó motor vezérlőbe-rendezése működésbe hozza a kormányművet, amely a targoncát a kijelölt útvonal felé

irá-4. ANYAGMOZGATÁSRA SZOLGÁLÓ BERENDEZÉSEK 147

nyítja. A vezetővonaltól másik irányba történő eltérést, a rendszer az előzőekben leírtak szerint korrigálja.

35 mm

Padlószint

Indukciós vezeték

Mágneses tér

Mûgyantával kiöntve

4.78. ábra. Mágneses tér a padlóban elhelyezett vezetőhuzal körül

Kormánymû

Indukciós vezeték

Különbségképzõ erõsítõ

Antenna Kormánymotor

Kormány vezérlõ

Mágneses tér

4.79. ábra. Indukciós elven működő kormányzás Virtuális vezetővonal

Az informatika és a méréstechnikai elvek és eszközök fejlődésével a gyakorlatban is al-kalmazhatóvá vált a virtuális nyomvezetés technika. A virtuális nyomvonal nem más, mint az üzemhez vagy a targonca által bejárt térhez kapcsolt koordináta rendszerben a targonca útjának analitikus leírása, amely a fedélzeti számítógép memóriájába kerül. A targonca mozgása közben – a körülötte lévő tereptárgyak különböző természetű jelekkel történő

148 JÁRMŰVEK ÉS MOBIL GÉPEK II.

pásztázásával és a visszavert jelek feldolgozásával – mindig meghatározza a tényleges helyzetét. A mennyiben a tényleges helyzet eltér a virtuális vezetővonalban definiált koor-dinátáktól a megfelelő kormányzási korrekciót, a tényleges és a virtuális pozíció eltérés alapján kell végrehajtani. A tényleges pozíció meghatározására több módszer ismeretes:

– ultrahangos távolságmérés diszkrét jelképzéssel, meghatározott felületeken, – ultrahangos távolságmérés folytonos jelképzéssel, folytonos felületeken, – lézeres távolságmérés,

– műholdas követés (GPS).

Az utóbbival kapcsolatban meg kell jegyezni, hogy a polgári életben használható műholdak pontossága nem teszi lehetővé az üzemszerű alkalmazást.

Az ultrahangos távolságmérés diszkrét jelképzéssel való navigációjának elvét a 4.80. ábra, folyamatos jelképzéssel pedig a 4.81. ábra szemlélteti.

Tájékozódási



Virtuális vezetõvonal y = f(x) Ultrahang forrás

4.80. ábra. Navigáció diszkrét ultrahangos távolságméréssel

Visszaverõ felület



Virtuális vezetõvonal y = f(x) Ultrahang forrás

4.81. ábra. Navigáció folyamatos jelképzéses távolságméréssel

4. ANYAGMOZGATÁSRA SZOLGÁLÓ BERENDEZÉSEK 149

A lézeres útvonal követés elvét a 4.82. ábra mutatja, ahol P1, P2, P3 … Pn a tájékozódási pon-tok helyzete, az y = f (x) a virtuális vezetővonal analitikus függvénye, d₁, d₂, d₃ a lézeres távolságmérő által mért távolságok. A vezetőnélküli targoncán elhelyezett lézeres távol-ságmérő (lézer-navigációs egység) sugár forrása, körbeforogva, az útvonal mentén elhelye-zett visszaverő felületekre másodpercenként 40000 – a nem látható fény tartományába eső – impulzust bocsát ki. Az útvonal mentén elhelyezett fix pontokon rögzített tükrökről (prizmák-ról) visszavert sugár alapján határozza meg a visszaverő felület és a sugárforrás közötti tá-volságot. A visszaverő felületek elhelyezési magassága kb. 2 m. Az egymás mellett lévő visszaverő felületek egyformasága okozta bizonytalanság kiküszöbölése érdekében az egyes visszaverő felületek különböző szélességben készülnek és kódolásuk is eltérő. A visszaverő felületek koordinátáit, szögét és kódolását a fedélzeti számítógép tárolja. Egy helyzetpont meghatározásához a tér legalább három pontjának távolsága szükséges. Itt is a meghatározott pozíció és a virtuális nyomvonal közötti eltérés alapján kell a kormányzást végrehajtani.

Virtuális vezetõvonal y = f(x) Prizmák

Vezetõnélk üli targonca Vezetõnélk üli targonca

lézer távolságmérõje (Lézerforrás)

4.82. ábra. A lézeres útvonal követés elve

A virtuális vezetővonalak is csak az útvonal kijelölésére szolgálnak. A targoncákkal való kommunikációt, más módszerekkel kell megoldani. A navigációs rendszerek kialakításánál mindig körültekintő vizsgálatot igényel a működési megbízhatóság, a technológiai rend-szerbe illesztés és a költségek oldaláról.