EP1209641A2 - Verfahren zum Betrieb einer Funkfernsteuerungsanlage - Google Patents

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EP1209641A2 EP01126642A EP01126642A EP1209641A2 EP 1209641 A2 EP1209641 A2 EP 1209641A2 EP 01126642 A EP01126642 A EP 01126642A EP 01126642 A EP01126642 A EP 01126642A EP 1209641 A2 EP1209641 A2 EP 1209641A2
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receiver
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radio connection
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Thomas Burchard
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    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/18Control systems or devices
    • B66C13/40Applications of devices for transmitting control pulses; Applications of remote control devices
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C2201/00Transmission systems of control signals via wireless link
    • G08C2201/90Additional features
    • G08C2201/91Remote control based on location and proximity

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a radio remote control system according to the preamble of claim 1.
  • the subject relates to the control of industrial devices such as Example cranes, robots, construction machinery or the like, but also of motor vehicles of all kinds, especially commercial vehicles such as Truck or agricultural Machines with the help of which certain processing or work operations are carried out become.
  • industrial devices such as Example cranes, robots, construction machinery or the like
  • motor vehicles such as Truck or agricultural Machines with the help of which certain processing or work operations are carried out become.
  • These are often devices that need to be ensured that work operations are not carried out erroneously or incorrectly, as a result of this considerable security risk for people can arise.
  • the object of the invention is therefore to operate a radio remote control system in such a way that this security risk is significantly reduced.
  • the basic idea of the invention is therefore to be seen in the fact that control is only possible can take place if there is a minimum distance between Sender and receiver is observed.
  • This minimum distance can depend on the respective individual working conditions and types of industrial equipment can be set, for example so that a radio connection can only be established if there is a visual distance between the operator and the device to be operated with the receiver consists. Every time the transmitter is switched off, a routine is started the end of which, for example, reduces the transmission power and / or the reception sensitivity of sender and / or receiver stands, with the consequence that an activation the radio connection can only take place if the received signal is a predetermined one Threshold exceeds or otherwise by the receiver as a signal at all "is recognized.
  • the modified parameters e.g. sensitivity / gain factors
  • the modified parameters set their normal value, so that from here the usual evaluation of the received Signals can be made in the control information of the device to be controlled.
  • the figure shows a known radio remote control system formed from transmitter 10 and receiver 20, in which the transmission signal containing the control information via a transmission antenna 11 is transmitted to a receiving antenna 21 and from there to an RF receiver 24 arrives in the receiver 20.
  • the information transmitted consists of a large number of radio remote control methods a sequence of telegrams, of which a first section transports the useful signal, and which has a second section with a few bits, usually one represent a specific test pattern that is used by the recipient for confirmation and synchronization purposes is used.
  • a decoding unit 25 After decoding the received signal in a decoding unit 25 this is fed to a comparator 26, where the bit pattern of said second section of each telegram with a predetermined test bit pattern is compared. Only if a predetermined degree of correspondence between received / decoded Bit pattern on the one hand and predetermined test bit pattern on the other is determined, a control signal S is generated for that to be controlled Industrial device, as shown by the arrow.
  • the invention takes advantage of the fact that with decreasing signal strength the detection of the bit pattern in the transmission telegram becomes increasingly unreliable and eventually falls below the specified "detection rate".
  • the method according to the invention initially sees a switch 23, which has an attenuator 22 bridged before the RF receiving part 24, is placed in the open state shown.
  • the figure thus shows the state before a new one was built Radio connection exists.
  • the missing bit pattern match in the comparator 26 recognized again, opened again via the control line 28 of the switch 23 and that Attenuator 22 is activated, whereby a radio connection cycle has expired.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Betrieb einer Funkfernsteuerungsanlage mit mindestens einem Sender und mindestens einem Empfänger, insbesondere zur Übermittlung von Steuersignalen an industrielle Geräte, wird/werden nach Beendigung einer Funkverbindung mindestens einer der Sende- oder Empfangsparameter des Senders (10) oder des Empfängers (20) gegenüber ihrem Standardwert so modifiziert, dass beim Aufbau einer neuen Funkverbindung eine Steuerung nur dann erfolgen kann, wenn zwischen Sender und Empfänger ein vorgebbarer Mindestabstand eingehalten wird, d.h. nicht überschritten ist. Dieser Mindestabstand kann auf die jeweiligen individuellen Arbeitsbedingungen und Typen von Industriegeräten eingestellt werden, beispielsweise so, dass eine Funkverbindung nur hergestellt werden kann, wenn Sichtabstand zwischen der Bedienungsperson und dem zu bedienenden Gerät mit dem Empfänger besteht. Damit ist sichergestellt, dass der Sender nicht unbewusst oder irrtümlich aktiviert wird und dem Empfänger Steuerinformationen übermittelt werden, die zu erheblichen Fehlfunktionen und den damit verbundenen Risiken führen können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Funkfernsteuerungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Insbesondere betrifft die Gegenstand die Steuerung von industriellen Geräten, wie zum Beispiel Kränen, Robotern, Baumaschinen oder ähnlichem, aber auch von Kraftfahrzeugen aller Art, insbesondere von Nutzfahrzeugen wie z.B. LKW oder landwirtschaftlichen Maschinen, mit deren Hilfe bestimmte Bearbeitungs- oder Arbeitsvorgänge durchgeführt werden. Es handelt sich hierbei oft um Geräte, bei denen sichergestellt werden muss, dass Arbeitsvorgänge nicht irrtümlich oder falsch durchgeführt werden, da hierdurch ein erhebliches Sicherheitsrisiko für Personen entstehen kann. Im hier interessierenden Zusammenhang bedeutet dies, dass sichergestellt sein muss, das der Sender nicht unbewusst oder irrtümlich aktiviert ist und dem Empfänger Steuerinformationen übermittelt werden, die unter Umständen zu erheblichen Fehlfunktionen und den damit verbundenen Risiken führen.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Funkfernsteuerungsanlage so zu betreiben, dass dieses Sicherheitsrisiko erheblich reduziert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der Grundgedanke der Erfindung ist also darin zu sehen, dass eine Steuerung nur dann erfolgen kann, wenn beim Aufbau der Funkverbindung ein Mindestabstand zwischen Sender und Empfänger eingehalten wird. Dieser Mindestabstand kann auf die jeweiligen individuellen Arbeitsbedingungen und Typen von Industriegeräten eingestellt werden, beispielsweise so, dass eine Funkverbindung nur hergestellt werden kann, wenn Sichtabstand zwischen der Bedienungsperson und dem zu bedienenden Gerät mit dem Empfänger besteht. Bei jedem Ausschalten des Senders wird eine Routine in Gang gesetzt, an deren Ende bspw. eine Reduzierung der Sendeleistung und/oder der Empfangsempfindlichkeit von Sender und/oder Empfänger steht, mit der Konsequenz, dass eine Aktivierung der Funkverbindung nur erfolgen kann, wenn das empfangene Signal eine vorgegebene Schwelle überschreitet oder auf andere Art und Weise vom Empfänger überhaupt als Signal "erkannt" wird. Dies wird nur dann der Fall sein, wenn der Abstand zwischen Sender und Empfänger das gewünschte Mindestmaß erreicht oder unterschreitet, womit dann im Einzelfall beispielsweise der Blickkontakt zwischen Bedienperson und zu steuemdem Gerät gewährleistet ist. Ist diese Erkennung erfolgt, werden die modifizierten Parameter (bspw. Empfindlichkeit/Verstärkungsfaktoren) im Sender und/oder Empfänger wieder auf ihren Normalwert gesetzt, so dass von hier aus dann die übliche Auswertung der empfangenen Signale in Steuerinformationen des zu steuernden Gerätes erfolgen kann.
Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Zeichnung erläutert:
Die Figur zeigt eine bekannte, aus Sender 10 und Empfänger 20 gebildete Funkfemsteueranlage, bei der das die Steuerinformation enthaltende Sendesignal über eine Sendeantenne 11 an eine Empfangsantenne 21 übermittelt wird und von dort zu einem HF-Empfänger 24 im Empfänger 20 gelangt.
Bei einer Vielzahl von Funkfemsteuerverfahren besteht die übersandte Information aus einer Folge von Telegrammen, von dem jeweils ein erster Abschnitt das Nutzsignal transportiert, und das einen zweiten Abschnitt mit einigen Bits aufweist, die in der Regel ein bestimmtes Prüfmuster darstellen, das beim Empfänger für Bestätigungs- und Synchronisierzwecke benutzt wird. Nach der Dekodierung des empfangenen Signals in einer Dekodiereinheit 25 wird dieses einem Komparator 26 zugeleitet, wo das Bitmuster des genannten zweiten Abschnitts jedes Telegramms mit einem vorgegebenen Prüf-Bitmuster verglichen wird. Nur, wenn ein vorgegebener Grad der Übereinstimmung zwischen empfangenem/dekodiertem Bitmuster einerseits und vorgegebenem Prüf-Bitmuster andererseits festgestellt wird, erfolgt die Generierung eines Steuersignals S für das zu steuemde Industriegerät, wie dies durch den Pfeil dargestellt sein soll.
Zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens nutzt die Erfindung die Tatsache aus, dass mit abnehmender Signalstärke die Erkennung des Bitmusters im Sendetelegramm immer unzuverlässiger wird und schließlich unter die vorgegebene "Erkennungsrate" fällt.
Bei der Beendigung einer Funkverbindung sieht das erfindungsgemäße Verfahren zunächst vor, dass über eine Steuerleitung 28 ein Schalter 23, der ein Dämpfungsglied 22 vor dem HF-Empfangsteil 24 überbrückt, in den dargestellten Offen-Zustand gelegt wird.
In der Figur ist somit derjenige Zustand dargestellt, der vor dem Aufbau einer neuen Funkverbindung besteht.
Werden nun vom Sender 10 nach Einschalten der dort vorgesehenen Bauteile neue Telegramme zum Empfänger 20 gesendet, so wird deren Qualität durch die einstellbare Dämpfung des Dämpfungsglieds 22 so "verschlechtert", dass beim nachfolgenden Vergleich des erhaltenen Bitmusters mit dem vorgegebenen Bitmuster die Erkennungsrate nicht mehr erreicht wird und folglich das Telegramm als nicht gültig verworfen wird und demnach auch kein Steuersignal S für das zu steuernde Industriegerät generiert wird. Erst, wenn der Abstand A zwischen den beiden Antennen 11 und 21 ein bestimmtes Maß unterschreitet, ist die Empfangsamplitude des gesendeten Signals so stark, dass trotz der Dämpfung durch das Dämpfungsglied 22 das empfangene Bitmuster der Telegramme in den vorgegebenen Grenzen mit dem Prüf-Bitmuster übereinstimmt und somit als gültig erkannt wird. Nach einer vorgebbaren Anzahl von derart als gültig erkannten Telegrammen wird der Schalter 23 über die Steuerleitung 28 geschlossen, wodurch das Dämpfungsglied 22 überbrückt und deaktiviert wird, und der normale Sendebetrieb etabliert wird.
Nach Beendigung der Funkverbindung, sei es durch Abschalten des Senders oder durch zu geringe Sendeleistung, wird die fehlende Bitmusterübereinstimmung im Komparator 26 wieder erkannt, über die Steuerleitung 28 der Schalter 23 wieder geöffnet und das Dämpfungsglied 22 aktiviert, womit ein Funkverbindungszyklus abgelaufen ist.
Die in der Figur dargestellten Bauteile dienen lediglich zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens und können hardwaremäßig und softwaremäßig auf verschiedene Weise umgesetzt werden.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Funkfemsteuerungsanlage mit mindestens einem Sender und mindestens einem Empfänger, insbesondere zur Übermittlung von Steuersignalen an industrielle Geräte,
    dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung einer Funkverbindung mindestens einer der Sende- oder Empfangsparameter des Senders (10) oder des Empfängers (20) gegenüber ihrem Standardwert so modifiziert wird/werden, dass der Aufbau einer neuen Funkverbindung nur möglich ist, wenn der Abstand zwischen Sender und Empfänger ein vorgegebenes Maß nicht überschreitet, und dass nach Aufbau der neuen Funkverbindung unter dieser Bedingung der/die jeweilige(n) Parameter wieder auf seinen Standardwert zurückgesetzt wird/werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Sendeinformation aus einer Folge von Telegrammen besteht, die einen Abschnitt mit einer bestimmtem Bitfolge zu Prüfzwecken aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifizierung / Rücksetzung eines Sende- oder Empfangsparameters danach erfolgt, ob das empfangene Bitmuster mit einem vorgegebenen Prüf-Bitmuster nicht übereinstimmt / übereinstimmt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als modifizierbarer Sende- oder Empfangsparameter die Sendeleistung des Senders (10) oder die Empfangsempfindlichkeit des Empfängers (20) gewählt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reduzierung der Sendeleistung durch Herabsetzung der Verstärkung der Verstärkerstufe des Senders auf einen einstellbaren Wert erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reduzierung der Empfangsempfindlichkeit des Empfängers durch schaltbare Aktivierung eines Dämpfungsglieds oder Reduzierung des Verstärkungsfaktors in der Eingangsstufe des Empfängers erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der Sendeleistung oder der Empfangsempfindlichkeit erfolgt, wenn die Sendeleistung einer bestehenden Funkverbindung über einen vorgebbaren Zeitraum eine erste Schaltschwelle (S1) unterschreitet.
  7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rücksetzung von Sendeleistung oder Empfangsempfindlichkeit auf den Standardwert erfolgt, wenn die empfangene Sendeleistung eine zweite Schaltschwelle (S2) überschreitet.
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