УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ, ОТСЛЕЖИВАНИЯ И/ИЛИ УПРАВЛЕНИЯ ГОНОЧНЫМИ ТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ
DEVICE FOR DETECTION, TRACKING AND/OR CONTROL OVER RACING VEHICLES

Настоящее изобретение относится к устройству для обнаружения, отслеживания и/или управления гоночными транспортными средствами на предпочтительно многополосном гоночном треке, содержащем по меньшей мере один блок датчиков, который расположен утопленным под поверхностью проезжей части.
Подобные устройства для управления и отслеживания используют, в частности, на модельных гоночных треках, в частности на треках, известных как треки для гоночных автомоделей, но в принципе также могут быть использованы на настоящих гоночных треках и гоночных транспортных средствах, которые ездят по ним. Разумеется, различные типы транспортных средств рассматриваются в данном случае в качестве гоночных транспортных средств, таких как автомобили или мотоциклы, например, но в принципе другие гоночные объекты, такие как, например, лошади, двуколки или водные суда, такие как моторные катера, также могут быть оснащены соответствующими устройствами, так что термин "гоночное транспортное средство" в контексте настоящей заявки следует понимать в широком смысле.
Гонки на гоночных треках обычно отслеживают при помощи технических средств обнаружения и управляют соответствующими управляющими модулями, например, для обнаружения количества пройденных кругов и/или времени круга или идентификации соответствующего транспортного средства или водителя, закрепленного за указанным транспортным средством. Помимо отслеживающих мер, которые уже давно известны per se, таких как световые барьеры для определения скорости, отслеживание при помощи камер для определения финиша и т.п., недавно также было предложено отслеживать или управлять транспортными средствами и отслеживать водителей, управляющих ими, а также положение транспортного средства на гоночном треке и время или пройденную дистанцию посредством электронной передачи данных из транспортного средства. Например, документы WO 2006/042235 A2 и US 2006/0183405 A1 предлагают крепление к транспортным средствам так называемых элементов радиочастотной идентификации, т.е. модулей идентификации, которые в своей работе используют обмен радиоданными, и сохранение в этих элементах радиочастотной идентификации идентифицирующего кода транспортного средства, идентифицирующего кода водителя и, возможно, дополнительных данных другого транспортного средства и водителя, а также данных гоночного мероприятия, которые затем считывают подходящими считывающими устройствами радиочастотной идентификации, расположенными на гоночном треке, например, таким образом, что каждый раз при пересечении финишной линии считывается элемент радиочастотной идентификации транспортного средства и соответственно показание счетчика кругов увеличивается и сохраняется вместе с идентифицирующим кодом транспортного средства и водителя.
Помимо вышеупомянутых считывающих устройств радиочастотной идентификации, приведенный документ WO 2006/042235 A2 в данном случае предлагает интегрировать замкнутые цепи проводника или световые прожекторы в гоночный трек, для того чтобы обнаруживать транспортные средства, проезжающие над ними.
Тем не менее такие системы датчиков, утопленные под поверхностью проезжей части, не могут быть легко интегрированы в проезжую часть, в частности в случае трека для гоночных автомоделей. В частности, работы по техническому обслуживании или регулировке, которые становятся необходимыми, могут быть выполнены лишь с затруднениями. Если датчик необходимо извлечь, то не только извлечение является трудоемким, но и трудно задать точное расположение при установке, которое необходимо для удовлетворительного функционирования системы датчиков. С другой стороны, особенно в случае треков для гоночных автомоделей, следует учитывать то, что в зависимости от основания трека и от того, как выполнено крепления проезжей части, вибрации могут передаваться в систему датчиков в большей или меньшей степени, когда над ней проезжают гоночные транспортные средства, что может негативно влиять на точность ее измерения, а также на срок службы.
Таким образом, в основе настоящего изобретения лежит цель, заключающаяся в предоставлении улучшенного устройства, относящегося к типу, упомянутому вначале, который избегает недостатков известного уровня техники и развивает последний преимущественным образом. В частности, помимо легкой и быстрой установки и технического обслуживания, предполагается обеспечить возможность точного размещения системы датчиков и, следовательно, точного обнаружения гоночных транспортных средств без негативного воздействия на пространство и гонки на гоночном треке.
Эту цель достигают согласно изобретению при помощи устройства по пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные конфигурации изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Таким образом, предложено не устанавливать систему датчиков с ее отдельными компонентами в проезжую часть сверху или устанавливать ее неподвижно на опорную конструкцию перед прокладыванием проезжей части, или крепить ее непосредственно к самой проезжей части, но предварительно устанавливать систему датчиков на опору и вставлять ее сбоку под проезжую часть со стороны в приемное пространство, предоставленное там. Согласно изобретению по меньшей мере один блок датчиков установлен на направляющем элементе, который может быть втолкнут в приемное пространство под проезжей частью в поперечном направлении относительно проезжей части с бокового края проезжей части. Это позволяет сразу предустанавливать к кабелям, линиям и т.п. по меньшей мере один блок датчиков и вставлять их вместе с направляющим элементом под проезжую часть со стороны, так что нет необходимости оставлять прокладку отдельного кабеля или даже кабельное соединение, пока датчик не будет находиться на своем месте. Преимущественно, система датчиков под проезжей частью не находится в контакте с ней или удерживается на определенной дистанции от проезжей части, так что вибрации от проезжей части не передаются к системе датчиков.
Предварительная установка на направляющем элементе является особенно преимущественной, всякий раз, когда использовано множество блоков датчиков, например, для множества полос гоночного трека. В преимущественном развитии изобретения множество блоков датчиков может быть установлено на направляющем элементе на предопределенном расстоянии друг от друга, так что соответствующий блок датчиков располагается точно в положении под предполагаемой частью проезжей части, когда направляющий элемент со всеми предустановленными блоками датчиков вталкивают под проезжую часть. Предопределенное расстояние установки блоков датчиков на направляющем элементе может соответствовать, в частности, разделению проезжей части на полосы, так что блок датчиков, предназначенный для каждой полосы, располагается под соответствующей полосой. Расстояние между предварительно установленными блоками датчиков может также соответствовать расстоянию между окнами датчиков, которые помещены в проезжую часть, и которые преимущественно могут быть предоставлены вдоль, в частности непосредственно вдоль, контактов полос, посредством которых гоночным транспортным средствам подается энергия. Упомянутые окна датчиков в данном случае могут представлять собой ограниченную зону проезжей части, в пределах которой проезжая часть обладает повышенным коэффициентом прохождения сигналов датчиков и/или переменных, которые необходимо обнаружить. В частности, упомянутые окна датчиков могут образовывать смотровые окна, если блок датчиков содержит оптические средства обнаружения, как будет описано далее.
Для того чтобы точно разместить блоки датчиков и легко найти предопределенное положение датчика, направляющий элемент и/или упомянутое приемное пространство под проезжей частью могут быть снабжены средствами направления скольжения, которые направляют в боковом направлении и/или размещают направляющий элемент относительно проезжей части в поперечном направлении относительно направления вталкивания, в котором направляющий элемент вталкивают под проезжую часть. В развитии изобретения направляющему элементу может быть придана форма направляющего рельса, снабженного по меньшей мере одной выступающей направляющей планкой и/или по меньшей мере одним желобообразным направляющим углублением, с которым могут быть приведены в зацепление вспомогательные направляющие средства в приемном пространстве. Упомянутое приемное пространство может преимущественно быть образовано в виде направляющей шахты, стенки которой образуют, по меньшей мере, в определенных частях направляющие лицевые поверхности, на которых упомянутый направляющий рельс точно направляют в положение под проезжей частью.
Упомянутый блок датчиков в принципе может быть выполнен различным образом и содержать различные средства определения в зависимости от предполагаемых задач, которые должна выполнять система датчиков. В частности, согласно преимущественному развитию изобретения может быть предусмотрено, что блоки датчиков соответственно будут содержать оптические средства обнаружения, направленные через смотровые окна, предоставленные в проезжей части, для того чтобы иметь возможность обнаружения транспортных средств на проезжей части, которые проезжают над смотровым окном в проезжей части. Упомянутое смотровое окно в проезжей части преимущественно закрыто светопрозрачным элементом, например стеклянным модулем или каким-либо другим, например прозрачным закрывающим элементом, содержащим пластик, который противостоит усилиям, которые обычно воздействуют на проезжую часть. В принципе, упомянутое смотровое окно также может представлять собой зазор в проезжей части, который не закрыт или лишь частично закрыт, например, решеткой. Тем не менее смотровое окно преимущественно полностью закрыто светопрозрачным элементом для того, чтобы защитить систему датчиков, расположенную под ним, от пыли, грязи и т.п.
Упомянутое смотровое окно в проезжей части и упомянутый блок датчиков скоординированы друг с другом относительно их положения таким образом, что смотровое окно находится на оси обнаружения оптических средств обнаружения.
В развитии изобретения блок датчиков содержит выравнивающие средства, которые ограничивают направление обнаружения и обеспечивают выравнивание в предопределенном направлении. В частности, блок датчиков может содержать канал входных и/или выходных сигналов, который определяет направление обнаружения и который предпочтительно выровнен перпендикулярно поверхности проезжей части и/или имеет приблизительно цилиндрическую форму, и который лишь позволяет сигналам, которые должны быть определены блоком датчиков, достигать средств обнаружения блока датчиков из определенного направления и/или лишь позволяет сигналам сканирования, выпущенным блоком датчиков, проходить лишь в предопределенном направлении. Подобно слуховому каналу или трубке, которая предопределяет направление обзора, упомянутый канал входных и/или выходных сигналов может точно выравнивать входящие или исходящие сигналы датчика. Преимущественно, упомянутый канал сигналов может состоять из трубчатой укороченной детали, в одном конце которой расположены средства обнаружения блока датчиков, и другой конец которой направлен на упомянутое окно датчика в проезжей части.
В развитии изобретения упомянутые оптические средства обнаружения могут быть выполнены различным образом в зависимости от задачи определения, которую необходимо выполнить. Например, оптические средства обнаружения могут работать подобно световому барьеру, например, для того, чтобы точно определять прохождение гоночного транспортного средства над финишной линией. В принципе, в данной случае оптический датчик может быть выполнен различным образом. Подобно активному датчику светового барьера, может обеспечиваться то, что блок датчиков содержит источник света, который бросает свет вверх через световое окно в проезжей части, и, лишь когда транспортное средство проезжает над смотровым окном, данный свет отражается транспортным средством обратно через смотровое окно в проезжей части, например с помощью зеркала, прикрепленного к нему на нижней стороне транспортного средства, и обнаруживается оптическими средствами обнаружения. В качестве альтернативы, подобный блок оптических датчиков также может содержать лишь оптические средства обнаружения. При наличии достаточного освещения гоночного трека, в частности сверху, например, благодаря освещению проезжей части, оптический датчик под смотровым окном в проезжей части обнаруживает постоянное количество света, пока ни одно транспортное средство не проезжает над смотровым окном. Тем не менее, как только транспортное средство проезжает над смотровым окном, под смотровым окном становится, так сказать, темнее, так что уменьшение сигнала может быть расценено как прохождение гоночного транспортного средства.
В качестве альтернативы или дополнения блок датчиков может содержать оптическое считывающее устройство штрих-кодов. В частности, это позволяет не только обнаруживать прохождение транспортного средства, но также идентифицировать транспортное средство, проезжающее над смотровым окном, если штрих-код, который предпочтительно прикреплен к нижней части транспортного средства, содержит идентифицирующий код транспортного средства. В зависимости от информации, содержащейся в штрих-коде, прикрепленном к транспортному средству, могут быть выполнены различные оценки, помимо простого прохождения транспортного средства.
В качестве альтернативы или дополнения по меньшей мере один блок датчиков может также содержать устройство приема/считывания другого типа, в частности в форме считывающего устройства радиочастотной идентификации, для считывания памяти транспортного средства, прикрепленной к транспортному средству. С помощью такого устройства приема/считывания более комплексные, более исчерпывающие или сложные данные, которые хранятся в транспортном средстве, также могут быть переданы в блок датчиков или обнаружены им. В частности, в такой памяти транспортного средства также может храниться идентифицирующий код транспортного средства для того, чтобы предоставить возможность идентификации транспортного средства, когда оно проезжает над утопленным блоком датчиков.
Согласно преимущественному развитию изобретения блок датчиков может содержать множество средств обнаружения, предпочтительно выполненных различным образом, которые взаимодействуют друг с другом или используются согласованно друг с другом. В частности, блок датчиков может содержать как оптические средства обнаружения вышеупомянутого типа, так и считывающее устройство радиочастотной идентификации и/или считывающее устройство штрих-кодов для того, чтобы быть способным, с одной стороны, точно определять прохождение транспортного средства и, с другой стороны, идентифицировать соответствующее транспортное средство. В качестве альтернативы или дополнения дополнительные датчики, такие как, например, индуктивные датчики, также могут быть установлены на упомянутом направляющем элементе для того, чтобы, например, быть способным обнаруживать приближение к дополнительному блоку датчиков или дистанцию от него.
В развитии изобретения множество средств обнаружения, закрепленных за полосой, установлены вместе на упомянутом направляющем элементе, так что множество средств обнаружения может быть расположено, установлено и извлечено вместе легким образом. В качестве альтернативы указанному, также возможно предоставить множество направляющих элементов для множества средств обнаружения, для того чтобы в ходе технического обслуживания средств обнаружения иметь возможность целенаправленно только это одно средство. Тем не менее размещение всех средств обнаружения на общем направляющем элементе является предпочтительным, поскольку таким образом точно предустановлено расположение средств обнаружения относительно друг друга.
В данном случае может быть преимущественно предоставлено управляющее устройство, которое точно предопределяет временное окно приема/считывания для устройства приема/считывания, а именно, в зависимости от сигнала дополнительного средства обнаружения. Например, временное окно обнаружения или считывания для считывающего устройства радиочастотной идентификации может быть открыто или предопределено, когда оптический датчик сообщает о прохождении транспортного средства. Это предоставляет легкий способ предотвращения считывания данных памяти транспортного средства, которая прикреплена к транспортному средству, проезжающему по соседней полосе, считывающим устройством радиочастотной идентификации, например в результате чрезмерно большого диапазона обнаружения.
Далее изобретение будет описано более подробно на основе предпочтительного, примерного варианта осуществления и связанных с ним графических материалов, на которых:
На фигуре 1 показан схематический вид сверху полосы гоночного трека, который показывает окно датчика, расположенное вдоль контактных полос проезжей части, и утопленный блок датчиков, расположенный под ней.
На фигуре 2 показан вид в разрезе проезжей части гоночного трека и блок датчиков, расположенный под ней, вдоль линии A-A на фигуре 1, показывающий окно датчика в проезжей части вдоль контактных полос и, что касается блока датчиков, расположенного под проезжей частью, направляющий рельс, печатную плату, установленную на нем, и блок датчиков, в свою очередь, установленный на ней.
На фигуре 3 показано поперечное сечение направляющего рельса и блока датчика, закрепленного на нем, по фигуре 2.
На фигуре 4 показан схематический вид в перспективе направляющего рельса с печатной платой, установленной на нем, и блока датчиков, прикрепленного к ней, для отслеживания множества полос многополосного гоночного трека.
На фигуре 5 показано поперечное сечение, подобное фигуре 2, направляющего рельса согласно дальнейшему преимущественному варианту осуществления изобретения, где блок датчиков с соответствующей печатной платой установлен на нижней стороне направляющего рельса.
Деталь гоночного трека 1, как изображено на фигуре 1, изображает проезжую часть 22 полосы L1 трека для гоночных автомоделей, в которой утоплены контакты 33 полосы, известные per se, для того чтобы подавать электрический ток гоночным транспортным средствам, проезжающим по полосе. Хотя изображена лишь одна полоса L1, само собой разумеется, что гоночный трек 1 может содержать множество полос, расположенных бок о бок.
Как изображено на фигуре 1, в опорной конструкции под проезжей частью 22 предоставлено приемное пространство 24, проходящее в поперечном направлении к упомянутой проезжей части 22 и имеющее форму приемной шахты, в которую можно втолкнуть систему датчиков для отслеживания гоночных транспортных средств, проезжающих по проезжей части 22.
Как изображено на дальнейших фигурах 2-4, удлиненный направляющий элемент 21 в данном случае предоставлен в качестве опоры для системы датчиков, при этом в изображенном варианте осуществления данный элемент выполнен в виде направляющего рельса в форме штампованного профиля. Упомянутый направляющий рельс в изображенном варианте осуществления имеет поперечное сечение в форме ступеней или пьедестала и содержит выступающие в боковом направлении направляющие планки 26, которые служат в качестве средств 25 направления скольжения для того, чтобы точно расположить направляющий рельс при вталкивании направляющего элемента 21 в приемное пространство 24. В поперечном сечении упомянутое приемное пространство 24 адаптировано к профилю направляющего элемента 21 или снабжено адаптированными средствами направления скольжения, так что взаимодействующие направляющие поверхности или элементы входят в зацепление и располагают направляющий рельс точно поперек его продольного направления.
В настоящем примерном варианте осуществления на упомянутом направляющем элементе 21 прикреплена печатная плата 28, которая покоится своей обратной стороной на верхней стороне упомянутого рельсового профиля, см. фигуры 3 и 4.
В качестве альтернативы варианту осуществления, изображенному на фигурах 3 и 4, в преимущественном развитии изобретения печатная плата 28 с прикрепленной к ней системой датчиков также может быть установлена снизу на указанный рельсовый профиль, таким образом электронные компоненты будут лучше защищены. Как изображено на фигуре 5, упомянутая печатная плата может, в частности, быть размещена между ответвлениями U-образного рельсового профиля, так что печатная плата 28, так сказать, обращена своей верхней стороной к нижней стороне средней части направляющего рельса.
Указанная печатная плата 28, в свою очередь, несет множество блоков 20 датчиков, расположенных на расстоянии друг от друга в продольном направлении рельса. Расстояние между блоками 20 датчиков друг от друга в данном случае преимущественно соответствует расстоянию между полосами или расстоянию между контактами 33 полос различных полос гоночного трека 1, так что блоки 20 датчиков могут быть расположены точно в положении вдоль упомянутых контактов 33 полос под проезжей частью 22, как изображено на фигуре 2.
В данном случае печатная плата 28 может быть полностью выполнена в виде одной детали или же в виде нескольких деталей.
В изображенном варианте осуществления блоки 20 датчиков соответственно содержат оптические средства обнаружения 30 в форме фотодатчика, который применен непосредственно на упомянутой печатной плате 28 и соединен с ее токопроводящими дорожками.
Упомянутый фотодатчик может быть выполнен в качестве фоторезистора или в качестве фотодиода, или в качестве фототранзистора, который работает благодаря использованию внутреннего фотоэлектрического эффекта, или в качестве фотоэлемента или фотоумножителя, или в качестве пироэлектрического датчика, который работает благодаря использованию переноса зарядов, вызванного изменением температуры при поглощении света.
Как изображено на фигуре 2 и фигуре 3, в данном случае над упомянутым фотодатчиком прикреплен световой канал 36, который, так сказать, ограничивает и предопределяет область обзора фотодатчика и определяет ось 32 обнаружения фото датчика. Указанный световой канал 36 проходит перпендикулярно плоскости печатной платы 28 и в установленном состоянии перпендикулярно поверхности 34 проезжей части. В случае варианта осуществления, изображенном на фигуре 5, упомянутый световой канал 36 проведен через соответствующий зазор в направляющем элементе 21, поскольку там, как описано, установлена печатная плата 28 на нижней стороне рельсового профиля. В частности, упомянутый зазор в направляющем элементе 21 может быть точно адаптирован в положении к внешнему контуру светового канала 36, в результате чего упомянутый световой канал 36 направляют или удерживают на направляющем элементе 21, таким образом улучшается крепление системы датчиков к направляющему элементу 21. В данном случае также возможно предоставить соединение путем фрикционного зацепления или связывания веществ, например посредством адгезионного связывания, для дальнейшего улучшения крепления светового канала 36. Световой канал 36, прикрепленный таким образом к направляющему элементу 21, одновременно служит в качестве защиты фото датчика.
В проезжую часть 22 вдоль контактов 33 полосы встроены окна 29 датчиков, которые закрыты светопрозрачными элементами 31, см. фигуру 2. Упомянутые блоки 20 датчиков расположены под проезжей частью 22, так что ось 32 обнаружения блоков 20 датчиков проходит через упомянутые окна 29 датчиков.
Предустановленный блок, содержащий общий направляющий элемент 21 и блоки 20 датчиков, установленные на нем, можно толкать от края 23 проезжей части в поперечном направлении относительно проезжей части 22, под ней, при этом блоки 20 датчиков становятся точно расположенными в положении под проезжей частью 22 в области окон 29 датчиков, как изображено на фигурах 2.
При помощи упомянутых оптических средств обнаружения 30 можно обнаружить описанным в начале образом факт и время прохождения гоночного транспортного средства над окном 29 датчика. В зависимости от формы оптических средств обнаружения 30 также может быть обнаружена дальнейшая информация. Если упомянутые оптические средства обнаружения 30 выполнены в виде считывающего устройства 35 штрих-кодов, то можно обнаружить штрих-код, прикрепленный к нижней части транспортных средств.
Считывающее устройство 35 штрих-кодов может быть выполнено в виде ПЗС-сканера, которым можно сразу обнаружить плоский линейный сегмент штрих-кода на всей его ширине. С данной целью код подсвечивают светодиодами. В зависимости от яркости или темноты штрих-код отражается на ПЗС или линию фотодиодов. Устройство обнаружения расшифровывает данные линии и промежутки штрих-кода и, как следствие, информацию, содержащуюся в нем.
Считывающее устройство 35 штрих-кодов может быть выполнено в виде лазерного сканера, при этом возможно направлять один или более лазерных лучей на штрих-код и проводить в линейной форме над штрих-кодом на большой скорости с помощью колеблющегося зеркала, зеркального барабана или других оптических систем. Свет, отраженный от штрих-кода светлыми и темными линиями с большей или меньшей силой, затем обнаруживают оптической системой и преобразуют в электрические сигналы с помощью фотодиода и оценивают.
В качестве альтернативы или дополнения так называемые считывающие устройства радиочастотной идентификации или считывающие устройства штрих-кодов также предпочтительно могут быть установлены на печатной плате 28 для того, чтобы обеспечить возможность считывания микросхемы радиочастотной идентификации или штрих-кода, прикрепленных к транспортным средствам, когда транспортные средства проезжают над окном 29 датчика. Преимущественно, в данном случае операция считывания может быть инициирована при обнаружении прохождения транспортного средства оптическими средствами обнаружения 30. В качестве альтернативы или дополнения дополнительные датчики, такие как, например, индуктивные датчики, также могут быть присоединены на упомянутой печатной плате 28 для того, чтобы предоставить возможность обнаружения приближения транспортного средства или дистанцию до него. Подобные дополнительные датчики, в частности, могут быть расположены впереди и/или сзади упомянутых оптических средств обнаружения 30, как видно в направлении движения.