Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Position eines Arbeitsgeräts

Abstract

 Eine Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines Arbeitsgeräts (1) in einem vorgegebenen Gebiet (2) weist wenigstens zwei getrennt von dem Arbeitsgerät (1) und getrennt voneinander an jeweils einem bekannten Ort anordenbare Rotationslaser (3, 4) zum Erzeugen jeweils eines um eine Vertikalachse rotierenden Lichtstrahls auf. An dem Arbeitsgerät (1) ist eine Lichtempfangseinrichtung (5) zum temporären Empfangen der Lichtstrahlen vorgesehen. Mit den Rotationslasern (3, 4) und der Lichtempfangseinrichtung (5) ist eine Auswerteeinrichtung (7) gekoppelt, mit der die aktuelle Position der Lichtempfangseinrichtung (5) und damit des Arbeitsgeräts (1) bestimmbar ist, und zwar aufgrund der bekannten Orte, an denen die Rotationslaser (3, 4) angeordnet sind, und aufgrund der Zeitpunkte, zu denen die Lichtempfangseinrichtung (5) jeweils die Lichtstrahlen von den Rotationslasern (3,4) empfängt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen der aktuellen Position eines Arbeitsgeräts, insbesondere eines Baugeräts wie z.B. einer Vibrationsplatte auf einer Baustelle.

[0002] Es ist bekannt, die aktuelle Position eines Objektes in einem Inertialsystem (Erdkoordinatensystem) mit Hilfe von GPS (Global Positioning System) zu ermitteln. Daneben sind auch sehr kostenintensive Systeme mittels Laserverfolgung bekannt.

[0003] Das GPS-System verlangt den Empfang von Signalen von mehreren Satelliten. Daher funktioniert es meist nur in weitgehend offenem Gelände mit befriedigender Genauigkeit. Durch verschiedene Hilfsmittel lässt sich die Qualität der GPS-Systeme und damit die Genauigkeit der ermittelten Position verbessern. Dazu gehört z.B. die zusätzliche Auswertung der russischen GLONASS-Satelliten, die Reduktion von Mehrwegseffekten mittels Signalprozessierung oder das Aufstellen eines phasendifferenziellen Korrektursenders auf einem geodätisch ausgemessen Punkt. Mit Hilfe statistischer Verfahren lassen sich die Messungen weiter verbessern. Jedoch beträgt die Wiederholfrequenz der GPS-Signale lediglich eine Sekunde. Wenn sich das zu bestimmende Objekt während dieser Zeit reproduzierbar bzw. prognostizierbar bewegt, können dessen Positionskoordinaten interpoliert werden, um den Ort des Objekts auch innerhalb dieses Zeitraums von einer Sekunde mit hinreichender Genauigkeit zu bestimmen.

[0004] Wenn sich jedoch das zu überwachende Objekt auf nicht nachvollziehbaren, eher zufälligen Bahnen mit Wechselbewegungsrichtungen und -geschwindigkeiten bewegt, ist eine statistische Auswertung kaum noch möglich. Eine Ermittlung der aktuellen Position in Echtzeit wird damit unmöglich.

[0005] Aus der DE 103 17 160 A1 ist ein System zur automatischen Durchführung und Überwachung einer Bodenverdichtung mit Hilfe einer Vibrationsplatte bekannt. Ein zentraler Aspekt des Systems ist es, dass die aktuelle Position der Bodenverdichtungsvorrichtung erfasst und mit einem vorgegebenen Weg abgeglichen wird. Um das zu verdichtende Bodengebiet zuverlässig an allen Stellen überfahren zu können, ist es unabdingbar, dass die aktuelle Position der Bodenverdichtungsvorrichtung mit ausreichender Genauigkeit und möglichst in Echtzeit bestimmt werden kann. Die mit GPS-Systemen auf bewegten Objekten erreichbare Genauigkeit von bestenfalls ein bis zwei Metern reicht hierbei nicht aus, da die Arbeitsbreite einer typischen Vibrationsplatte kleiner als ein Meter ist.

[0006] Für eine flächendeckende Verdichtungskontrolle ist es daher erforderlich, die Position der zu überwachenden Bodenverdichtungsvorrichtung (insbesondere einer Vibrationsplatte) mit einer Genauigkeit von ± 0,1 m zu bestimmen. Soll zudem die Bodenverdichtung mit Hilfe eines entsprechenden Systems automatisiert erfolgen, wird sogar eine Genauigkeit von 0,02 m bis 0,05 m benötigt. Zusätzlich ist die Erkennung der aktuellen Ausrichtung der Bodenverdichtungsvorrichtung wünschenswert.

[0007] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen der Position eines Arbeitsgeräts anzugeben, mit dem die Position mit weit höherer Genauigkeit bestimmt werden kann, als dies mit bekannten Systemen möglich ist.

[0008] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Vorrichtungen nach den Ansprüchen 1 und 2 sowie durch Verfahren nach den Ansprüchen 14 und 15 gelöst.

[0009] Eine Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines Arbeitsgeräts in einem vorgegebenen Gebiet weist wenigstens zwei getrennt von dem Arbeitsgerät sowie getrennt voneinander an jeweils einem bekannten Ort anordenbare Lichtsendeeinrichtungen zum Erzeugen jeweils eines um eine Vertikalachse rotierenden Lichtstrahls auf. Weiterhin ist eine an dem Arbeitsgerät anordenbare Lichtempfangseinrichtung zum temporären Empfangen der Lichtstrahlen und eine mit den Lichtsendeeinrichtungen und der Lichtempfangseinrichtung gekoppelte Auswerteeinrichtung vorgesehen, zum Bestimmen der aktuellen Position der Lichtempfangseinrichtung und damit des Arbeitsgeräts aufgrund der bekannten Orte, an denen die Lichtsendeeinrichtungen angeordnet sind, und aufgrund der Zeitpunkte, zu denen die Lichtempfangseinrichtung jeweils die Lichtstrahlen von den Lichtsendeeinrichtungen empfängt.

[0010] Somit sind getrennt von dem Arbeitsgerät wenigstens zwei Lichtsendeeinrichtungen vorgesehen. Die Lichtsendeeinrichtungen können z.B. am Rand oder auch außerhalb des zu überwachenden, vorgegebenen Gebiets angeordnet sein. Ihr genauer Standort sollte mit größtmöglicher Präzision, z.B. geodätisch bestimmt werden.

[0011] Die Lichtsendeeinrichtungen erzeugen jeweils einen rotierenden Lichtstrahl, der zumindest das vorgegebene Gebiet, in dem sich das Arbeitsgerät im Betrieb bewegen soll, überstreicht.

[0012] Auf diese Weise wird erreicht, dass das Arbeitsgerät wechselweise von beiden Lichtstrahlen erfasst wird. Dabei ist es zweckmäßig, wenn sichergestellt ist, dass das Arbeitsgerät nie exakt gleichzeitig von beiden Lichtstrahlen der beiden Lichtsendeeinrichtungen bestrahlt wird.

[0013] Die auf dem Arbeitsgerät vorgesehene Lichtempfangseinrichtung detektiert jeweils den Empfang des Lichtstrahls, der aktuell (kurzzeitig) über das Arbeitsgerät und damit über die Lichtempfangseinrichtung streicht.

[0014] Aufgrund der Zeitpunkte, zu denen die beiden Lichtstrahlen empfangen werden und anhand der bekannten Orte, an denen die beiden Lichtsendeeinrichtungen positioniert sind, bzw. aufgrund der Relativstellung der beiden Lichtsendeeinrichtungen zueinander, kann die Auswerteeinrichtung z.B. mit Hilfe des bekannten Triangulationsverfahrens den aktuellen Ort der Lichtempfangseinrichtung und damit auch des Arbeitsgeräts bestimmen.

[0015] Zweckmäßig ist es, wenn die Lichtstrahlen mit einer höheren Frequenz als 1 s^-1 rotieren, um mehrmals pro Sekunde den genauen Aufenthaltsort des Arbeitsgerät festzustellen.

[0016] Bei einer alternativen Ausführungsform sind die Lichtsendeeinrichtung und die Lichtempfangseinrichtung vertauscht. In diesem Fall ist lediglich eine Lichtsendeeinrichtung vorgesehen, die jedoch auf dem Arbeitsgerät angeordnet ist und einen um die Vertikalachse rotierenden Lichtstrahl abgibt. Getrennt von dem Arbeitsgerät und getrennt voneinander sind an jeweils einem bekannten Ort, z.B. am Rand des vorgegebenen Gebiets, wenigstens zwei Lichtempfangseinrichtungen vorgesehen, die den Lichtstrahl von der Lichtsendeeinrichtung temporär empfangen können. Die Auswerteeinrichtung ist mit den Lichtempfangseinrichtungen und der Lichtsendeeinrichtung gekoppelt, um in analoger Weise wie bei der weiter oben beschriebenen Variante die aktuelle Position der Lichtsendeeinrichtung und damit des Arbeitsgeräts aufgrund der bekannten Orte und aufgrund der Zeitpunkte, zu denen die Lichtempfangseinrichtungen jeweils den Lichtstrahl von der Lichtsendeeinrichtung empfangen, zu bestimmen.

[0017] Die Auswerteeinrichtung kann am Arbeitsgerät selbst, aber auch räumlich getrennt von dem Arbeitsgerät vorgesehen sein, wobei eine Datenübertragungseinrichtung zwischen der Lichtempfangseinrichtung (bzw. bei der alternativen Ausführungsform zwischen den Lichtempfangseinrichtungen) und der Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, zum Übertragen von Informationsparametern, die die Lichtempfangseinrichtung bei Empfangen des jeweiligen Lichtstrahls empfängt. Die Auswerteeinrichtung kann darüber hinaus auch mit der einen Lichtsendeeinrichtung oder den mehreren Lichtsendeeinrichtungen gekoppelt sein, wie später noch erläutert wird.

[0018] Die Auswerteeinrichtung erhält somit die Angaben, die notwendig sind, um z.B. mit dem Triangulationsverfahren die aktuelle Position des Arbeitsgeräts präzise zu bestimmen. Zu diesem Zweck ist die Auswerteeinrichtung auch in der Lage, aus den jeweiligen Zeitpunkten, zu denen die Lichtempfangseinrichtung ein Lichtsignal empfängt, geeignete Winkel - z.B. in der Horizontalebene - zu bestimmen, auf deren Grundlage das Triangulationsverfahren durchgeführt werden kann. Die Winkel können in Bezug auf ein absolutes Koordinatensystem (z.B. Erdkoordinatensystem) oder auch in Bezug auf ein relatives Koordinatensystem (z.B. Gerätekoordinatensystem oder individuelles Koordinatensystem für jede Lichtsendeeinrichtung) definiert werden.

[0019] Die von der Lichtempfangseinrichtung beim Auftreffen des Lichtstrahls empfangbaren Informationsparameter können ausgewählt werden aus der Gruppe Lichtempfangssignal, Zeitinformation oder Kennung.

[0020] Als Lichtempfangssignal wird in dem Moment ein Signal generiert, wenn aktuell ein Lichtstrahl durch die Lichtempfangseinrichtung empfangen wird. Wenn der Lichtstrahl hell oder stark genug ist, wird er von der Lichtempfangseinrichtung detektiert, die daraufhin das Lichtempfangssignal generiert. Bei direkter Kopplung mit der Auswerteeinrichtung kann die Auswerteeinrichtung somit exakt den Zeitpunkt feststellen, zu dem ein Lichtstrahl auf die Lichtempfangseinrichtung auftrifft.

[0021] Als Zeitinformation kann ein Signal übermittelt werden, das Zeitangaben, z.B. in einem absoluten Zeitsystem, an die Auswerteeinrichtung übermittelt. Dazu gehört insbesondere der exakte Zeitpunkt, zu dem die Lichtempfangseinrichtung ein Auftreffen eines Lichtstrahls festgestellt hat. In diesem Fall enthält die Lichtempfangseinrichtung ein eigenes Zeitglied, mit dem die gewünschte Zeitinformation generiert und danach an die Auswerteeinrichtung gesendet werden kann.

[0022] Ebenso ist es möglich, eine Kennung des jeweils empfangenen Lichtstrahls zu übermitteln. So können sämtliche Lichtstrahlen gleichermaßen oder aber auch jeder Lichtstrahl individuell mit einer eigenen Kennung versehen werden. Die Kennung kann darin bestehen, dass der Lichtstrahl aus einer bestimmten Sequenz von Lichtstrahlen (z.B. Laserimpulsen) besteht. Es ist aber auch möglich, Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen auszusenden, so dass aufgrund der Unterschiedlichkeit der Wellenlängen festgestellt werden kann, von welcher Lichtsendeeinrichtung der jeweilige Lichtstrahl stammt.

[0023] Der Lichtstrahl kann punktstrahlförmig oder vertikal-fächerförmig ausgebildet sein. Wenn der Lichtstrahl punktstrahlförmig ist, ist es erforderlich, am Empfänger eine ausreichend große Detektionsfläche vorzusehen, um sicherzustellen, dass der Lichtstrahl auch bei jedem Umlauf die Lichtempfangseinrichtung trifft. Aus diesem Grund kann es zweckmäßiger sein, den Lichtstrahl vertikal-fächerförmig abzustrahlen, um einen ausreichend hohen Raum oberhalb von dem zu überfahrenden Gebiet zu bestrahlen. Wenn der Lichtstrahl als vertikales Lichtband aufgefächert ist, genügt es, wenn der Empfänger punktförmig ist.

[0024] Wenn hingegen der Lichtstrahl als Punktstrahl ausgebildet ist, dann müssen die Empfänger eine vertikale Ausdehnung aufweisen. Wenn der Ort, an dem der Lichtstrahl auf den Empfänger auftrifft, bestimmbar ist, lässt sich daraus auch eine Höheninformation über das relative Höhenverhältnis zwischen Lichtsendeeinrichtung und Lichtempfangseinrichtung generieren.

[0025] Die Lichtsendeeinrichtung kann eine Rotationslasereinrichtung aufweisen, um den rotierenden Lichtstrahl zu erzeugen.

[0026] Ergänzend oder alternativ kann der umlaufende Lichtstrahl auch durch eine oder mehrere rotierende Lichtquellen (Laser, Diodenzeilen), einen oder mehrere umlaufende Spiegel oder eine oder mehrere umlaufende Linsen erzeugt werden. Ebenso ist es möglich, nacheinander am Umfang verteilte Lichtquellen ein- und auszuschalten, um jeweils gebündelte Lichtstrahlen zu erzeugen, die durch geschicktes Ein- und Ausschalten einen Umlaufeffekt bewirken. Dadurch entsteht ein scheinbar kontinuierlich umlaufender Strahl.

[0027] Die Umlauffrequenz der beiden Lichtstrahlen ist bei dieser Variante gleich. Bei einer anderen Ausführungsform können die Umlauffrequenzen auch unterschiedlich eingestellt werden, wobei es zweckmäßig ist, die Frequenz bzw. Umlaufzeit eines jeweiligen Lichtstrahls an einer Primzahl zu orientieren, um möglichst wenige undefinierte Zustände entstehen zu lassen, die durch das gleichzeitige Auftreten von zwei Lichtstrahlen auf die Lichtempfangseinrichtung hervorgerufen werden können.

[0028] Die Lichtempfangseinrichtung kann einen Reflektor, einen Transponder und/oder einen Empfänger (z.B. einen Fotodetektor) aufweisen, zum Erzeugen eines den Informationsparameter repräsentierenden Signals.

[0029] Wenn die Lichtempfangseinrichtung lediglich durch einen oder mehrere Reflektoren (z.B. Katzenaugen) gebildet wird, muss an der Lichtsendeeinrichtung eine weitere Lichtempfangseinrichtung vorgesehen sein, die den von dem Reflektor reflektierten Lichtstrahl empfängt und die notwendige Information an die Auswerteeinrichtung weitergibt. In diesem Fall soll definitionsgemäß die Lichtempfangseinrichtung sowohl aus dem Reflektor als auch aus dem räumlich getrennt von dem Reflektor vorgesehenen eigentlichen lichtempfindlichen Element bestehen. Da der Reflektor in diesem Fall an dem Arbeitsgerät angeordnet ist, ist diese Anordnung im Sinne von Anspruch 1 derart zu verstehen, dass die Lichtempfangseinrichtung an dem Arbeitsgerät angeordnet ist. Es ist für diesen Fall unschädlich, dass die Lichtempfangseinrichtung noch weitere Komponenten (lichtempfindliches Element z.B. an der jeweiligen Lichtsendeeinrichtung) aufweist, die nicht an dem Arbeitsgerät angeordnet sind.

[0030] Die Lichtempfangseinrichtung kann auch durch einen oder mehrere Transponder gebildet werden, die sofort nach Empfang eines Lichtstrahls ein Signal (Informationsparameter) absetzen. Dieses Signal kann gegebenenfalls mit einer Kennung versehen werden. Das Signal kann in Form eines Lichtimpulses, jedoch aber auch als Funk- oder Infrarotsignal an die Auswerteeinrichtung übermittelt werden.

[0031] Schließlich können auch ein oder zwei Empfänger an der Lichtempfangseinrichtung vorgesehen sein, die das Auftreffen des Lichtstrahls detektieren und entsprechend verarbeiten, wie oben bereits beschrieben ist.

[0032] An dem Arbeitsgerät können zwei Lichtempfangseinrichtungen vorgesehen sein, wobei in diesem Fall die Auswerteeinrichtung ausgebildet sein kann zum Bestimmen einer Ausrichtung der Lichtempfangseinrichtungen und damit des Arbeitsgeräts über Grund aufgrund der von den beiden Lichtempfangseinrichtungen empfangenen Lichtstrahlen. In diesem Fall sind somit zwei Lichtsendeeinrichtungen vorgesehen, die jeweils einen Lichtstrahl über das zu überwachende Gebiet streifen lassen. Der jeweilige Lichtstrahl wird durch die beiden Lichtempfangseinrichtungen erfasst. Aufgrund der unterschiedlichen Zeit- und Winkelinformationen lässt sich präzise die Ausrichtung der beiden Lichtempfangseinrichtungen und damit auch des diese tragenden Arbeitsgeräts bestimmen. Die Ausrichtung des Arbeitsgeräts ermöglicht es, z.B. bei einer automatischen Steuerung einer Vibrationsplatte präzisere Steuerkommandos automatisch zu generieren.

[0033] Es kann eine Synchronisiereinrichtung zum Synchronisieren der Auswerteeinrichtung mit - gemäß der einen Variante - der an dem Arbeitsgerät anordenbaren Lichtsendeeinrichtung oder - gemäß der anderen Variante - den getrennt von dem Arbeitsgerät anordenbaren Lichtsendeeinrichtungen vorgesehen sein.

[0034] Um den aktuellen Ort des Arbeitsgeräts bestimmen zu können, ist es erforderlich, dass die Lichtsendeeinrichtungen und die Auswerteeinrichtung miteinander synchronisiert sind. Die Synchronisierung der Lichtsendeeinrichtungen und der Auswerteeinrichtung sowie unter Umständen auch der Lichtempfangseinrichtung ist wichtig, um die z.B. für das Triangulationsverfahren wichtigen Winkel präzise bestimmen zu können. Für die Synchronisation ist in der Regel die Definition eines Referenzsystems erforderlich, wobei sich z.B. die beiden Lichtsendeeinrichtungen auch auf einander beziehen können.

[0035] Als sogenannter "Nullwinkel" für die Ausgabe eines Synchronisierungssignals kann z.B. eine Himmelsrichtung oder ein anfänglich eingestellter Winkel festgelegt werden. Immer dann, wenn der Lichtstrahl die vorgegebene Himmelsrichtung einnimmt oder der voreingestellte Winkel passiert wird, wird das Synchronisierungssignal durch die Lichtsendeeinrichtung erzeugt und an die Auswerteeinrichtung übermittelt.

[0036] Ebenso ist es möglich, die Passage des Lichtstrahls an der jeweils anderen, gegenüber liegenden Lichtsendeeinrichtung zu detektieren, so dass sich die Lichtsendeeinrichtungen gegeneinander referenzieren.

[0037] Ergänzend oder alternativ kann auch das Passieren des Lichtstrahls an einem anderen Referenzort erfasst und als Nullwinkel bestimmt werden.

[0038] Mit Hilfe der Auswerteeinrichtung ist es dann möglich, den Winkel zu erfassen, den der Lichtstrahl zwischen dem Nullwinkel und dem Bestrahlen der Lichtempfangseinrichtung überstreicht. Da auf diese Weise die Winkel von beiden Lichtsendeeinrichtungen bestimmt werden, lässt sich - unter Berücksichtigung der bekannten Positionen der Lichtsendeeinrichtungen - der Ort der Lichtempfangseinrichtung und damit des Arbeitsgeräts bestimmen.

[0039] Die vorstehende Beschreibung der Synchronisiereinrichtung und des zugehörigen Synchronisierverfahrens bezieht sich auf eine Anordnung, bei der zwei Lichtsendeeinrichtungen eine Lichtempfangseinrichtung bestrahlen. Bei anderen Anordnungen, bei der z.B. eine einzige Lichtquelle (Lichtsendeeinrichtung) einen rotierenden Lichtstrahl erzeugt, der von mehreren Lichtempfangseinrichtungen erfasst wird, ist entsprechend ebenfalls eine Synchronisierung zwischen der Lichtsendeeinrichtung und der Auswerteeinrichtung erforderlich, um die jeweiligen Winkel bestimmen zu können.

[0040] Die Synchronisiereinrichtung ist insbesondere zum Ausführen von wenigstens einer der folgenden Maßnahmen ausgebildet:

• Ausrichten der Lichtstrahlen aller Lichtsendeeinrichtungen derart, dass sie stets parallel zueinander ausgerichtet sind. Dabei werden z.B. die Lichtsendeeinrichtungen exakt mit gleicher Drehgeschwindigkeit betrieben und zwar so, dass die Lichtstrahlen immer exakt in die gleiche Richtung strahlen, also parallel zueinander verlaufen. Bei entsprechender Anordnung in Bezug auf das zu überwachende Gebiet ist es sichergestellt, dass die Lichtstrahlen nie gleichzeitig auf die Lichtempfangseinrichtung auftreffen können.
• Bestimmen einer jeweiligen Relativposition des Lichtstrahls zu der ihn aussendenden Lichtsendeeinrichtung und Bestimmen einer Relativposition dieses Lichtstrahls über Grund aufgrund einer vorbekannten Ausrichtung der Lichtsendeeinrichtung über Grund. Hierbei ist die jeweilige Relativstellung des Lichtstrahls in Bezug auf das Gehäuse der Lichtsendeeinrichtung bekannt. Wenn das Gehäuse an dem bekannten Ort in der entsprechenden Weise ausgerichtet wird, lässt sich dementsprechend auch immer die Richtung des Lichtstrahls in Bezug auf diesen Ort feststellen.
• Vorgeben der Reihenfolge der Lichtstrahlen beim Auftreffen auf die Lichtempfangseinrichtung und Ansteuern der Lichtsendeeinrichtungen derart, dass die vorgegebene Reihenfolge stets eingehalten wird. Hierbei werden die Lichtsendeeinrichtungen z.B. durch die Auswerteeinrichtung derart angesteuert, dass während eines Messzyklus stets der Lichtstrahl der einen Lichtsendeeinrichtung kurz vor dem Lichtstrahl der anderen Lichtsendeeinrichtung auf die Lichtempfangseinrichtung auftrifft. Auf diese Weise ist eine eindeutige Zuordnung zwischen den empfangenen Lichtstrahlen und den Lichtsendeeinrichtungen möglich. Somit wird der Fehler, der sich durch einen Ortswechsel des Arbeitsgeräts zwischen den Auftreffzeitpunkten der verschiedenen Lichtstrahlen auf der jeweiligen Empfangseinrichtung ergeben kann, reduziert.

[0041] Die Synchronisierung der Sendeeinrichtungen ist auch dadurch möglich, dass der Lichtstrahl von einer Sendeeinrichtung auf die andere Sendeeinrichtung auftrifft und dort detektiert wird. Auf diese Weise lässt sich die zwischen den beiden Lichtsendeeinrichtungen verlaufende Achse bestimmen, so dass später der Drehwinkel des rotierenden Lichtstrahls bezüglich dieser Achse verfolgt werden kann.

[0042] Die Auswerteeinrichtung kann eine Korrektureinrichtung aufweisen, zum Korrigieren der aufgrund der Auswertung der erfassten Lichtstrahlen aktuell bestimmten Position des Arbeitsgeräts mit Hilfe von wenigstens einer der folgenden Maßnahmen:

• Vergleichen der aktuell bestimmten Position mit der davor zuletzt bestimmten Position; daraus Bestimmen der aktuellen Fortbewegungsgeschwindigkeit und/oder Fortbewegungsrichtung des Arbeitsgeräts; Hochrechnen einer Veränderung der Position des Arbeitsgeräts unter Berücksichtigung der aktuellen Fortbewegungsgeschwindigkeit und/oder Fortbewegungsrichtung sowie eines Zeitverzugs seit dem letzten Bestimmen der aktuellen Position. Bei dieser Maßnahme wird somit differenziell die Fortbewegungsgeschwindigkeit und gegebenenfalls auch die Fortbewegungsrichtung des Arbeitsgeräts ermittelt. Daraus kann die weitere Bewegung des Arbeitsgeräts wenigstens grob prognostiziert werden, so dass die soeben aktuell bestimmte, aber doch schon in der Vergangenheit liegende Position des Arbeitsgeräts korrigiert werden kann. Geht man davon aus, dass eine Vibrationsplatte z.B. auf 10 cm präzise geführt werden muss, kann hierdurch eine wertvolle Verbesserung der Positionsbestimmungsgenauigkeit erreicht werden.
• Hochrechnen einer Veränderung der Position unter Berücksichtigung der aktuellen Maschinendaten des Arbeitsgeräts. Bei dieser Variante ist eine zusätzliche Maschinendatenerfassungseinrichtung erforderlich, mit der wesentliche Maschinenparameter erfasst werden können, die für die Fortbewegung des Arbeitsgeräts von Bedeutung sind. Hierzu gehören z.B. die Parameter Motordrehzahl, Schwingungsfrequenz, Schwingungsamplitude, Lenkverhalten (z.B. unsymmetrische Ansteuerung bei lenkfähigen Schwingungserregern); andere Lenkmaßnahmen.
• Hochrechnen der tatsächlichen aktuellen Position aufgrund der durch die Auswertung der erfassten Lichtstrahlen aktuell bestimmten Position und unter Berücksichtigung der bisherigen Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung des Arbeitsgeräts und unter Berücksichtigung von einer durch einen an dem Arbeitsgerät vorgesehenen Bewegungssensor erfassten Bewegungsänderung. Bei dieser Variante wird somit zunächst die aktuelle Position des Arbeitsgeräts mit Hilfe der Lichtstrahlen in der oben beschriebenen Weise bestimmt. Darüber hinaus kann auf dem Arbeitsgerät wenigstens ein Bewegungssensor vorgesehen sein, der die Bewegung des Arbeitsgeräts erfasst. Ein derartiger Bewegungssensor kann z.B. als Beschleunigungsgeber, Drehratengeber, Neigungssensor und/oder Kompass ausgebildet sein. Die von dem Bewegungssensor erfasste Änderung des Arbeitsgeräts, z.B. eine Richtungsänderung oder eine Drehung, wird zur Korrektur genutzt, um Fehler, die sich dadurch ergeben, dass die Lichtstrahlen zu verschiedenen Zeitpunkten die verschiedenen Empfangseinrichtungen erfassen, auszugleichen.

[0043] Generell kann es also sinnvoll sein, die Bewegung des Arbeitsgeräts zwischen den jeweiligen Auftreffzeitpunkten der Lichtstrahlen auf den oder die Empfänger zu berücksichtigen und daraus eine entsprechende Korrektur der ermittelten Position des Arbeitsgeräts abzuleiten. Durch die Fortbewegung des Arbeitsgeräts in Verbindung mit den unterschiedlichen Auftreffzeitpunkten der Lichtstrahlen auf den jeweiligen Empfänger könnte anderenfalls ein die Messgenauigkeit beeinträchtigender Fehler bewirkt werden.

[0044] Bei einer Variante können drei Lichtsendeeinrichtungen oder drei Lichtempfangseinrichtungen vorgesehen sein, die in den Eckpunkten eines wenigstens einen Teil des vorgegebenen Gebiets umschreibenden Dreiecks, insbesondere eines rechtwinkligen Dreiecks angeordnet sind. Durch das Bereitstellen einer dritten Lichtsendeeinrichtung oder - bei der oben bereits genannten Prinzipumkehr - von einer dritten Lichtempfangseinrichtung, die jeweils senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen den beiden anderen Einrichtungen angeordnet ist, können auch "tote Winkel" überwacht werden, die bei Verwendung von nur zwei Lichtsende- oder Lichtempfangseinrichtungen auftreten können. Dies sind insbesondere sehr spitze oder stumpfe Winkel zu der Verbindungslinie in der jeweiligen Einrichtung.

[0045] Die Aufstellung der beiden Sendeeinrichtungen sollte nicht derart erfolgen, dass das zu erkennende Objekt die Verbindungslinie überfährt oder annähert, da dann eine Triangulierung nicht möglich bzw. eine Positionsbestimmung nur ungenau wird. Falls dies nicht vermeidbar ist, wird die dritte Lichtsendeeinrichtung zweckmäßig sein. Der Einsatz von mehr als zwei Lichtsendeeinrichtungen bietet zudem den Vorteil, dass Abschattungen durch Personen oder Gegenstände im Überwachungsraum zum Teil kompensiert werden können.

[0046] Schließlich werden auch zwei Verfahren angegeben, mit denen die Position eines Arbeitsgeräts in einem vorgegebenen Gebiet bestimmt werden kann. Die Verfahren betreffen jeweils die Arbeitsweise der beiden unterschiedlichen Prinzipvarianten, bei denen Licht entweder von außen auf das Arbeitsgerät oder von dem Arbeitsgerät selbst abgestrahlt wird.

[0047] Die von der Auswerteeinrichtung bestimmte Position des Arbeitsgeräts kann in verschiedener Weise genutzt werden. So ist es möglich, die aktuelle Position und damit die Bewegung des Arbeitsgeräts zu protokollieren und zu dokumentieren, um z.B. den Verdichtungsfortschritt oder die Verdichtungsarbeit zu einem späteren Zeitpunkt verfolgen und nachweisen zu können. Ebenso ist es möglich, das Arbeitsgerät automatisiert innerhalb des vorgegebenen Gebiets zu führen und zu bewegen, um auf diese Weise das gesamte Gebiet zu überfahren. Dies ist z.B. dann vorteilhaft, wenn es sich bei dem Arbeitsgerät um eine Vibrationsplatte zur Bodenverdichtung handelt, die ein vorgegebenes Gebiet automatisch überfahren und verdichten soll.

[0048] Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

den prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines Arbeitsgeräts; und

Fig. 2

eine Skizze zum Erläutern des Verfahrens zur Positionsbestimmung.

[0049] Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines Arbeitsgeräts in einem vorgegebenen Gebiet.

[0050] Das Arbeitsgerät wird in diesem Fall durch eine Vibrationsplatte 1 repräsentiert, die innerhalb eines vorgegebenen Gebiets 2 derart verfahren werden soll, dass sie nach und nach die gesamte Fläche des Gebiets 2 überfährt und somit eine gleichmäßige Bodenverdichtung bewirkt. Zu diesem Zweck kann die Vibrationsplatte 1 z.B. mit der Bewegungsrichtung X in dem Gebiet 2 bewegt werden.

[0051] Die Vibrationsplatte 1 kann in bekannter Weise z.B. einen Zwei-Wellen-Schwingungserreger aufweisen. Zudem sollte sie lenkbar sein, um das Rangieren in dem vorgegebenen Gebiet 2 zu ermöglichen.

[0052] Wird die Positionsbestimmungsvorrichtung lediglich dazu genutzt, den Bewegungsweg der Vibrationsplatte 1 zu protokollieren, kann diese auch durch einen Bediener z.B. mit Hilfe einer Deichsel handgeführt werden.

[0053] Ebenso ist es möglich, dass die Vibrationsplatte 1 mit Hilfe einer Fernsteuerung oder auch mit Hilfe einer automatischen Steuerung gelenkt wird.

[0054] Außerhalb des vorgegebenen Gebiets 2 sind ein als erste Lichtsendeeinrichtung dienender Rotationslaser 3 sowie ein ebenso als Lichtsendeeinrichtung dienender Rotationslaser 4 angeordnet. Die beiden Rotationslaser 3, 4 sollten dabei derart zueinander stehen, dass es in jedem Fall ausgeschlossen ist, dass die Vibrationsplatte 1 eine Verbindungslinie (Linie AB in Fig. 2) zwischen den beiden Rotationslasern 3, 4 überfahren kann. Dies wird z.B. dadurch erreicht, dass die beiden Rotationslaser 3, 4 auf einer Seite des vorgegebenen Gebiets 2 angeordnet sind, wie in Fig. 1 gezeigt.

[0055] Jeder der Rotationslaser 3, 4 erzeugt einen rotierenden Laser- bzw. Lichtstrahl 3a bzw. 4a. Die Lichtstrahlen 3a, 4a werden zumindest in der Art generiert, dass sie das gesamte vorgegebene Gebiet 2 überstreichen. Das bedeutet, dass dann, wenn die jeweilige Lichtsendeeinrichtung 3, 4 aufgrund der Rotation in eine andere Richtung als auf das vorgegebene Gebiet 2 strahlt, die Erzeugung des jeweiligen Lichtstrahls 3a, 4a unterbrochen werden kann.

[0056] Im gezeigten Beispiel werden als Lichtsendeeinrichtungen die beiden Rotationslaser 3, 4 gezeigt. Selbstverständlich ist es möglich, die gewünschten rotierenden Lichtstrahlen auch mit anderen technischen Maßnahmen, z.B. mit Hilfe von rotierenden Scheinwerfern, rotierenden Spiegeln, rotierenden Leuchtdiodenfeldern oder mit umlaufend nacheinander geschalteten Lichtquellen zu generieren.

[0057] Die Rotationslaser 3, 4 sind mit möglichst großer Genauigkeit an Punkten positioniert, die vorher präzise, z.B. von einem Geodäten, eingemessen wurden. Auf diese Weise ist ein eindeutiger Bezug der später zu ermittelnden Positionsdaten der Vibrationsplatte 1 zu den geografischen Daten gewährleistet.

[0058] Die Rotationslaser können zudem das heutzutage verhältnismäßig preiswerte Laserentfernungsmessverfahren einsetzen.

[0059] Im Zuge der Rotation jedes Lichtstrahls 3a, 4a trifft dieser zu einem bestimmten Zeitpunkt auch auf die Vibrationsplatte 1, nämlich wenn der Lichtstrahl 3a die Strahlrichtung 3b und der Lichtstrahl 4a die Strahlrichtung 4b einnimmt.

[0060] Auf der Vibrationsplatte 1 ist ein als Lichtempfangseinrichtung dienender Empfänger 5 vorgesehen, der das Auftreffen des jeweiligen Lichtstrahls 3a, 4a detektiert.

[0061] Der Empfänger 5 ist derart ausgebildet, dass er bei Empfangen eines Lichtstrahls 3a, 4a ein entsprechendes Informationssignal 6 an eine Auswerteeinrichtung 7 aussendet. Mit dem Informationssignal 6 erhält die Auswerteeinrichtung 7 eine Information darüber, zu welchem Zeitpunkt ein Lichtstrahl von dem Empfänger 5 detektiert wurde. Darüber hinaus kann das Informationssignal auch Informationen dazu enthalten, von welchem Rotationslaser 3, 4 der Lichtstrahl stammt. Zu diesem Zweck können z.B. die Lichtstrahlen 3a, 4a eine geeignete Kennung (Lichtpulse bzw. -sequenzen, unterschiedliche Lichtfarben etc.) enthalten.

[0062] Das Informationssignal 6 kann in geeigneter Weise, z.B. per Funk- oder Infrarotstrecke zu der Auswerteeinrichtung 7 übermittelt werden.

[0063] Die Auswerteeinrichtung 7 ist in der Lage, aufgrund des Zusammenspiels der beiden Lichtstrahlen 3a, 4a und des Zeitpunkts ihres Auftreffens auf dem Empfänger 5 die Position des Empfängers 5 und damit der Vibrationsplatte 1 präzise zu bestimmen. Hierzu kann sich die Auswerteeinrichtung 7 z.B. des bekannten Triangulationsverfahrens bedienen, einer in der optischen Messtechnik verwendeten Methode zur Entfernungsmessung mit Licht.

[0064] Um die Messung zuverlässig durchführen zu können, ist es erforderlich, dass die beiden Rotationslaser 3, 4 und zumindest die Auswerteeinrichtung 7, gegebenenfalls aber auch noch der Empfänger 5 miteinander synchronisiert sind.

[0065] Zu diesem Zweck ist jeder der beiden Rotationslaser 3, 4 mit einem Referenz- bzw. Nullwinkel N ausgestattet. Das bedeutet, dass jeder Rotationslaser 3, 4 "weiß", in welchem Winkel der jeweils ausgesendete Lichtstrahl 3a, 4a in Bezug auf den Nullwinkel N steht. Wenn der Nullwinkel N dementsprechend im Gelände ausgerichtet ist, kann auch eine entsprechende Information an die Auswerteeinrichtung 7 übermittelt werden, die es erlaubt, den aktuellen Winkel zwischen den jeweiligen Lichtstrahl 3a, 4a über Grund zu bestimmen, wenn der jeweilige Lichtstrahl gerade auf den Empfänger 5 auftrifft.

[0066] Der Nullwinkel N kann z.B. mit Hilfe eines - eventuell auch in den Rotationslaser 3, 4 integrierten - Kompasses gegenüber dem Nordpol ausgerichtet werden. Ebenso ist es möglich, ihn in Bezug auf einen vorgegebenen, im Bereich des Gebiets 2 vorhandenen oder einen anderen bekannten Punkt auszurichten.

[0067] Mit Hilfe des zur Synchronisierung dienenden Nullwinkels N ist es möglich, den jeweiligen Drehwinkel α bzw. β zwischen dem Nullwinkel N und dem Lichtstrahl 3a, 4a zu ermitteln, wenn der Lichtstrahl 3a, 4a auf den Empfänger 5 auftrifft.

[0068] Die Auswerteeinrichtung 7 kann die aktuelle Position der Vibrationsplatte 1 in Form von relativen (z.B. bezogen auf das vorgegebene Gebiet 2) oder absoluten (bezogen auf das Erdinertialsystem) Koordinaten bestimmen und weiteren Einrichtungen zur Verfügung stellen. Zu diesen Einrichtungen kann eine Protokolleinrichtung gehören, die den Bewegungsweg der Vibrationsplatte 1 protokolliert. Ebenso ist es möglich, die Positionsinformation an eine z.B. aus der DE 103 17 160 A1 bekannte automatische Lenkeinrichtung weiterzugeben, deren Aufgabe es ist, die Vibrationsplatte 1 derart anzusteuern, dass sie nach und nach das gesamte vorgegebene Gebiet überfährt und so z.B. den Boden gleichmäßig verdichtet.

[0069] Fig. 2 zeigt eine Variante, die noch einige Detailaspekte des Messverfahrens beleuchtet.

[0070] In diesem Fall ist zusätzlich zu den beiden Rotationslasern 3, 4 ein dritter Rotationslaser 8 vorgesehen. Der Rotationslaser 8 ist auf der dritten Ecke eines rechtwinkligen Dreiecks ABC angeordnet, das durch die drei Rotationslaser 3, 4, 8 gebildet wird.

[0071] Im Unterschied zu der in Fig. 1 beschriebenen Variante wird somit der ausgesandte Laserstrahl durch den Empfänger 5 reflektiert, so dass der jeweilige Rotationslaser 3, 4, 8 die Entfernung zwischen dem Laser und dem Empfänger 5 erfassen kann.

[0072] Das anhand der Fig. 1 und 2 beschriebene Prinzip lässt sich ohne Weiteres auch umkehren. In diesem Fall ist ein Rotationslaser auf der Vibrationsplatte 1 vorgesehen, der einen um die Vertikalachse der Vibrationsplatte 1 rotierenden Lichtstrahl generiert. Am Rand des vorgegebenen Gebiets 2 sind zwei oder mehr Lichtempfänger an präzise vermessenen Orten aufgestellt, die temporär den rotierenden Lichtstrahl empfangen und entsprechende Signale an die Auswerteeinrichtung 7 liefern.

[0073] Weitere Aspekte:

• Zusätzlich kann ein als Referenz dienender Empfänger z.B. außerhalb des vorgegebenen Gebiets 2 angeordnet werden. Wenn der umlaufende Laserstrahl diesen Empfänger trifft, wird ein Nullsignal generiert und an die Auswerteeinrichtung 7 gesendet. Dann wird die Zeitdifferenz bis zum Passieren des Laserstrahls am Empfänger 5 der Vibrationsplatte 1 (Maschine M) gemessen und in das Verhältnis zu seiner Gesamtumlaufzeit (Rotationsgeschwindigkeit des Lichtstrahls) gesetzt. Auf diese Weise kann der Drehwinkel zu der Referenzbasis (Nullsignal N) gemessen werden.
• Aus den Winkeln der beiden Lichtstrahlen 3a, 4a der beiden Rotationslaser 3, 4 kann bei Kenntnis der Orte der Rotationslaser 3, 4 der Schnittpunkt am Empfänger 5 eindeutig bestimmt werden.
• Bei sehr stumpfen Winkeln, z.B. wenn die Vibrationsplatte die Position M₂ in Fig. 2 erreicht hat, verlaufen die Lichtstrahlen der Rotationslaser 3, 4 in sehr spitzem Winkel zu der Verbindungslinie AB. In diesem Fall kann die Bestimmung ungenau werden. Für diese Bereiche ist es zweckmäßig, den dritten Rotationslaser 8 vorzusehen, der winklig zu der Grundlinie AB der beiden anderen Rotationslaser 3, 4 stehen sollte.
• Die Drehgeschwindigkeiten der Lichtstrahlen müssen nicht idealerweise gleich und synchron sein. Vielmehr ist es auch möglich, unterschiedliche Drehzahlverhältnisse zu realisieren, wobei die Drehzahlen sich an Primzahlen orientieren sollten, um möglichst selten eine Überdeckung der Lichtstrahlen, insbesondere am Ort der Vibrationsplatte 1, zu bewirken.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines Arbeitsgeräts (1) in einem vorgegebenen Gebiet (2), mit

- wenigstens zwei getrennt von dem Arbeitsgerät (1) und getrennt voneinander an jeweils einem bekannten Ort anordenbaren Lichtsendeeinrichtungen (3, 4) zum Erzeugen jeweils eines um eine Vertikalachse rotierenden Lichtstrahls (3a, 4a);

- einer an dem Arbeitsgerät (1) anordenbaren Lichtempfangseinrichtung (5) zum temporären Empfangen der Lichtstrahlen (3a, 4a); und mit

- einer mit den Lichtsendeeinrichtungen (3, 4) und der Lichtempfangseinrichtung (5) gekoppelten Auswerteeinrichtung (7) zum Bestimmen der aktuellen Position der Lichtempfangseinrichtung (5) und damit des Arbeitsgeräts (1) aufgrund der bekannten Orte, an denen die Lichtsendeeinrichtungen (3, 4) angeordnet sind, und aufgrund der Zeitpunkte, zu denen die Lichtempfangseinrichtung (5) jeweils die Lichtstrahlen (3a, 4a) von den Lichtsendeeinrichtungen (3, 4) empfängt.

2. Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines Arbeitsgeräts (1) in einem vorgegebenen Gebiet (2), mit

- einer an dem Arbeitsgerät (1) anordenbaren Lichtsendeeinrichtung zum Erzeugen eines um eine Vertikalachse rotierenden Lichtstrahls;

- wenigstens zwei getrennt von dem Arbeitsgerät (1) und getrennt voneinander an jeweils einem bekannten Ort anordenbaren Lichtempfangseinrichtungen zum temporären Empfangen des Lichtstrahls;

- einer mit den Lichtempfangseinrichtungen und der Lichtsendeeinrichtung gekoppelten Auswerteeinrichtung (7) zum Bestimmen der aktuellen Position der Lichtsendeeinrichtung und damit des Arbeitsgeräts (1) aufgrund der bekannten Orte, an denen die Lichtempfangseinrichtungen angeordnet sind, und aufgrund der Zeitpunkte, zu denen die Lichtempfangseinrichtungen jeweils den Lichtstrahl von der Lichtsendeeinrichtung empfangen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Auswerteeinrichtung (7) räumlich getrennt von dem Arbeitsgerät (1) vorgesehen ist; und dass

- eine Datenübertragungseinrichtung (6) zwischen der Lichtempfangseinrichtung (5) und der Auswerteeinrichtung (7) vorgesehen ist, zum Übertragen von Informationsparametern, die die Lichtempfangseinrichtung (5) empfängt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsparameter ausgewählt sind aus der Gruppe Lichtempfangssignal (Signal, dass aktuell ein Lichtstrahl durch die Lichtempfangseinrichtung (5) empfangen wird), Zeitinformation (Zeitpunkt, zu dem ein Lichtstrahl empfangen wird), Kennung des jeweils empfangenen Lichtstrahls.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrahl punktstrahlförmig oder vertikal-fächerförmig ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Lichtstrahlen eine individuelle Kennung aufweist in Form von einer Sequenz von Lichtimpulsen oder einer vorbestimmten Wellenlänge.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsendeeinrichtung (3, 4) eine Rotationslasereinrichtung aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtempfangseinrichtung (5) einen Reflektor, einen Transponder und/oder einen Empfänger (Photodetektor) aufweist, zum Erzeugen eines den Informationsparameter repräsentierenden Signals.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass

- zwei Lichtempfangseinrichtungen (5) an dem Arbeitsgerät (1) vorgesehen sind;

- die Auswerteeinrichtung (7) ausgebildet ist zum Bestimmen einer Ausrichtung des Arbeitsgeräts über Grund aufgrund der von den beiden Lichtempfangseinrichtungen (5) empfangenen Lichtstrahlen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Synchronisiereinrichtung (N) zum Synchronisieren der Auswerteeinrichtung (7) mit der an dem Arbeitsgerät (1) anordenbaren Lichtsendeeinrichtung oder den getrennt von dem Arbeitsgerät anordenbaren Lichtsendeeinrichtungen (3, 4) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisiereinrichtung (N) zum Ausführen von wenigstens einer der folgenden Maßnahmen ausgebildet ist:

- Ausrichten der Lichtstrahlen (3a, 4a) aller Lichtsendeeinrichtungen (3, 4) derart, dass sie stets parallel zueinander ausgerichtet sind;

- Bestimmen einer jeweiligen Relativposition des Lichtstrahls zu der ihn aussendenden Lichtsendeeinrichtung (3, 4); Bestimmen einer Relativposition dieses Lichtstrahls über Grund aufgrund einer vorbekannten Ausrichtung der Lichtsendeeinrichtung (3, 4) über Grund;

- Vorgeben der Reihenfolge der Lichtstrahlen beim Auftreffen auf die Lichtempfangseinrichtung (5) und Ansteuern der Lichtsendeeinrichtungen (3, 4) derart, dass die vorgegebene Reihenfolge stets eingehalten wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (7) eine Korrektureinrichtung aufweist, zum Korrigieren der aufgrund der Auswertung der erfassten Lichtstrahlen aktuell bestimmten Position des Arbeitsgeräts (1) mit Hilfe von wenigstens einer der folgenden Maßnahmen:

- Vergleichen der aktuell bestimmten Position mit der davor zuletzt bestimmten Position; daraus Bestimmen der aktuellen Fortbewegungsgeschwindigkeit und/oder Fortbewegungsrichtung des Arbeitsgeräts (1); Hochrechnen einer Veränderung der Position des Arbeitsgeräts (1) unter Berücksichtigung der aktuellen Fortbewegungsgeschwindigkeit und/oder Fortbewegungsrichtung sowie eines Zeitverzugs seit dem letzten Bestimmen der aktuellen Position;

- Hochrechnen einer Veränderung der Position unter Berücksichtigung der aktuellen Maschinendaten des Arbeitsgeräts (1);

- Hochrechnen der tatsächlichen aktuellen Position aufgrund der durch die Auswertung der erfassten Lichtstrahlen aktuell bestimmten Position und unter Berücksichtigung der bisherigen Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung des Arbeitsgeräts (1) und unter Berücksichtigung von einer durch einen an dem Arbeitsgerät (1) vorgesehenen Bewegungssensor erfassten Bewegungsänderung.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass getrennt von dem Arbeitsgerät (1) drei Lichtsendeeinrichtungen (3, 4, 8) oder drei Lichtempfangseinrichtungen vorgesehen sind, die in den Eckpunkten eines wenigstens einen Teil des vorgegebenen Gebiets (2) umschreibenden Dreiecks angeordnet sind.

14. Verfahren zum Bestimmen der Position eines Arbeitsgeräts (1) in einem vorgegebenen Gebiet (2), mit den Maßnahmen

- Aussenden von jeweils einem um eine Vertikalachse rotierenden Lichtstrahl (3a, 4a) durch wenigstens zwei getrennt von dem Arbeitsgerät (1) an jeweils einem bekannten Ort anordenbaren Lichtsendeeinrichtungen (3, 4);

- Empfangen der Lichtstrahlen (3a, 4a) durch eine an dem Arbeitsgerät (1) anordenbaren Lichtempfangseinrichtung (5) und Erzeugen von entsprechenden Signalen (6);

- Auswerten des Signals (6) durch eine mit den Lichtsendeeinrichtungen (3, 4) und der Lichtempfangseinrichtung (5) gekoppelte Auswerteeinrichtung (7) und Bestimmen der aktuellen Position der Lichtempfangseinrichtung (5) und damit des Arbeitsgeräts (1) aufgrund der bekannten Orte, an denen die Lichtsendeeinrichtungen (3, 4) angeordnet sind, und aufgrund der Zeitpunkte, zu denen die Lichtempfangseinrichtung (5) jeweils die Lichtstrahlen von den Lichtsendeeinrichtungen (3, 4) empfängt.

15. Verfahren zum Bestimmen der Position eines Arbeitsgeräts (1) in einem vorgegebenen Gebiet (2), mit den Maßnahmen

- Aussenden von einem um eine Vertikalachse rotierenden Lichtstrahl durch eine an dem Arbeitsgerät anordenbare Lichtsendeeinrichtung;

- Empfangen des Lichtstrahls durch wenigstens zwei getrennt von dem Arbeitsgerät (1) und getrennt voneinander an jeweils einem bekannten Ort anordenbaren Lichtempfangseinrichtungen und Erzeugen von entsprechenden Signalen;

- Auswerten der Signale durch eine mit der Lichtsendeeinrichtung und den Lichtempfangseinrichtungen gekoppelte Auswerteeinrichtung und Bestimmen der aktuellen Position der Lichtsendeeinrichtung und damit des Arbeitsgeräts aufgrund der bekannten Orte, an denen die Lichtempfangseinrichtungen angeordnet sind, und aufgrund der Zeitpunkte, zu denen die Lichtempfangseinrichtungen jeweils den Lichtstrahl von der Lichtsendeeinrichtung empfangen.

Zeichnung