Способ контроля местоположения транспортных средств

 

Изобретение относится к радионавигации и может найти применение при управлении транспортными средствами. Целью изобретения является повышение лропуск )й способности центра управления. Спозб контроля местоположения транспортных средств основан на измерении транспортными средствами своего местоположения , преобразовании его в радиосигнал и передаче в центр управления , приеме в центре управления данных о местоположении каждого транспортного средства в течение заданного интервала времени ожидания и отображении полученной информации в центре управления, дополнительно на каждом транспортном средстве радиосигнал о местоположении задерживают на величину, определяемую фазовым сдвигом относительно шкалы времени центра управления, номером транспортного средства и взаимным положением последнего и центра управления, при этом прием радиосигналов в центре управления производится в момент времени, определяемый номером транспортного средства. 12 ил. 00 С

,СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1ЧБЛИК

ПАТЕНТНОЕ

НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

VV СВИДЕТЕЛЬСТВ » () 4955134/24 () 26.06,91 () 30.08,93 Бюл, И 32 () Ленинградский научно-исследооательс ий радиотехнический институт () lO,Ï.Bàñèëüåâ и Г,Г,Трофимов () Патент США N 4651157, кл.342 — 457, о уб.1987.

Заявка Франции Af 1 13 2623911. кл. G O l

S5/02,,1987, Патент США В 4435711, кл,3- 13-389, 1 84. () СПОСОБ КОНТРОЛЯ МЕСТОПОЛОЖЕН ИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ (7) Изобретение относится к радионавиг",ц и и может найти применение при упраол нии транспортными средствами. Целью и обретения является повышение пропускй способности центра управления. Спас б ко13троля местоположе33ия!

Изобретение относится r. радионзвигац и и может найти применение при управл нии транспортными средствами, Время ожидания ответного сообщения в центре управления составит

Тох=2Тцт3 +ТЗ+Т1л Тцт!=Рцт!/Со, (1) г е Тцт3 — вРемЯ РаспРостРанениЯ сип3алэ м жду центром упрзвления и транспортным с едством с запрашиваемым нолтером, Т вЂ” длительность сигнала запроса;

Тт — длительность сигнала, содержагцег информацию о местоположении транси ртного средства, Рцт; — расстояние между центром у раол ния и транспортным средством с з;;прзиваемым номером, (s»s G GB С 17/00, 21/00 транспортных средств основан на измере1331и транспортными средствами своего местоположения. преобразовании его в рэлиасип3ал и передаче в центр упраолеiI3IH, приегле о центре управления данных о мес гоположении каждого транспортного средства о течение заданного интервала времени ожидания и отображении полученной инфортлации в це13тре управления, дополнительно на каждом транспортном средстве радиосигнал о местоположении задерживают на величину, определяемую фазооы л сдвигом относительно шкалы времени центра управления, номером транспортного средства и взаимным положением последнего и центра управления, при этом прием радиосигналов в центре упрзвления производится в момент времени, определяел1ь3й номером транспортного средства.

12 ил

Со — скорость распространения электромагнитной волны

При ззданном периоде повторения шкалы вре3лени, который выбирается равным заданному темпу обновления информации о местоположении транспортных средств, пропускная способность центра управле13ия определяется выражением

Ноак =- Т/1ож, (2) где Н;,>< — мзксил1аттьный номер транспортного средства, Т вЂ” период обновле33ия инфортлации о положении транспортных средств.

Величина Рцт априорно не известна, lloэтому B ка IecTBe нве следует брать >лаксиМЭЛ НО ООЗМОжНОЕ ЗиаЧЕНИŠ— (Рцт iia3<) 1837343 — отображение полученной информации, — перебор всех номеров транспортных средств от i=-1 до i-- Нмак и повторение всего процесса работы начиная с 1=1 с периодом

T--Нм,,к Тм, на транспортном средстве используется следующая последовательность операций: — измеряется свое местоположение

10 (XiYi) создается шкала времени с известным фазовым сдвигом (Фщ ) относительно шкалы Времени центра управления, местоположения транспортного средства и в момент

Времени (Т 1 или ТзГ) соответствующий сво15 ему фазовому сдвигу, номеру транспортного средства и взаимному положению последнего и центра управления.

Структура первой возможной системы контроля в центре управления местополо20 жения транспортных средств, реализующей способ, приведена на фиг.3. Формирователь

1 служйт для создания шкалы времени центра управления. Синхронизатор 2 осуществляет перебор значений i. Радиоприемное устройство 4 принимает сообщения от всех транспортных средств. Назначение формирователя 5 аналогично формирователю 1.

Синхронизатор 6 формирует сигнал запуска радиопередающего устройства. Вычисли30 тельное устройство 9 производит расчет момента запуска РИДУ 7 и преобразует (при необходимости) измеренные блоком 8 координаты местоположения транспортного средства из одной системы координат в бо35 лее удобную для дальнейшей обработки {например, гипербологические в прямоугольные), Работает система следующим образом, Если на транспортном средстве с номе40 ром 1 произвести передачу сигнала О своем местоположении в момент времени относительно начала своей шкалы времени с задержкой, равной

Тз! —= (1-1)Тм-Флзч -Тцxi, (3)

45 то этот сигнал поступит в центр управления на интервале времени от момента i до момента i+1 на фиг,1,а. Если выражение (3) отрицательно, то излучение сигнала проводится с задержкой T i =Т+Тзь Величина же

5" Тцт определяется координатами центра управления (например, прямоугольными Хц, :Y<, которые известны априорно) и измеренными на-транспортном средстве с номером

l собственными координатами (Xi Yi) по изве55 стным выражениям (4) 5. ч Й".+ ) I " 4

Таким образом, и передаваемые транспортными средствами сообщения оказывадальность действия линии радиосвязи ме>кду центром и транспортным средством или дальность действия системы управления; реализу Ощей данный способ. Обычно велиЧИна (Тз+Тм) <2 Тцт!мак> Т.Е. бОЛЬШУЮ ЧаСтЬ времени ожидания в центре управления при приеме составляет время распространения запросного и ответного сигналов, На фиг,1а приведена диаграмма шкалы времени центра управления с периодом повторения, равным T. Этот период повторения равномерно разбит на участки протяженностью Тм, каждый из которых отведен под прием сигнала о местоположении транспортного средства с определенным номером (обозначено цифрой в начале интервала Тм), На фиг,1,6 приведена диаграмма для транспортного средства с номером i с начальным фазОВым сДвигом Фнач!, на фиг,5 — 8 — устройства системы контроля в центре управления местоположения транспортных средств. Необходимые временные диаграммы изобра>кены на фиг.9 —. 12.

Устройство содержит в центре управления формирователь шкалы времени 1, синхронизатор 2, устройство Отображения 3, радиоприемное устройство (РГ1У) 4, на ка>кдом ТС; — транспортном средстве с номером

1 — формирователь 5шкалы времени,,синхронизатор 6, радиопереда ощее устройство

7, блок для определения местополох<ения 8, устройство вычислительное 9, стандарт частоты 10, делитель частоты 11, счетчик 12, дешифратор 13. электронную вычислительную машину 14. устройство индикации 15, приемник 16, декодер 17, формирователь

18, — триггер 19, элемент И 20, счетчик 21, формирователь 22, стандарт частоты 23, делитель частоты 24, счетчик 25, дешифратор

26, формирователь 27, элемент сравнения

28, кодер 29, передатчик 30, 3ВМ 31, регистры 32 — 34, блок 35 для определения местоположения, паласовые фильтры 36, 37, 38, детекторы 39, 40, 41. сдвигающий регистр

42; триггер 43, элемент И 44, триггер 45, элементы. задержки 46, 47, 48, триггер 49, элемент равнозначности 50, элемент 51, счетчик 52, элементы равнозначности 53, формирователь 54, триггер 55, элемент И 56, счетчи>< 57, дешифратор 58, элемент И 59, сдвигающий регистр 60, элемент И 61, формирователь 62, генератор 63, триггер 64, элементы И 65, 66, генераторы 67, 68 и элемент И/1И 69.

Для реализации способа необходимо обеспечить выполнение следующих операций на центре управления: .— формирование шкалы времени, — прием данных О местоположении транспортных средств, ются разделенными во времени, что

1837343

6 и

Т. вре ф Р ст и пе уп то те на ко о об бр ви ср д ют ре

yc p от е ого ст и ет я уд б

НО 1 с

Щ

К с д

Щ т к с т о в (3 к

С

Р

И!

Р х

P и с

A м

Р ка ф си ср ф зволявт сократить Тож еще на Величину

rl

До начала работы транспортного средва производят измерение соответству o ми пРибоРами величины Ф ч1, зна1ение 5

TopoIl заносят В памЯть устройства 1з, ПОе этого транспортное средство начи;13ет ижение по маршруту. При этом ЕМ8 осуствляет измерение местоположения анспортного средства, сигнал о Величине 10 торого поступает для обработки В устройво 9. На основании известного номера анспортного средства, известных априно величин Ти, Ф11 ч! и координаг местоложения УВ9 производит расчет 15 личины Т В соответствии с Выр. -!жеl1иями и (4). Формирователь 5 формирует II;ii Отабильный опорный сигнал с периодом Г„, нхронизатор 6 производит счет числа пеодов То от начала шкалы времени транс- 20 ртного средства. Когда от началd шкалы емени транспортного средства пройдет тервал Т>, (соответствует сигналу на вгом входе синхронизатора 6, на выходе cullонизатора 6 возникнет сигнал запуска 25 иопередающего устройства 7, Б последм сигнал местоположения трансиорт11ого дства от вычислительного устройства коруется необходимым для обеспечения похоустойчивости образом и излучается на 30 иочастоте. Процесс запуска передатчиповторяется с периодол1 обновления l111" рмации Т. Таким образом, излучение нала о местоположении транспортного дства осуществляется в соответствии с 35 г.1,б.

Формирователь 1 формирует шкалу мени центра управления аналогично мирователю 5. Сигнал с его выхода поает на синхронизатор 2 для счета числа 40 иодов от начала шкалы времени це11тра авления. Сигнал на выходе синхронизаа 2 представляет собой код номера инвала времени протяже11ностью Т»;, от ала шкалы времени центра управления, 45

Рый повторяется с периодом T. Таким азам, на первом входе устройства отожения 3 существует сигнал В соответстс фиг.1,а. Сигналы от транспортных ств фильтруются от помех и декодиру- 50 я соответствующим образом в радиопеатчике 4. Следовательно, на входах ойства отображения 3 синхронно (в сотствии с фиг,1) изменяется информация мере транспортного средства и его t1o- 55 оложении. Эга информация испольэуустройством 3 дпя отображения в ной для оператора форме.

Реализация компонентов рассмотренсистемы дпя специалистов в данной об1 лас ги техники не cocTBBIIT затруднен11Й., Обл л ения I!OHIII.13ния реализации предло.";о,:,Ого cllособа ниже рассмотре13 систеl1 С М 1КCИМВЛЬ11ЫM ИCПОЛЬЭОlr3НИЕМ г1ер::1!Ок I;eiII.Ix Ii насro liI;:» вре1".-, 3 сменToII цифровой и ь11числ11тельной! техники, Вторая Возможная система контроля в центре Y1!1ивле11ия местоположения трансПОР!! Л1Х СРЕ,!С fB, РЕЛЛИЗУК.Ща ПРЕДЛаГаЕмый ci;ocà0, изображена на фиl,4. Она та!<:х(. е :: 110 lаеT ап пара 1 у ру цеl1т f!а у(1 р аале ния и тр3IIcfioprtilix средств.

Стандарт частоты 10 формирует сигнал, характеризуемый высокой стаб113üíoñòüþ астоты, иэ которого дели!ель частоты 11 сОздает cIII 113!I с I1PpI IogoM Тм. Гче 1 -IK 12 осуществляет счет последних, т.о. код числа в нем соогветствует номеру транспоотного средства. Дешифратор 13 определяет момент Времени формирования в счетчике 12 кода транспортного средства с максимальHI-. л! номером, после чего формирователь 18 сигналом со своего выхода установит счетчик 12 в исходное состояние. Следовательно, совместная работа элементов 10-13 и 18 обеспечивает формирование шкалы врел1ени центра управления с периодом повторениЯ Т=Нид Тч равномерно разделенной на

Ни,х уЧаСтКОВ дЛИтЕЛЬНОСтЬЮ Tll ПЕрЕЬОр

Всех номеров транспортных средств от i=1 да!--H <.--, и нов горение работы с номера 1=1.

Приемник 16 осуществляет прием сигналов от транспортных средств, декодер 17 их декодирование и преобразование к виду, удобному для ввода в ЭВМ 14. Последняя осуществляет преобразование принятой информации о местоположении транспортного средства в сигналы управления устройства 15. Злемснты 19-22 обеспечивают измеРение Фл ч1. Элементы 23-27 фоРмиРУют шкалу времени транспортного средства, 31!алогично одноименным устройствам центра управления, Кодер 25 преобразует сигнал о местоположении транспортного средства к виду, удобному для передачи на цен гр управления (например. с использование1,! под11есущих), а передатчик 30 осуществл icr его 11ередачу на центр управления

ЭВМ 31 производит расчет местополо.кения транспортного средства в соответствующей

СИСтОМЕ КООРДИНат(Х! И Yr) И МОМЕНта ИЭЛУчения сигнала о местоположении транспортного средства (Т или Т ). Посл1едняя величина хранится В регистре 33. Регистр

34 хранит величину Ф„,„1,блок 35 служит для определения местоположения транспортного средства.

Работа второй возможной системы контроля В це 1тре управления местоположения

1837343 транспортных средств происходит следующим образам.

Стандарт частоты 10 формирует на своем выходе сигнал с высокой стабильностью периода повторения. Этот период делится делителем 11, так что его выходной сигнал (см.фиг.2) имеет период повторения TM. Эти сигналы в счетчике 12 подсчитываются и сигнал кода номера периода TM от счетчика

12 попадает на дешифратор 13 и ЭНМ 14.

Когда код в счетчике 12 окажется равным

Н, к, то на выходе дешифратора 13 образуется сигнал, который пройдет через элемент

47 (с временем задержки.Тз/Л347/=ТМ/ в формирователе 18 и взведет триггер 49 в состояние Q, по которому СЧ 12 вернется в исходное состояние i-1. Спустя время задержки элемента 48 (Т3 48) триггер 19 вернется в состояние Q с периодом Т=Нмак TM и процесс повторяется, Таким образом формируется шкала времени на центре управления. Точно так же формируется шкала времени на транспортном средстве с помощью элементов 23 — 27, Перед началам движения ка>кдае транспортное средство осуществляет измерение величины cD»

Он и тактовый соединяются с одноименными выходами оборудования центра управления. При этом длительность состояния логической единицы на выходе триггера 19 окажется равной величине Фн которая с помощью элемента И 20 и счетчика 21 преобразуется в код. После окончания сигнала на измерительном выходе ТС1 сигнал от формирователя 27 своим франтом обеспечит запись числа из счетчика 21 в регистр 34.

Спад того же сигнала вернет в начальное состояние счетчика 21, Т.а. в регистре 34 окажется кад Ф ач.

После окончания измерения Ф»ч начинается движение по маршруту, при котором блок 35 определяет лестопалажение транспортного средства в какой-либо системе координат, а ЭВМ 31 осуществляет преобразование этих координат к удобному для дальнейшей обработки виду (например, в прямоугольные Х;, Y>j. Поскольку местоположение центра управления априорно известно (как и номер данного транспортного средства ) то с помощью ЭВМ 31 рассчитываются величина Тп (см.вырам<ение (4) и величина 7 i определяемая выражением (3), где TM — априорно известная величина. Необходимое для вычислений значение Фн ч считывается ЭБМ 31 из регистра 34. Сигнал

T i с первого выхода ЭВМ31 поступает на регистр 32 для хранения, а с второго ее личину Т1, а его протяженность составит TM.

Этот сигнал обеспечит прохождение через элемент И51 выходного сигнала стандарта частоты 23 на счетчик 52. Когда код числа в

20 последнем достигнет значения Т2, на выхода элемента 53 появится сигнал, который формирователь 54 передаст на выход элемента 28, Т.о, выходной сигнал элемента 28 окажется отстоящим от начала шкалы вре25 мени транспортного средства на величину (Ти (Т1 — 1)+ Т2) = Тз1.

Поступление сигнала от элемента 28 на первый вход кодера 29 обеспечивает начало работы последнего (фиг.8,11). При этом

40

55 выхода сигнал о местоположении транспортного средства поступает на регистр 33.

Информация в регистре 32 хранится в виде двух Частей в первой части находится код величины Т1)Д Ты!Тм(+1) где ) Тз1/Ти f целая часть дроби, а во второй части величина а =Та -)Тз /Тм0. Кад первой части инФормации из регистра 32 поступает на второй вход элемента 50, а код второй части — на второй вход элемента 53 (см.фиг.7) элемента 28. Поскольку на первый вход элемента 50 подан сигнал от счетчика 25, то выходной сигнал элемента 50 появится в

4 момент времени, отстоящий от начала шкалы времени транспортного средства на ветриггер 55 установится в состояние Q. no которому через элемент И 56 пройдет сигнал от СТЧ23. Импульсы с выхода элемента

И 56 подсчитываются в счетчике 57, состояние которого определяет выходные сигналы дешифратора 58. При появлении сигнала на первом выходе последнего через элемент И

59 пройдет сигнал генератора 63, появление которого свидетельствует а начале посылки сообщения. Сигнал со второго выхода дешифратора 58 появляется в случае окончания передачи сообщения. По нему триггер

55 через формирователь 62 возвратится в исходное состояние, которое, в свою очередь, вернет в исходное состояние счетчик

57. Тем же сигналом задается исходное состояние G в триггере 64 и обеспечивается прохождение сигнала а конце передачи сообщения от генератора 67 через элемент И

66, Сигнал с вь|хода элемента И 59 обеспечит также запись информации о местоположении из регистра 33 в сдвигающий регистр

60, Сигнал с третьего выхода 58 дешифратара% переводит с состояние Q в триггере 64, что обеспечит прохождение сдвигающих сигналов через элемент И 65 на второй вход регистра 60. В результате на выходе последнего появится (в виде последовательного во времени кода) информация о местоположении транспортного средства "единицы", в которой с помощью элемента И 61 будут

1837343 ромодулированы сигналом генератора 68. .о. на выходе ИЛИ 69 появится сигнал в в де последовательности импульсов, общая ротяженность которого во времени не пресходит величины Т . Она начинается с мпульса, имеющего заполнение с частотой н (от 63), а оканчивается импульсом с част той заполнения Гк (от 67). Между ними асположена информация о местоположеии транспортного средства, "единицы" в к торой заполняются частотой П (от 68), Сигнал; сформированный кодером 29, ередается в эфир с помощью передатчика, принимается приемником 16 центра упвления и после соответствующей фильтации в нем поступает на первый вход кодера 17.

В декодере 17 сигнал от приемника 16 опадает на элементы 36-38, первый иэ кот рых настроен на частоту FH, второй -F, а т етий -F<. Как следует из приведенного о исания кодера 29, сообщение от каждого т анспортного средства начинается с имп льса, имеющего частоту заполнения F<. оэтому сначала появляется сигнал на вых де фильтра 36. который детектируется в етекторе 38. устанавливает в исходное сос ояние регистр 42 и переводит в состояние триггер 43. Последнее приведет к передач сигнала с выхода элемента задержки 46 н выходе элемента 44. Поскольку шкалы в емени "привязаны" (за счет измерения нзч), то информация о местоположении о азывается "привязанной" во времени к с гналам стандарта частоты 10. а следовэт льно, к выходному сигналу элемента 46, в емя задержки которой выбирается равн и половине периода сигнала от стандарта ч стоты 10. Сигнал с выхода элемента И 44 с ужит для сдвига информации о местопол жении транспортного средства с выхода д тектора 40 а.регистр 42, После окончания приема информации в регистр 42 появл: ся сигнал на выходе детектора 41, который свидетельствует о конце приема данных о местоположении транспортного средства и

5 устанавливает в исходное состояние триггеры 43 и 45. Последний был установлен в состояние Q сигналом с выхода детектор 38 в начале цикла приема информации. Установка в состояние С триггера 45 свиделель10 ствует таким образом об окончании приема информации от транспортного средства с номером!, код которого оказывается к этому моменту времени в счетчике 12.

Информация от декодера 17 и счетчика

15 12 используется в ЭВМ 14 для преобразования к виду, удобному для отображения на устройстве 15.

Формула изобретения

20 Способ контроля местоположения транспортных средств, ocHoBBHHblA на измерении каждым транспортным средством своего местоположения, преобразовании его в радиосигнал и передаче в центр управ25 ления, на котором осуществляют прием этого сигнала от каждого транспортного средства в течение заданного интервала времени и отображение его местоположения,отл ич а ющийся тем,что,с целью

30 повышения пропускной способности на каждом транспортном средстве, задерживают измеренный сигнал местоположения и передачу радиосигнала осуществляют на . временном интервале, соответствующем

35 адресу транспортного средства, в центре управления при приеме радиосигналов сравнивают время приема каждого сигнала с последовательностью временных интер.валов. выделенных для каждого транспорт40 ного средства и по результатам сравнения формируют сигнал местоположения заданного транспортного средства.

1837343

Фиг,д

1837343

18Э7343

cv вз7з з

1837343

gee Ф и рыл

Рк

Редактор С. Кулакова

Заказ 2868 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

8Ь/г УВ

&ra. N

Юык Ы

8pa . бФ

&Жбан

8ы:Ю

&uÌ/

Юрга. Рб

&а . H

Код

Вам и

Йщ1

Йал

Л9

&и@У

Ijg

Вмсу

8мхоУ

Вмад

И и хаУ

Вика/

BNmd

Составитель Н. Лысенко

Техред М.Моргентал Корректор Е. Папп