Способ прогнозирования положениятранспортного средства

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1»823180 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.03.79 (21) 2743556/27-11 (51} М. Кл.з

В 60 G 23/00

G01 С 7/04 с присоединением заявки №вЂ”

Гевуддрстееиный иамитет

СССР

° в делам изебретеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23.04.81. Бюллетень № 15 (53) УДК 629.113..012 (088.8) Дата опубликования описания 28.04.81 (72) Авторы изобретения

Е. В. Авотин, И. Ф. Кажукало и А. Л. Кемурджиан (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к информационным системам, которые определяют параметры движения транспортных средств, и может быть применено для обеспечения безопасности автоматических и полуавтоматических транспортных средств, с колесно-шагающим движителем, например, планетоходов.

Известен способ прогнозирования положения транспортного средства трехмодульной конструкции с шарнирным соединением модулей путем обработки информации, поступающей от датчиков крена, дифферента, лазерного дальномера и датчика положения переднего модуля (1) .

Такой способ прогнозирования положения транспортного средства приводит к неизбежной погрешности для транспортных средств, оборудованных эластичными подвесками.

Известен также способ прогнозирования положения транспортного средства с колесно-шагаюц;им движителем, основанный на обработке информации, поступающей от датчика хода колес, гировертикали и профилометра, вынесенного на величину базы транспортного средства от одной из его колесных осей (2) .

Однако: этот способ может привести к большой погрешности, если производится прогнозирование положения транспортного средства, оборудованного колесно-шагающим движителем в колесно-шагающем режиме.

Целью предлагаемого способа является повышение точности прогнозирования положения транспортного средства в колесношагающем режиме.

Поставленная цель достигается тем, что величину шага транспортного средства в колесно-шагающем режиме устанавливают кратной величине выноса профилометра

1s от передней колесной оси движителя по направлению движения.

На фиг. 1 показано положение транспортного средства в момент времени, когда оно перешло в режим колесно-шагающего

20 движения; на фиг. 2 — положенч транспортного средства после того момента, когда в режиме колесного шагания оно сделало один шаг, равный

S=L/2; на фиг. 3 — положение транспорт3 ного средства после того момента, когда h. режиме колесного шагания оно сделало два шага каждый по 1/2; на фиг. 4 — транспортное средство после того момента времеии, когда в режиме колесного шагания оно сделало один шаг, равный 5=3/4L; на фиг. 5 — положение транспортного средства после того момента времени, когда в режиме колесного шагания оно сделало два шага каждый по 3/4L.

Рассмотрим сущность предлагаемого способа и для простоты изложения материала величину шага выберем, равной. 1./2, где

L — расстояние, на котором вынесен профилометр от оси переднего движителя транспортного средства в направлении движения (фиг. 1 — 3). В дальнейшем изложении материала будем предполагать, что профилометр вынесет от оси переднего движителя на величину, равную колесной базе транспортного средства. . Йа фиг, 1 показано транспортное средст, во, на котором для прогнозирования его положения установлены профилометр 1, гировертикаль 2 и датчики 3 вертикального хода колес. В качестве профилометра может быть применен, например, лазерный дальномер, в качестве гировертикали — двухстепенной гироскоп, измеряющий углы наклона транспортного средства. в вертикально-nðçãîëbной (дифферент) и в вертикально-поперечной (креи) плос,остях; а в качестве датчиков вертикал..:. ч.о хода колес — стандартные потенциоме,рические датчики.

На фиг. видно, что прогнозируемый угол наклона поверхности в вертикальнопродольной плоскости может быть определен из соотношения р . 8 . Р-6„*ч)соаМ+Ьа1.и, р ме Н вЂ” высота крепления профилометра, которая измеряется в статическом положении транспортного средства на нулевом уклоне;

Ь,„— текущая величина вертикального перемещения (хода) переднего колеса правого борта, измеряемая датчиком 3;

h — текущее расстояние, отсчитываемое от правого профилометра до про, филя местности, расположенного па направлению правой колеи, измеряемое датчиком профилометра 1 у — текущий угол наклона транспортного средства в вертикально-продольной плоскости (дифферент), измеряемый. датчиком гировертикали 2;

L — колесная база;

3 — перепад высот неровностей рельефа.

По уравнениям подобным (1) могут быть определены прогноэируемый продольный угол

4 наклона поверхности над левым бортом и прогнозируемый поперечный угол наклона поверхности на расстоянии L от передних колес.

Если движение транспортного средства происходит в колесном режиме, то наступит такой момент времени, когда ось переднего колеса расположится над точкой а, а ось заднего — над точкой в. Следовательно, через некоторый промежуток времени транспортное средство окажется на углу наклона

10 поверхности, который был спрогнозирован по соотношению (1).

Если движение транспортного средства происходит в колесно-шагающем режиме, то для того, чтобы через некоторый промежуток времени ось переднего колеса распо15 ложилась над точкои а, а ось заднего — над

Ю точкой в, необходимо выбрать длину шага кратной величине выноса профилометра, т.е.

S=L/n, где S -- длина шага транспортного средст20 ва в колесно-шагающем режиме, и =-1,2,3, „к — целые положительные числа.

Из фиг. 2 и 3 видно, что при п=2, т.е.

S L/2, ось передних колес через два шага расположится над точкой а, а ось задних— над точкой в. Поэтому при таком способе выбора шага транспортное средство и в колесно-шагающем режиме окажется на углах наклона поверхности, которые прогнозируются по соотношению (1).

Если в колесно-шагающем режиме величина шага выбрана так, что

S +1./п, io прогнозировать углы наклона поверхности, на которое попадет транспортное средство, не представляется возможным. В ка35 честве примера на фиг. 4 и 5 показано движение транспортного средства в колесно-шагающем режиме при $=3/4 1.. Откуда видно, что углы наклона, которые прогнозируются соотношением (1), не соответствуют тем углам, на которые будут попадать транспортное средство в этом режиме движения.

Действительно, после того, как транспортное средство переместилось на один шаг, его колеса передних и задних осей еще не достигли соответственно точек а и в (фиг, 4), 4» а после того, как транспортное средство переместилось на два шага, его колеса оказались за точками а и в. Однако,.перед тем. как транспортное средство перешло в колесно-шагающий режим движения (фиг. 1) с помощью установленных на нем датчиков (профилометр, гировертикаль, датчики вертикального хода колес) прогнозировалось угловое положение в предположении, что через некоторый момент времени колеса его передних и задних осей окажутся соответственно в точках а и в.

Таким образом, чтобы повысить точность прогнозирования углов наклона поверхности при движении транспортного средства в ко823180 лесно-шагающем режиме, надо величину шага выбирать кратной величине выноса профилометра от передней колесной оси движителя по направлению движения. Прн этом, чем меньше величина шага S (шаг уменьшается с увеличением числа п), тем в большем числе точек на пути длиной в L будет производиться прогнозирование углов наклона поверхности, а следовательно и транспортного средства. Так, при шаге; равном 1./2, прогнозироваться положение транспортного средства будет в двух точках на пути длиной в L. Одна из этих точек расположена на расстоянии 1/2 от положения переднего колеса перед тем как оно перешло в режим колесного шагания (фиг. 2), а вторая — на расстоянии L от этого же положения колес (фиг. 3). В общем случае, если величина шага равна 1/и, то прогнозировать=я положение транспортного средства будет в п точках на пути, равном L.

Способ обеспечивает безопасность работы автоматических и пол; автоматических транспортных средств, например, йланетоходов в инопланетных условиях, Формула изобретения

Способ прогнозирования положения транспортного средства с колесно-шагающим движителем методом обработки информации, поступающеи ot датчика хода колес, гировертикали и профилометра, вынесенного.íà величину базы транспортного средства от одной из его колесных осей, отличающийся тем; что, с целью повышения точнбсти прогнозирования в колесно-шагающем ре. жиме, величину дага транспортного средст ва устанавливают кратной величине вы Ьса профилометра от передней колесной pcs движителя по направлению. движения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиве

1. Управление в пространстве. Т. 2. М., «Наука», 1975, с. 220 — 230, 2, Авторское свидетельство СССР по за20 явке № 2582721/27-11, кл. В 60 9 23/00, 1977 (прототип).

823180

Составитель В. Степанов

Редактор В. Лазаренко Техред А. Бойкас Корректор Г. Решетник

Заказ 1971/21 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4