Устройство для измерения рельефа местности

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ . РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ по авт. св. № 661235, о тли ч а ю щ е вся тем, что, с целью повыления точности измерений, оно снабжено сумматором, спит ель и. интегратор выполнены с двумя выходами, вторые выходы вычислителя и интегратора подключены соответственно к первому и второму входам cytotaTOpa, а измеритель величины отрыва колес установлен между, колесами на равном расстояню от каждого из них. г оо ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ТЕТ СССР (61) 661235 (2)} 3566759/18-28 (22) 24.12.82

{46) 30.04.84. Бюп. У 16 (72) Е.В. Авотин, А.Л. Кемурджиан, М.М. Кузьмин и П.С. Сологуб (53) 531.717(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 661235, кл. С Ol С 7/04, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДНЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ по авт. св.

„„SU„„1089414 A

3(59 С о1 С 7/04/ С 01 В 7 28

У 661235, ° о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьипения точности измерений, оно снайкено сумматором, вычислитель и.интегратор выполнены с двумя к ходами, вторые выходы вычислителя и интегратора подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, а измеритель величины отрыва колес установлен между колесами на равном расстоянии от каждого из них.

1 1089

Изобретение относится к информационно-измери ельной технике и может быть использовано, например, для измерения рельефа местности в процессе движения транспортных машин.

По основному авт. св. 11 661235

5 изнестно устройство для измерения рельефа местности, содержащее цепь из последовательно соединенных блока датчиков хода колес, датчика предель- 10 ного положения колеса, коммутатора, вычислителя, интегратора и регист-, ратора, датчика горизонта, подключенного к второму входу нычислителя, измерителя величины отрыва колеса, 15 связанного с вторым входом коммутатора, датчика пройденного пути, подключенного к вторым входам интегратора и регистратора, второй выход блока датчиков хода колес связан с третьим входом коммутатора (1).

Недостатком известного устройства является то, что точность измерения профиля местности уменьшается с увеличением расстояния между колесами, 25 на которых установлены датчики хода колес. Уменьшить эту погрешность невозможно, так как расстояние между колесами транспортного средства остается величиной постоянной и в про30 цессе эксплуатации не может быть изменено.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения рельефа местности снабжено сумматором, вычислитель и интегратор выполнены с двумя выходами, вторые выходы нычислителя и интегратора подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, а измеритель величины отрыва колес установлен между колесами на равном расстоянии от каждого иэ них.

На фиг. 1 представлена схема

45 подвижной платформы с устанонленными на ней датчиками; на фиг. 2 — блоксхема устройства.

Устройство, установленное на подв14жной платформе 1 (фиг. 1), состоит 5 из блока 2 датчиков хода колес (фиг. 2), который в свою очередь содержит два датчика 2 и 2 (фиг. 1) установленных на двух соседних под весках колес подвижной платформы. 55

В состав устройства входят также (фиг. 1 и 2) датчик 3 пройденного пути, датчик 4 горизонт . интегра414

z тор 5, сумматор 6, вычислитель 7, измеритель 8 величины отрыва колеса, датчик 9 предельного положения колеса, коммутатор 10 и регистратор 11.

Датчик 3 пройденного пути служит для измерения пройденного расстояния и может быть выполнен, например, в виде счетчика оборотов, установленного на оси ведущего колеса. Датчик

4 горизонта служит для измерения узлов наклона подвижной платформы в поперечной и продольной плоскостях. В качестве датчика может быть применена стандартная гировертикаль.

Интегратор 5 предназначен для определения координат рельефа местности под колесами подвижной платформы. Сумматор 6 служит для измерения рельефа местности в неподвижной системе координат под колесами одного из бортов платформы.

Вычислитель 7 определяет перепады высот неровностей профиля местности между точками контакта с рельефом переднего колеса и измерителя величины отрыва и между измерителем и задним колесом.

Измеритель 8 величины отрыва колеса служит для измерения высоты рельефа относительно подвижной плат,формы и для определения измерений дальности до грунта под колесом, находящимся в отрыве от грунта. В качестве этого датчика может быть использован, например, лазерный дальномер.

Датчик 9 предельного положения колеса служит для определения момента начала и конца отрыва колеса от грунта. В качестве такого датчика может быть применена пороговая система, например, триггер Шмидта. .Коммутатор 1П предназначен для подключения к вычислителю датчиков хода колес, если колеса находятся в безотрывном положении от грунта или измерителя 8 величины отрыва колеса — при отрыве колес.

Регистратор 11 предназначен для записи координат рельефа и пройденного пути на чувствительную пленку при движении подвижной платформы по поверхности исследуемого рельефа.

Из фиг. 1 видно, что высота релье" фа местности, расположенная под измерителем 8, связана"с высотой рельефа местности, расположенной под задним колесом Н соотношением

Н = Н -а1

089414

l — расстояние в продольном направлении между измерителями величины отрыва колеса от грунта до переднего или

5 заднего колеса; à — угол наклона машины в вертикально-продольной плоскости.

Ход прдвесок и углы наклона подвижной платформы определяются .непосредственно датчиками 2 и 2 хода колес и датчиком 4 горизонта. Поэтому в любой момент времени с помощью датчиков, установленных на подвижной платформе, вычисляются ЬЬ, и eh<, их сумма ЬЬ„«hh<, а следовательно, и высота рельефа Н.

Устройство для измерения рельефа местности работает следующим образом.

При движении подвижной платформы по местности сигналы с выходов блока

2 датчиков хода колес и датчика 4 горизонта поступают в вычислитель

7. В вычислителе происходит вычисление перепадов высот рельефа поверхности ьЬ и ЬЬ . Затем сигналы с выхода вычислителя, пропорциональные ЬЬ„и Ah< поступают в интегратор. 5, а пропорциональные ЛЬ в сумматор 6. В интегратор 5 также поступают сигналы, с датчика 3 пройденного пути. В интеграторе происходит вычисление высот рельефа местности Н и H по уравнениям (2)..

С выхода интегратора сигнал поступает на второй вход сумматора 6, в котором по уравнению (3) вычисляется высота рельефа местности, расположенная в точке пересечения лазерного луча с опорной поверхностью.

3 1

Усредненная высота рельефа, расположенная под измерителем 8, „нн -дд, 2 (1) где Н,1 - высота рельефа под задним колесом;

Н„ - высота рельефа под измерителем 8; ь Ь - перепад высот рельефа между задним колесом и измерителем 8.

Высоты рельефа Н„ и Н определя2. ются из выражений б

Н =у дЪ дб и Н„= < .db„d5 (2)

-«1

О О где hh перепад высот рельефа между передними колесом и измерителем 8;

8 — пройденный путь;

1 — расстояние между передним или задним колесами и измерителем величины отрыва, измеренное в направлении продольной оси подвижной платформы.

Иэ (2) и (1) следует

Q ll

Н=- — + — 4 Ь +4 Ь dS

2 2t i < 2! (3)

Таким образо4 чтобы измерить высоты рельефа, необходимо в процессе движения подвижной платформы производить непрерывные измерения перепада высот неровностей рельефа

hhÄ ah<, а после того, как они измерены, произвести.их обработку в соответствии с уравнением (3).

Дпя вычисления высот неровностей рельефа ЬЬ„иаЬ надо знать ход передних и задних колес, а также углы наклона подвьйкной платформы.

На основании информации, поступаю-. щей далее от этих датчиков, вычисления ДЬ„и 6h< производятся вычислителем 7 по формулам

Ahq b cos (+1 з1пТ-b cosf, ЬЬ Ь cosP+K sinТ-Ь совf, где b. — проекция расстояния на

1 вертикальную ось машины расстояния от точки контакта i-ro колеса с поверхностью до измерителя величины отрыва колеса от грунта;

Ъ вЂ” расстояние от измерителя величины отрыва колеса от грунта до рельефа поверхности;

Устройство работает по описанному принципу в том случае, когда . колеса находятся в безотрывном положении с. поверхностью. При отрыве одного из колес устройство работает аналогичным образом. Отличие состоит только в том, что в безотрывном положении значения Ь определяются с помощью соответствующего датчика 2, а при отрыве — с помощью измерителя

8 величины отрыва. Иомент отрыва колеса от грунта фиксируется датчиком 9 по информации, поступающей от датчика 2; Отключается датчик 2 хода колеса и подключается измеритель 8 к вычислителю 7 коммутатором 10 по сигналу от датчика предельного положения колеса.!

0894!4

Составитель Ю. Петраковский

Редактор А, Курах Техред.И. Метелева 1 орректор А. Лзятко

Заказ 2918/37 Тираж 587 Подписное

В16ПП?И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",,г. Ужгород, ул. Проектная, 4