Устройство для измерения скорости и угла рыскания транспортного средства

 

Изобретение относится к измерительной технике и решает задачи повышения точности измерения скорости и определения угла рыскания и расширения функциональных возможностей для наземных транспортных средств Целью изобретения является повышение точности измерения При движении транспортного средства каждая пара сигналов от первого датчика 1 и от основного 2 или одного из дополнительных вторых датчиков 3 неоднородностеи поверхности дороги, расположенных так. что датчики 1 и 2 размещены в вертикальнопродольной плоскости на известной мерной базе, а датчики 3 - на известном расстоянии от датчика 2 по обе стороны от него на прямой, перпендикулярной вертикальнопродольной плоскости проходит корреляционную обработку в блоках 4 определения

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 P 3/64

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ (21) 4442396/10 (22) 17.06.88 (46) 15.03.91. Бюл. М 10 (72) Б.А. Бачурин, К.К. Ещин, В.И. Заровский и Н.Ф. Пантелеев (53) 531.768(088.8) (56) Белоглазов И.Н., и др. Основы навигации йо геофизическим полям, M.: Наука, 1985. с. 16. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И УГЛА РЫСКАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к измерительной технике и решает задачи повышения точности измерения скорости и определе„„. ЫÄÄ 1635143 А1 ния угла рыскания и расширения функциональных возможностей для наземных транспортных средств. Целью изобретения является повышение точности измерения.

При движении транспортного средс1ва каждая пара сигналов от первого датчика 1 и от основного 2 или одного из дополнительных вторых датчиков 3 неоднородностеи поверхности дороги, расположенных так, что датчики 1 и 2 размещены в вертикально. продольной плоскости на известной мерной базе, а датчики 3 — на известном расстоянии оТ датчика 2 по обе стороны от него нэ прямой, перпендикулярной вертикальнопродольной плоскости, проходит корреляционную обработку в блоках 4 определения

1635143

30 временной задержки; состоящих из коррелятора 5, регулятора 6 и блока 7 регулирования взаимной задержки, Выходные системы блоков 4 сравниваются в многовходовом компараторе 14, выходное напряжение которого на одном из его выходов, соответствующем определенному блоку 4, с максимальным выходным сигналом, формирует с помощью блока 15 формирования угла рыскания на выходной клемме 16 сигнал

Изобретение. относится к иэмеригельной технике и может быть использовано для измерения скорости и угла рыскания транспортного средства.

Цель изобретения — повышение точности измерения скорости за счет учета непараллельности направления движения транспортного средства и мерной базы, а также измерение угла рыскания, например, для компенсации погрешности токоприводчиков, На чертеже изображена с(руктурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый датчик 1 и основной второй датчик 2 неоднородностей поверхности дороги, расположенные по направлению движения в вертикально-продольной плоскости на известной мерной базе D, дополнительные вторые датчики 3, размещенные на известном расстоянии от основного второго датчика 2 на прямой, перпендикулярной к вертикально-продольной плоскости и проходящей через датчик

2. Г1ервый датчик 1 и каждый второй дат (ик

2(3) подключены к двум входам соответствующего блока 4 определения временной задержки, состоящего из последовательно включенных коррелятора 5, регулятора 6 и блока 7 регулирования временной задержки. При этом один из входов блока 4 через соответствующий ключ 8, элемент ИЛИ 9, блок 10 умножения и блок 11 деления, у которого вход делимого соединен с шиной

12 сигнала величины Д, связан с выходной клеммой 13 сигнала скорости, а второй выход блока 4 соединен с одним из входов многовходового компаратора 14. Каждый выход многовходового компара гора 14 подключен к управляющему входу i оответствующего ключа 8, а также связан с одним из входов блока 15 формирования величины угла рыскания, выход которого подключен к выходной клемме 16 сигнала угла рыскания и через косинусный преобразователь 17. соугла рыскания, а также пропускает через один соответствующий ключ 8 сигнал временной задержки от определенного блока 4. который, проходя через элемент ИЛИ 9, блок 10 умножения, второй вход которого через косинусный преобразователь 17 соединен с клеммой 16, блок 11 деления, второй вход которого подключен к шине 12 сигнала мерной базы, преобразуется на выходной клемме 13 в сигнал скорости. 1 ил. единен с вторым входом блока 10 умножения.

Устройство работает следующим обра- зом.

5 При движении транспортного средства неоднородности поверхности дороги сначала фиксируются первым датчиком 1, а затем через определенные задержки времени— вторыми датчиками 2(3). В условиях наличия

10 угла рыскания между скоростью и мерной базой неоднородности движутся от первого датчика 1 по траектории к определенному для данного угла рп второму датчику 3, а сигнал xt(t) первого датчика 1 и сигнал x2>(t)

15 и-го второго датчика 2 через время эадерж ( ки, равное т„= — „оказываются равными

v друг другу:

Каждая пара выходных сигналов от датчика 1 и одного из датчиков 2(3) поступает на два входа соответствующего блока 4 определения временной задержки. В каждом блоке 4 определения временной задержки в корреляторе 5 производится вычисление взаимной корреляционной функции R(no формуле

R((т () = — х) (Т) х ((T — Tj) Й, (2) т, где Т вЂ” время наблюдения, т, — время задержки сигнала xt(t) в i-й регулируемой линии задержки, управляемой i-ым регулятором, при котором величина R(достигает своего максимального значения.

При этом производится непрерывно

40 подстройка регулятором 6 блока 7 регулирования временной задержки так, что на выходе корреллятора 5 поддерживается максимально возможная для данной пары сигналов величина В((т().

1835143

Для и-го блока 4 определения временной задержки (еследствие выполнения условия (1) для пары входных сигналов) величину взаимной корреляционной функции Rï определяют по формуле

D 1 р

R () — f x<(t)xt(t )dt, < t-T при этом она в силу свойств корреляционной обработки стволов превосходит по амплитуде значение взаимных корреляционных функций, рассчитанных в остальных блоках 4, т.е. Rn (tn) ) Rl (г<)1 n.

Вычисленные значения корреляционных функций выходов блоков 4 определения временной (корреляторое 5) задержки поступают на входы многоеходового компаратора 14, где сравниваются между собой.

Поскольку R> (ò«) ) R> (т<) i n, то на и-ом выходе компаратора 14 формируется напряжение, которое, во-первых, поступает в блок

15 формирования угла рыскания, во-вторых, открывает один и-й ключ 8 (остальные ключи остаются закрытыми).

Появление на N+1-ом входе блока 15 формирования напряжения величины угла рыскания приводит к формированию на его выходе деои гного кода, соответствующего з«ачению угла <р рыскания, который для данного N-ro датчика 3 равен

Лh, 0 . Сигнал <р выводится на выходную клемму 16 устройства, а также поступает на один из входов блока 10 умножения через косинусный преобразователь 17.

На второй вход блока 10 умножения подается сигнал т, временной задержки. который снимается с второго выхода и-го блока 4 (регулятора б) и проходит через открытый N+1-й ключ 8 и элемент ИЛИ 9.

В блоке 10 умножения образуется сигнал Гл cos <р, который делит е блоке 11 деления сигнал D мерной базы, поступающий с шины 12, формируя тем самым искомый уточненный сигнал скорости v . который выводится на выходную

rcosrp клемму 13 устройства.

При изменении угла <р рыскания происходит изменение номера блока 4 определение временной задержки с максимальной взаимно корреляционной функцией, цикл измерений <р и v повторяется и тем самым осуществляется как бы "слежение" номером и за изменением угла рыскания. При этом число дополнительных вторых датчиков 3 выбирают так, чтобы, во-первых, перекрыть весь возможный диапазон изменения <р, а

° во-вторых. обеспечить заданную погрешность измерения угла <р.

Формула изобретения

YcrpoActao для измерения скорости и угла рыскания транспортного средства. содержащее основные первый и второй датчики неоднородностеи поверхнос1и дороги, установленные на транспортном средстве на заданном расстоянии друг относительно друга е вертикально-продольной плоскости по направлению движения транспортного средства, блок регулирования временной задержки, коррелятор, делитель, при этом основнои первый дат<их неоднородности поверхности дороги подключен к блоку регулирования временной задержки, основной второй к первому входу коррелятора, выход которого связан с б< оком регулироеэния временной задержки, а выход делителя является выходом устройства. о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерений, в него введены N дополнительных вторых датчиков, N дополнительных корреляторов, N 1 регуляторов, N блоков регулирования временной задержки, <лногоеходоеый компаратор, блок формирования угла рыскания, косинусныи преобразователь, блок умножения. N-1 ключей и элемент ИЛИ. причем каждыи из

N дополнительных датчиков размещен на определенном расстоянии от основного второго датчика по обе стороны от него на прямой, перпендикулярной еертикагьнопродольной плоскости и проходяще<л через основной второй датчик, выход каждого из

N дополнительных датчиков соединен с еторьпл входом соотеетст еующего дополнительного коррелятора. выход которого соединен с соответствующим входом многоеходоеото ко<лпаратора и с входом соответствующего регулятора, выход которого подключен к первому входу соответствующего блока регулирования временной задержки, второй вход которого соединен с первым датчиком, а первый вход — с первым входом соответствующего ключа, выход которого подключен к одному ",з входов элемента ИЛИ, а второй управляющий вход — к соответствующему выходу многоеходоеого компаратора и к соответствующему входу блока формирования величины угла рыскания, выход которого соединен с выходной клеммой сигнала угла рыскания и с входом косинусного преобразователя, выход которого подключен к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а его выход — с первым входом блока деления.