Способ определения координат наземного колесного объекта и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к навигационным измерениям и может быть использовано для определения текущих прямоугольных координат по информации о пройденном пути и угла между продольной осью наземного колесного объекта и проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса. Цель изобретения - расширение области применения навигационной системы на наземных колесных объектах. Поставленная цель достигается тем, что вместо определения дирекционного угла ft гироскопическим прибором на начальной точке и в процессе движения предлагается использовать измеритель угла между продольной осью наземного колесного объекта и проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса с последующим вычислением угла а между направлением продольной оси и одной из осей опорной прямоугольной системы координат. 2 с.п.ф-лы. 3 ил. Ј

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)3 6 01 С 21/04

ГОСУДАРСТВЕНОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГоспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Q-а-1+Ля;

Ху - Хи+ Ь $у cos (а );

Yy Yyq + A S< sin (Q) ) К АВТОРСКОМУ - СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4810400/22 (22) 06.04.90 (46) 30.05.93. Бюл. М 20 (75) Ю.П.Григораж. В.К.Паршаков, B,Ì.Ãîðбачев, А.И.Сдвижков, И.А.Кошелева и

В.И. Медведев (56) 1. Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л.;

Энергия, 1974.

2. Навигационная аппаратура ТНА-4. техническое описание ПБ1.590.021 ТО, 1977, с.13, 38. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ

НАЗЕМНОГО КОЛЕСНОГО ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к навигационным измерениям и может быть использовано для определения текущих прямоугольных координат по информаИзобретение относится к области навигационных измерений и может быть использовано для определения текущих прямоугольных координат по информации о пройденном пути и угле между продольной осью наземного колесного объекта и проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса.

В настоящее время известна наземная навигационная система типа ТНА — 4, определяющая прямоугольные координаты через полярные, т.е. по величине пройденного пути и величине дирекционного угла.

Способ определения координат навигационной системой типа ТНА — 4 является наиболее близким техническим решением.,, Ы,, 1818534 А1 ции о пройденном пути и угла между продольной осью наземного колесного объекта и проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса. Цель изобретения — расширение области применения навигационной системы на наземных колесных объектах. Поставленная цель достигается тем, что вместо определения дирекцион ного угла Р гироскопическим прибором на начальной точке и в процессе движения и редлагается испол ьзовать измеритель угла между продольной осью наземного колесного объекта и проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса с последующим вычислением угла а между направлением продольной оси и одной из осей опорной прямоугольной системы координат. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

Этот способ заключается в том, что в процессе движения циклически измеряют элемент пути и вычисляют координаты путем проектирования этого элемента пути на соответствующие оси координат с последующим суммированием. где с4- дирекционный угол текущей точки;

AQ — приращение дирекционного угла;

1818534 а -i — дирекционный угол предыдущей точки;

Хь Y — координаты текущей точки;

Л Si — величина элемента пройденного пути;

Xi 1, Y i — координаты предыдущей точки..

Система THA-4 состоит из датчика угла и датчика пути, связанных с координатором.

Однако известный способ имеет следу-. 10 ющие недостатки, Данная система требует жесткой привязки к широте местности гироскопического прибора, определенногб времени подготовки к работе, а также технической сложности и значительной стоимости применяемого гироскопического прибора.

Целью данного изобретения является расширение области применения навигационной системы на наземных колесных объ- 20 ектах.

Поставленная цель достигается тем, что вместо определения дирекционного угла

P гироскопическим прибором на начальной точке и в процессе движения, предлагается испольэовать измеритель угла между продольной осью наземного колесного объекта (НКО) и проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса с последующим вычислением угла а между направлением 30 продольной оси НКО и одной из осей опорной прямоугольной системы координат.

Фиг.1-3 иллюстрируют изобретение.

Рассмотрим определение приращений Ла угла а(фиг.1, поясняющая зависимость угла 35

/3 от радиусов поворота передних и задний колес), где Li — расс ояние от оси заднего колеса до оси рулевой олонки;

L2 — расс . ние от оси переднего колеса 40 до оси рулев i колонки;

Ri — ради с поворота заднего колеса;

Rz — радиус поворота переднего колеса;

p — угол между продольной осью наземного колесного объекта и проекций на гори- 45 зонтальную плоскость переднего колеса (угол между направлениями "заднее колесо — рулевая колонка" и "переднее колесо — рулевая колонка").

RiiLi u RzJ L2, т.к. радиус, проведенный в точку касания прямой, ей перпендикулярен. Следовательно, P = Pi как угли с соответственно перпендикулярными сторо-, нами, Затем сделаем следующие преобразования: выразим Ri ч Rz черезP, Li и 1.2.

Li+

L2

12

Rt — С 08 — Lr erg p+ — —,(2) то (p)»n (p) 12

sIn (p) L1

sin (P) +

L1 — И

sin P

Учитывая, получаем:

Li L2 +

И

cos

При Lz «Li и Li - L изменение угла а определяется как

Лай =Х вЂ” sin (P ) L и соответственно определяются текущие координаты:

XN - ÕN-1 + Л $и cos (ao Z — »и (,9 ) ) (3)

YN = YN-i + ASN »и (Яр+ Х вЂ” sin (pi ))

На фиг. 3 приведена блочная схема устройства, реализующая данный способ, на которой даны следующие обозначения:

p.— угол между продольной осью Н КО и проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса;

S — элемент пройденного пути:

AS — расстояние между двумя пройденными точками;

L- расстояние между осями передних и задних колес, величина базы НКО; а- увеличение угла между направлением продольной оси НКО и одной иэ осей опорной прямоугольной системы координат, При постоянном углефдвижение происходит по окружности, тогда (фиг.2) поясняющая зависимость изменения угла аот радиуса поворота и величины пройденного пути, при прохождении элемента пути S, угол а изменится на величину Ла. Рассмотрим движение поворотного переднего колеса, у=Ла=

Яр

1818534

Ла — приращение угла а

Устройство для определения координат HKO состоит из датчика пути 1 и координатора 2 с начальными значениями координат, причем выход датчика пути 1 соединен с первым входом координатора 2.

В нее дополнительно введены датчик угла между продольной осью HKQ u проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса 3, синусный преобразователь 4, блок умножения 5, сумматор 6 и регистр с начальным значением дирекционного угла 7, соединенные по5

15 следовательно, а также задатчик кода отношения цены импульса датчика пути к базе НКО 8. соединенный со вторым входом блока умножения 5, причем выход регистра 7 соединен со вторым входом сумматора 6 и вторым входом координатора 2, а второй вход регистра соединен с датчиком пути.

Устройство для определения координат

Н КО работает следующим образом.

В исходном состоянии на координате 2 устанавливают начальные значения координат X и У, а в регистре 7 — значение угла а НКО.

При движении НКО, по прохождении

35 пути, соответствующего цене импульса, датчик пути 1 вырабатывает импульс, по которому координатор 2 вычисляет значение текущих координат в соответствии с выражением (1).

Текущее значение угла а в процессе движения определяется следующим образом.

Датчик угла 3 определяет угол Р между продольной осью НКО и проекцией поворотного колеса на горизбнтальную плоскость, и его значение подается на синусный преобразователь 4, который вычисляет код

40 ла а записывается в регистр 7. Таким образом на координатор 2 поступает

-текущее значение угла а, определенное в соответствии с выражением:

55 ай = аь -1+ ($/ ) з!п g4); N - -1,2,3..., Координатор 2 вычисляет значения координат в соответствии с выражением (1) и (3). синуса этого угла. Блок умножения 5 определяет величину поправки к углу h,à, перемножая код з!и (j6) на величину отношения 45 цены импульса датчика пути к базе 8, т.к. на сумматоре 6 зта поправка прибавляется к текущему значению угла а, код которого поступает с выхода регистра 7. Ilo каждому импульсу пути новое значение уг- 50

В качестве датчика угла можно использовать разнообразные преобразователи угол-код, описанные в (2). Вал датчика соединяется с рулевой колонкой, а его корпус— с шасси HKO.

Формула изобретения

1, Способ определения координат наземного колесного объекта, включающий дискретное измерение в процессе движения объекта приращений пути, проектирование полученного приращения на оси базовой системы координат, суммирование одноименных проекций с учетом начальных условий, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования, в процессе движения измеряют угол Р между продольной осью наземного колесного объекта и проекцией поворотного колеса на горизонтальную плоскость, а значения текущих координат определяют в соответствии со следующими зависимостями:

Хм-Хм-1+ Ь$м соз(а +Х з1п (P ), N Д,$

Уи - Ytv-1+ Ь$н з!п(ао+Х з1п (P ), N / $(L где P — угол между продольной осью наземного колесного угла и проекцией поворотного колеса на горизонтальную плоскость;

XN, Ум — координаты текущей точки;

Xw, Ум-1 — координаты предыдущей точки;

Л Sty — расстояние между двумя текущими точками;

Л$ — приращение пути;

L- величина базы наземного колесного объекта;

N-1,2,3...; ао — начальное значение дирекционного угла.

2. Устройство для определения координат наземного колесного объекта, содержащее датчик пути и координат с начальными значениями координат, причем выход датчика пути соединен с первым входом координатора,отличающееся тем,что,с целью сокращения времени подготовки к работе и расширения области использования, в него введены датчик угла между продольной осью наземного колесного объекта и проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса, синусный преобразователь, блокумножения, сумматор и регистр с начальным значением дирекционного угла. соединенные последовательно, а также задатчик кода отношения цены импульса датчика пути к базе наземного колесного

1818534 обьекта, соединенный со вторым входом блока умножения, причем выход регистра соединен с вторым входом сумматора и вторым входом координатора, второй вход регистра соединен с датчиком пути.

1818534

1818534

Составитепь К. Паршаков

Редактор Л. Народная Техред M. Моргентал Корректор М. Петрова

Заказ 1933 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, упХагараиа, 101

Способ определения координат наземного колесного объекта и устройство для его осуществления Способ определения координат наземного колесного объекта и устройство для его осуществления Способ определения координат наземного колесного объекта и устройство для его осуществления Способ определения координат наземного колесного объекта и устройство для его осуществления Способ определения координат наземного колесного объекта и устройство для его осуществления Способ определения координат наземного колесного объекта и устройство для его осуществления 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания средств измерения координат, скорости и угловых величин объекта в автоматических системах управления

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для создания средств измерения координат, скорости и угловых величин объекта в автоматических системах управления

Изобретение относится к робототехнике и предназначено для определения пространственного положения по всем трем декартовым координатам и угловой ориентации по всем трем возможным направлениям вращения вокруг осей тележки мобильного робота при ее перемещении по поверхностям, близким к горизонтальным, например по напольным покрытиям производственных помещений

Изобретение относится к робототехнике и предназначено для определения плоских декартовых координат и углового положения тележки мобильного робота при его перемещении по горизонтальной поверхности в заданном помещении

Изобретение относится к навигации с помощью наземных средств

Изобретение относится к устройствам отображения карты

Изобретение относится к функциональным элементам систем автоматического управления /САУ/

Изобретение относится к технике предотвращения столкновений транспортных средств (ТС) с пешеходами

Изобретение относится к области космического приборостроения и может найти применение в автоматизированных системах навигационно-баллистического обеспечения в условиях неполной реализации штатной схемы проведения радиоконтроля орбиты. Технический результат - повышение точности и оперативности позиционирования ИСЗ. Для достижения данного результата по измерениям текущих навигационных параметров на коротком мерном интервале осуществляют итерационное уточнение вектора состояния на множестве корректности, с использованием проверочной последовательности пробных итераций в условиях неполной реализации штатной схемы проведения радиоконтроля орбиты. При этом использованы процедуры статистической обработки сеансов измерений текущих навигационных параметров. Условия устойчивости и достоверности измерений обеспечено на основе формирования проверочной последовательности альтернативных решений, содержащих оптимальное решение, которое выбирается по принципу соответствия ему проекции вектора ошибки измерений текущих навигационных параметров на пространство уточняемых параметров, не превосходящей заданную ошибку определяемого вектора параметров движения искусственного спутника Земли. 1 ил.

Изобретение относится к астроинерциальным навигационным системам, в которых основная навигационная информация корректируется по сигналам, поступающим с выхода астровизирующего устройства. Характеризуется тем, что для обнаружения визируемой звезды при наличии фоновой помехи высокого уровня формируется накопитель, состоящий из N регистров для хранения N последних выходных сигналов телеблока, и циклический счетчик, меняющийся от единицы до N на каждом цикле поступления выходного сигнала телеблока. Текущий выходной сигнал телеблока запоминается в регистре накопителя, номер которого определяется значением циклического счетчика. Для повышения точности определения координат визируемой звезды, при наличии градиента фоновой помехи высокого уровня, номер регистра накопителя определяется как текущее значение циклического счетчика и 3/4 числа N регистров накопителя, взятое по модулю N. Техническим результатом является повышение точности визирования звезды за счет компенсации градиента фоновой помехи. 6 ил.
Наверх