Способ управления движением транспортных средств

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 08 G 1/04

НОЕ ПАТЕНТНОЕ

CCP

CCP) -"-ьМЙ!йМ !Й- ТИЙИЕСКИ ; ...: ЬЛИОТЕКА ( ( ( ( ( ( (Т (мо д и

Ц о н

АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1) 4816257/24

2) 19.04.90

6) 30,08,93, Бюл.N 32

1) Научно-исследовательский институт иэрительной техники

2) Б,П.Турченев б) Автооское свидетельство СССР

511596, кл. G 08 G 1/01, 1976.

4) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ

АНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

7) Изобретение относится к автоматике и жет быть использовано для предупрежния столкновений на транспорте. Целью обретения является повышение функональной надежности способа, Способ нован на излучении запросных радиосиглов. На транспортных средствах (ТС) и

Изобретение относится к автоматике и жет быть использовано на подвижных, арийно-опасных транспортных средстх — автомобилях, троллейбусах, судах, подах и др.

Цель изобретения — повышение функциальной надежности способа, Ниже приведен пример осуществления особа.

Структурная схема устройства для осуествления способа представлена на фиг.1, юры напряжений — на фиг.2.

Устройство сбдержит комплект формивания единого сигнала запроса (радиостаню) 1, в который входит высокочастотный нератор 1, модулятор 2, 1-й усилитель ощности 3, передающая антенна 4, первый етчик 5, цифроаналоговый преобразоваль 6 и 1-й широтно-импульсный (ШИМ) одулятор 7; комплект активного потенци„„5U„„1837351 А1 препятствиях в момент приема запросных радиосигналов излучают ответные ультразвуковые сигналы. При этом на ТС подсчитывают и запоминают число излученных периодов ультразвукового сигнала. На ТС принимают ультразвуковые сигналы, сравнивают их число периодов с последним запомненным числом, при их совпадении сравнивают амплитуду принятого ультразвукового сигнала с двумя порогами. Для сигналов, превысивших оба порога, дальность от ТС до другого ТС или препятствие вычисляют по формуле L = V/t. Для сигналов, превысивших только один порог, L =

=0,5V/t, где t — задержка между препятствием и излученными сигналами, Если L>Lmln, уменьшают скорость ТС. 2 ил. ального препятствия II, (которое само по себе не может быть источником опасности), содержащий 1-ю приемную антенну 8, первый в/ч — усилитель 9, первый делитель частоты 10, второй усилитель мощности 11 и первый ультразвуковой излучатель 12; комплект аварийно-опасного транспортного средства III, в который входят 2-я приемная антенна 13, второй в/ч — усилитель 14, второй делитель частоты 15, третий усилитель мощности 16, второй УЗ-излучатель 17, ультразвуковой микрофон 19, усилитель 20, первый детектор 21, второй детектор 22, источник опорных уровней 23 инвертирующий элемент задержки 24, первая схема сравнения 25, вторая схема сравнения 26, первая схема ИЛИ-27, второй счетчик 28, третий счетчик 29, компаратор кодов 30, первая схема И 31, вторая схема ИЛИ 32, датчик скорости 33, второй LLINM — модуля1837351 тор 34, третий ШИМ-модулятор 35, вторая . схема И 36, первый и второй элементы задержки 37 и 38, ждущий мультивибратор

39, исполнительный механизм 40, инвертирующий расширитель импульсов 41.

Элементы схемы соединены, как показано на фиг.1.

Кроме того, на фиг.1 отображено препятствие 18, не оснащенное приемоответчиком ("немое"), отраженный от которого

УЗ вЂ” сигнал И принимается УЗ вЂ” микрофоном 19, а также принимаемые микрофоном

19 ультразвуковой сигнал Н от ответчика, находящегося в неопасной зоне, но в пределах рабочей дальности действия устройства, и сигнал Д от ответчика, находящегося за пределами рабочей дальности.

Устройство работает следующим образом. Высокочастотный генератор вырабатывает непрерывный синусоидальный сигнал в диапазоне средних или коротких волн, который поступает на модулятор 2 и первый двоичный счетчик 5, объем которого выбирается так, чтобы его полное заполнение занимало несколько секунд. Коды 2 — 3 старших разрядов счетчика 5 поступают на цифроаналоговый преобразователь 6, на выходе которого образуется ступенчатое напряжение (см.фиг.2а), с длительностью "шага" (цикла) примерно 1 сек. Это напряжение воздействует на 1-й широтно-импульсный модулятор 7, синхронизируемый от младшего из выбранных старших разрядов счетчика 5, в результате чего на выходе

ШИМ-модулятора 7 образуются изменяющиеся по длительности импульсы (фиг.2б), На модуляторе 2 они воздействуют на высокочастотный сигнал, который проходит через 1-й усилитель мощности 3 и через передающую антенну 4 периодически излучается в пространство (фиг.2в). Этот радиосигнал принимается 1-й приемной антенной

8 активного препятствия П, усиливается 1-м в/ч усилителем 9 и делится по частоте 1-м делителем частоты 10 до ультразвукового диапазона 25-30 кГц. Этот ультразвуковой сигнал проходит 2-й усилитель мощности 11 и возбуждает 1-й ультразвуковой излучатель

12, с выхода которого ответный ультразвуковой импульс излучается в пространство (фиг.2г), Как мы видим, длительность и число периодов радио- и ультразвукового сигналов каждый раз меняются. Одновременно на аварийноопасном обьекте II I также принимается 2-й приемной антенной 13 радиоимпульс запроса, который проходит 2-й в/ч — усилитель 14, второй делитель частоты 15, аналогичный делителю 10, третий усилитель мощности 16 и второй УЗ вЂ” излучатель 17, в результате чего также излучается в пространство ответный ультразвуковой импульс (фиг.2г), Задержкой по времени из-за значительной разности скоростей радиосигнала и ультразвука (100.10 и 330 м/сек) можно пренебречь, учитывая небольшие опасные расстояния между объектом и препятствием (в пределах 100-150 M), Излученный активным препятствием или другим транспортным средством ответный УЗ-импульс, если они находятся на пути следования аварийно-опасного объекта III, принимается его направленным УЗ-микрофоном 19, усиливается усилителем 20 (фиг.2д-А), детектируется 1-м детектором 21 (фиг.2е-А) и постУпает на вторые входы 1-й и 2-й схем сравнения 25 и 26, на первые входы которых поступают соответственно низкий М и высокий Б потенциалы (см.фиг.2е) от источника опорных уровней

20 23. Сигнал об опасности передается на исполнительный механизм 40 только в случае равенства числа периодов излученного в данном цикле (последнего по времени) и принятого ультразвуковых импульсов. Это делается следующим образом. Высокочастотный сигнал от усилителя 14 детектируется 2-м детектором 22 (фиг.2ж). Передним фронтом этого импульса обнуляется 2-й счетчик 28, который подсчитывает и запоминает до сле30 дующего запроса число излучаемых периодов ответного сигнала, поступающего от

2-ro делителя I5, одинакового с 1-м делителем 10, Код со 2-ro счетчика 28 поступает на

2-й вход компаратора кодов 30, на 1-й вход которого поступает код с 3-го счетчика 29, подсчитывающего число периодов принимаемого сигнала с усилителя 20 (фиг.2д).

При этом счетчик 29 обнуляется как в начале цикла — со 2-го детектора 22, так и по прихо40 ду каждого принятого импульса — с 1-ro детектора 21, через 1-ю схему ИЛИ 27, В случае равенства кодов на выходе компаратора 30 формируется импульс, действующий до прихода следующего принятого

45 импульса (фиг.2к). Сигнал от датчика скорости 33 (например, акселерометра) воздействует на 2-й и 3-й ШИМ вЂ” модуляторы 34 и 35, синхронизируемые сигналом со 2-го детектора 22 (фиг.2ж), которые вырабатывают

50 одинарный и двойной пределы временных задержек, относящиеся к ответному и эхосигналам (фиг.2л,м). Ответный продетектированный сигнал фиг.2е-А, поскольку он превосходит верхний опорный уровень Б, вызывает появление на выходе 2-й схемы сравнения 26 импульс (фиг.2н-А), который через 1-й элемент задержки 37 (фиг,2п) подается на 1-й вход 1-й схемы ИЗ1, на 2-й вход которой поступает импульс одинарного предела задержки (фиг.2л), на 3-й вход—

1837351 игнал от компаратора кодов 30 (фиг.2к), а а 4-й вход — задержанный на инвертируюем элементе задержки 24 сигнал с 1-го етектора 21 (фиг.2р). При совпадении сигналов по этим 4-м входам на выходе 1-й хемы И 31 появляется импульс (фиг.2с), коорый проходит через 2-ю схему ИЛИ 32 и зводит ждущий мультивибратор (реле ремени) 39, имеющий продолжительность мпульса, на 10 — 15% превышающую длительость цикла между запросами (см,фиг.2т). о этом импульсу срабатывает исполнитель.ый механизм 40, вырабатывал сигнал воителю и/или производя автоматическое орможение. Время задержки элементов

6 и.37 больше времени задержки инвертиующего элемента задержки 24, Пришедший от дальнего активного преятствия, находящегося вне рабочей эоны стройства "слабый" импульс (фиг,2д-Д) отосится к некоторому более раннему циклу имеет число периодов, не равное числу ериодов УЗ импульса, излученного в данном цикле (фиг.2г-1). Поэтому, хотя после го детектирования (фиг.2е-Д) 1-я схема равнения 25 формирует разрешающий импульс (фиг.2ф-Д), но компаратор кодов 30 не вырабатывает своего импульса разрешения (см,фиг.2к) и соответственно на выходе 2-й схемы И 36 не формируется импульс запуска (см,фиг;2с).

Таким образом, устройство "пренебрегает" импульсом, не относящимся к данному циклу и не производит ложную тревогу.

Ультразвуковой эхо-сигнал, отраженный от "немого" препятствия 18 (фиг.2д-П), пройдя УЗ микрофон 19, усйлитель 20 и 1-й детектор 21, поступает на 1-ю и.2-ю схемы сравнения 25 и 26, в результате чего на выходе 1-й схемы сравнения 25 вырабатывается импульс (фиг.2ф-П), который, пройдя

2-й элемент задержки 38 (фиг.2х-П), поступает на1-й вход 2-й схемы И 36, на 2-й вход ! которой с 3-ro LUMM-модулятора 35 подается импульс двойного предела задержки (фиг,2м), на 3-й вход — сигнал от компаратора кодов 30 (фиг,2к-П), а на 4-й вход — задержанный на инвертирующем элементе задержки 24 сигнал с 1-го детектора 21 (фиг.2р-П), В момент совпадения этих сигналов на выходе 2-й схемы И 36 формируется импульс запуска (фиг.2с-П), который через

2-ю схему ИЛИ 32 подается на вход жду щего мультивибратор 39 и подтверждает ! его "взведенное" состояние. Если бы не было ранее ответного импульса (фиг,2д-А), то импульс фиг.2с-П сам "взвел" бы мульти вибратор 39, и, далее, исполнительный ме, ханизм 40.

35 тем чтобы вывести подвижное транспортное средство иэ опасной зоны.

Возможны и другие варианты осуществления способа, например на основе фаэовой модуляции радиосигнала, с более

40 широким использованием дискретной техники и т,п.

Формула изобретения

Способ управления движением транспортных средств, основанный на излучении

45 запросных радиосигналов, приеме их на транспортных средствах и препятствиях, излучении с транспортных средств и препятствий ответных ультразвуковых сигналов в момент приема запросных радиосигналов, 50 измерении времени t между моментами прихода запросных и ответных сигналов, вычислении расстояния L между данным транспортным средством и другими транспортными средствами и препятствиями, 55 сравнении расстояния L с минимально допустимым расстоянием Lmln, уменьшении скорости движения транспортного средства, если L< lmln, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности способа, в момент приема иэТаким образом, устройство реагирует не только на ответные импульсы транспортных объектов и активных препятствий, оснащенных приемоответчиками, но и на

5 эхо-импульсы от "немых" препятствий.

Ответный импульс от препятствия, находящийся вне одинарного временного предела задержки (фиг.2д-Н), не вызывает появления запускающего импульса

10 (см.фиг.2с), т.к. при этом 1-я схема И 31 не открывается из-за прекращения к этому моменту, действия импульса одинарной задержки фиг.2л, а 2-я схема И 36 удерживается от открывания низким потенциалом на ее

15 5-м входе от инвертирующей схемы расширения импульсов 41 (фиг,2у), запускаемой передним фронтом сигнала 2-й схемы сравнения .26. Время расширения этой схемы . подбирается так, чтобы ее низкий потенци20 ал перекрывал действие задержанных им- . пульсов фиг,2х-А,Н, соответствующих сильным сигналам.

Если в следующем цикле в результате действия исполнительного механизма или

25 изменения обстановки не будет ответных и отраженных сигналов, соответствующих опасным расстояниям, то ждущий мультивибратор 39 возвращается в исходное состояние и не воздействует более на

30 исполнительный механизм 40. Если же обстановка не улучшилась, то вновь вырабатывается запускающие импульсы фиг,2с, вэводится ждущий мультивибратор 39 и включается исполнительный механизм 40, с

1837351 меняют длительность ответных ультразвуковых сигналов, на.каждом транспортном средстве. запоминают число периодов ответного ультразвукового сигнала, излученного последним, которое сравнивают с числом периодов принятых ответных и отраженных ультразвуковых сигналов. отбрасывают все принятые. ультразвуковые сигналы, у которых число периодов не равно запомненному, сравнивают амплитуды принятых ответных и отраженных ультразвуко вых сигналов с двумя порогами, первый из которых задает максимальную дальность приема излученных транспортными средствами и препятствиями ответных сигналов, а

5 второй — отраженных от транспортных средств и препятствий сигналов, для сигналов, превысивших оба порога, расстояние L вычисляют по формуле L - Чл, а для сигна.лов. превысивших только второй порог — по

10 формуле L=1/2.V,t, где V- скорость распространения ультразвуковых сигналов, 1837351

А

Д П

Д Д 7

Фиг.2

Редактор

Заказ 2869 Тираж Подписное

BHMMAI 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 а

Р

В - аи г

0 е О

Я

К

М

Н

О

П

Р

С

Составитель Б. Турченев

Техред М,Моргентал Корректор Л. Ливринц