Устройство для определения местоположения транспортного средства

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 14 19 Р 15/50 ИТЕТРЫТИЯМ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ СВИДЕТЕЛЬСТВ 8 ТОРСК 9 ради Калм ехническоваосков,ков В.П.Пол 88,8)425441981.284561986.аторияед. А971,5 на ЛунеП. Виногра 13, 67-8 цстеиу уарабения ие(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕ-СТОПОЛОЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в системах. управления автономными транспортными работами. Целью изобретения является повышениеточности. Устройство содержит датчикориентации, блок 2 курсоуказателя,блок 3 измерения пройденного пути,блок 4 микропрограммного управления,блок 5 преобразования координат,блок 6 суммирования приращений. 8 ил.(б)- %71 Изобретение относится к вычислите,ьной технике и может использоваться в системах управления автономнымитранспортными работами.5Целью изобретения является повышение точности.На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства;, на фиг. 2 - схемадатчика ориентации; на фиг. 3 - 10схема блока курсоуказателя; нафиг, 4 " пояснения конструктивныхособенностей свободно катящегося колеса блока измерения пройденного пути; на фиг. 5 - схема блока измерения пройденного пути; на фиг. 6 -схема блока микропрограммного управления; на фиг. 7 - схема блока преобразования координат; на фиг, 8 -схема блока суммирования приращений. 20Устройство содержит датчик 1 ориентации, блок 2 курсоуказателя,блок 3 измерения пройденного пути,блок 4 микропрограммного управления,, блок 5 преобразования координат, блок 256 суммирования приращений, выходы7-9 устройства, связь 10 гировертикаль 11, гирогоризонт 12, преобразователи 13 и 14 угол - код, курсоуказатель 15, преобразователь 16 угол - ЗОкод, измерительное колесо 17, ось 18,штангу 19, вращающуюся вилку 20, ось21 вращения, втулку 22, корпус 23транспортного средства, преобразователь 24 угол - код, датчик 25 оборотов, генератор 26 тактовых импульсов,счетчик 27, триггер 28, элемент И 29,счетчик 30, узел 31 памяти микрокоманд, регистры 32 - 35, узлы 36 и 37памяти, общие шины 38 и 39, регистры40 и 41, арифметическо-логическийузел (АЛУ) 42, регистр 43, умножитель44, регистры 45-49, связь 50, общуюшину 51, сумматоры 52-54, регистры55-60. 4Функционирование устройства поясняется следующими математическимивыражениямивектор перемещения центра масс транспортного средства за время между моментами Сйвектор перемещения измерительного свободно катящегося колеса эа время между моментамии , в системекоординат, связаннойс точкой закрепления свободно катящегося колеса к корпусу транспортного средства (ТС);- матрица, устанавливающая связь между системой координат, связанной с точкой закрепления свободно катящегося колеса к корпусу ТС, и координатами подвижной системы координат, связанной с корпусом транспортного средства (где ось Х совпадает с продольной осью транспортного средства, а ось У - с поперечной, а ось г перпендикулярна плоскости Х, 1) при повороте плоскости измерительного колеса на угол Ъ5 в (е )Г(ц;) - матрицы, определяющие связь между не подвижной и подвижной системами координат при поворотеподвижной системы науглы крена, дифферента 9 и курса1 О 0Г ( ) = 0 соз; яз.п; (3)Э -зж; соя,еВектор перемещения измерительногосвободно катящегося колеса определяется, как5 148Устройство работает следующим образом,В момент включения питания осуществляется сброс всех регистров,триггеров и счетчиков в исходноенулевое состояние, При перемещениисвободно катящегося колеса по поверхности электрические импульсы от импульсного датчика 25 оборотов измерительного колеса 17 поступают на входсчетчика 27 блока 4. После поступления определенного количества импуль- "сов (заранее заданного в соответствии с требуемой частотой просчетаочередных приращений координат) срабатывает триггер 28, в результатечего логическая "1" поступает навход элемента И 29 и разрешает поступление тактовых импульсов с генератора 26 на счетный вход счетчика 30,который, в свою очередь, вырабатываетпоследовательность адресов для адресного входа узла 31 памяти микрокоманд.Последовательность микрокоманд,поступающих с выхода узла 3 1, обеспечивает выполнение операций в соответствии с алгоритмом работы системыв виде математических формул (1)(6). Первая микрокоманда реализуетзапись цифровых двоичных кодов значения углов дифферента 9 , кренакурсац ив регистры 32-35 блока 5. В регистре 45 хранится значение компоненты Х исходного вектораперемещения Чп;, . Последовательность1-1,1дальнейших вычислений определяетсявыражением (1). Блок 5 реализуетпоследовательное умножение трехком-.понентного вектора (6) на матрицыпреобразования координат (2)-(5),которое происходит следующим образом.После умножения исходного вектора(6) на матрицы (2) получают промежу 1точные значения координат Х , У , Ев виде тождествХ = х соя + у яхп;У = х" яь.п+ у" соя 3; (7) Е = г". Зто реализуется в блоке 5 следующим образом.Значение Х" из регистра 45 выдается на общую шину 39 и записывается в регистр умножителя 44.Значение углаиэ регистра 35 выдается на общую шину 38. Одновременно 18016с этим включается в работу узел 37,где хранится функция соя. Таким образом, появившееся на общей шине 39значение соя Р записывается в региструмножителя 44Приходит команда умножения, покоторой два сомножителя, записанныев регистрах умножителя 44, перемножаются и в этом же такте управлениязаписываются в регистр 40,Значение уф из регистра 46 (у= О, см. (6 записывается в региструмножителя 44.Значение углаиэ регистра 33через узел 36 и шину 39 записываетсяв регистр умножителя 44.Сомножители, записанные в регистрах умножителя 44, перемножаются, и .результат записывается в регистр 41,В этом же такте управления два слагаемых иэ регистров 40 и 41 выдаютсяна. узел 42, где они складываются,а результат записывается в регистр25 43, откуда через общую шину 39 переписывается в регистр 47,Значение х из регистра 45 считывается и через общую шину 39 записывается в регистр умножителя 44.Синус углаиз регистра 33 черезобщую шину 38 и узел 36 записываетсяв регистр умножителя 44.Происходит умножение двух чиселв умножителе 44 и запись результатав регистР 40,Значение у из регистра 46 запиФсывается через общую шину 39. в регистр 41.В АЛУ 42 число из регистра 40вычитается из числа регистра 41 иразность записывается в регистр 43,откуда через общую шину записываетсяв регистр 49,Код числа г (см. (6 из регистра 46 через общу шину 39 записывается в регистр 49,В регистрах 47-49 расположеныпромежуточные результаты Х У , Ес ю ф(см. (7.у В 1Исходные координаты Х, У, Е умножают на матрицу преобразования (3)и получают промежуточный вектор ввидеХ = х;у" = у.соя - г, я 3.п; (8)Е = у. я п - гсояВычисления (Я) проводятся аналогичным образом, в результате чего полу 7 1481801И В чают промежуточные значения Х , У Е" в регистрах 47-49.Следующее преобразование при повороте вектора на угол имеет следующий вид (см, (4Х = х соз 0 + г з 1 п 8ш 112 = г соз 9 - х з 3.пО. (9) Осуществляя последнее преобразование,(см. (5, получают окончательные приращения координат Х, У, 2 в соответствии с выражениемуПХ = х созЦ + узхпр;У = -х" зхпф+ у" соз; (10)1Е=гБлок 6 суммирования приращений после окончания работы блока 5 осуществляет суммирование приращений координат по компонентам Х У, Е, которое происходит следующим образом. От вьгхода блока 5 выдаются значения приращения по координате Х ( из регистра 47) на общую шину 51 блока 6. В этот момент срабатывает регистр 55 в режиме "Запись с выдачей". Исходное число, записанное в регистр 55, равняется нулю, поэтому на сумматор 52 поступают два числа: первое с общей шины 51 и второе с регистра 55, которые суммируются, и результат записывается в регистр 55, после чего происходит перезапись результата из регистра 55 в выходной регистр 58.Аналогичным образом происходит суммирование приращений по координате 7 (из регистра 48 на общую шину 51 и вход сумматора 53, в регистр 56 и выходной регистр 59) и Е (из регистра 49 на общую шину 51 и входсумматора 54, в регистр 57 и выходной регистр 60). Последняя микрокоманда от узла 31 блока 4 осуществляет запись значения параметра Еиз регистра 57 в выходной регистр 60и последний разряд микрокоманды, осуществляет сброс счетчиков 27 и 30и триггера 28 и тем самым подготавливает блок 4 к очередному просчетукоординат, который осуществляется поприходу очередного сигнала от выхода счетчика 27 на вход триггера 28.15Формула изобретенияУстройство для определения местоположения транспортного средства, 20 содержащее блок измерения йройденногопути, о т л и ч а ю щ е е .с. я тем,что, с целью повышения точности, внего введены датчик ориентации, блоккурсоуказателя, блок суммирования 25 приращений, блок микропрограммногоуправления и блок преобразованиякоординат, информационные входы которого соединены с информационнымивыходами датчика ориентации, блока .30 курсоуказателя и блока измеренияпройденного пути, выход выдачи кодачисла оборотов которого соединен свходом блока микропрограммного управления, выходы которого соединены свходами операций блока суммированияприращений и блока преобразованиякоординат, выход которого соединен синформационным входом блока суммирования приращений, выходы значений ко ординат которого являются выходамиустройства.1481801йфеВ 1 ваее ЩЮВВВ ююйаьЖ Йщ бю,ф ь Составитель А. ЖереновДанко Техред А. Кравчук Корректор И. Горна о каз 2693/52. Тираж бб 9 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 В роизводстаенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,