Способ определения координат наземного колесного объекта и устройство для его осуществления

(55 6 01 С 21/04 ОСУДАРСТВЕНОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ онна исан 00 (У что в проеряют эленаты путем пути на со- последуюа) -аи+Ьа);Х - Х)-1+ ЬЗ сов (а; у-У 1+ ЬЯ в)п (й),ци иб К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л.; Энергия, 1974.2, Навигаци я аппаратура ТНА, техническое оп ие ПБ 1.590.021 ТО, , 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 навигаонной системой типа ТНА - 4 является наолее близким техническим решением. 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 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 сис темы координат. 2 с,п.ф-лы, 3 ил. Этот способ заключается в то цессе движения циклически из мент пути и вычисляют коорд проектирования этого элемент ответствующие оси координат щим суммированием. де а)- дирекционный угол текущей токи;Ь(я - приращение дирекционного угл+Ь - Из 1 пф При постоянном угле 1 о движение происходит по окружности, тогда (фиг.2) поясняющая зависимость изменения угла аот радиуса поворота и величины пройденного пути, при прохождении элемента пути 3, угол а изменится на величину Ьа, Рассмотрим движение поворотного переднего колеса,Учитывая, получаем: 8=Х - з 1 п (ф ) 1 исоответствеординаты: 40 хи-хи.+ Ь МУд = У 1 ч+ ЬЯМ 31 п (а 0+ Х -зп (%1 На фиг. 3 приведена блочная схема устройства, реализующая данный способ, на которой даны следующие обозначения:Р. - угол между продольной осью Н КО и проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса;3 - элемент пройденного пути: ЬЗ - расстояние между двумя пройденными точками;- расстояние между осями передних и задних колес, величина базы НКО;а- увеличение угла между надравленипродольной оси НКО и одной иэ осей рной прямоугольной системы координат,с 08 И- - ь сщ ф)+ --- ,(2 Вмц (ф) з 1 п (Р) а 1-1 - дирекционный угол предыдущейточки;Хь У - координаты текущей точки;Ь 31 - величина элемента пройденногопути;5Х 1-1, Уи - координаты предыдущей точкиСистема ТНАсостоит из датчика углаи датчика пути, связанных с координатором.Однако известный способ имеет следующие недостатки, Данная система требуетжесткой привязки к широте местности гироскопического прибора, определенногбвремени подготовки к работе, а также технической сложности и значительной стоимости применяемого гироскопическогоприбора.Целью данного изобретения являетсярасширение области применения навигационной системы на наземных колесных объектах.Поставленная цель достигается тем, чтовместо определения дирекционного углаР гироскопическим прибором на начальнойточке и в процессе движения, предлагаетсяиспольэовать измеритель угла между продольной осью наземного колесного объекта(НКО) и проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса с последующимвычислением угла а между направлением 3продольной оси НКО и одной из осей опорной прямоугольной системы координат.Фиг.1-3 иллюстрируют изобретение.Рассмотрим определение приращений Ьаугла а(фиг.1, поясняющая зависимость угла 35Р от радиусов поворота передних и заднийколес),где О - расс ояние от оси заднего колеса дооси рулевой олонки;1.2 - расс . ание от оси переднего колесадо оси рулевколонки;Й 1 - ради 1 с поворота заднего колеса;й 2 - радиус поворота переднего колеса;Р - угол между продольной осью наземного колесного объекта и проекций на горизонтальную плоскость переднего колеса(угол между направлениями "заднее колесо - рулевая колонка" и "переднее колесо- рулевая колонка").Я 1.1.Ь и В 2.1.12, т.к. радиус, проведенный в точку касания прямой, ей перпендикулярен. Следовательно, Р = ф 1 как углы ссоответственно перпендикулярными сторо-,нами, Затем сделаем следующие преобразования: выразим Й 1 ч В 2 через Р, 1. и 1.2,определяются текущие ко Мсоз(а 0 Х - з 1 п ф(3)1Ьа - приращение угла аУстройство для определения координат НКО 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 НКО и проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса 3, синусный преобразователь 4, блок умножения 5, сумматор 6 и регистр с начальным значением дирекционного угла 7, соединенные по 5 10 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,Устройстводля определения координат 20 Н КО работает следующим образом,В исходном состоянии на координате 2 устанавливают начальные значения координат Х и У, а в регистре 7 - значение угла а, НКО,При движении НКО, по прохождении 25 30 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 3 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 всоответствии с выражением; ай= ай+(8/.) з 1 пфи); й,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 Ьа, перемножая код 3 и ф 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. По каждому импульсу пути новое значение уг В качестве датчика угла можно использовать разнообразные преобразователи угол-код, описанные в (2). Вал датчика соединяется с рулевой колонкой, а его корпус - с шасси НКО.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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 "Хьи+ ЬЪ соз(а+Х з 1 п (ф),й Ьс;1Уи-Уи+ ЬЯн зп(ао+Х зп (%),й Ь с 1 где % - угол между продольной осью наземного колесного угла и проекцией поворотного колеса на горизонтальную плоскость;Хм, Ум - координаты текущей точки; Хн, Ую - координаты предыдущей точки;Ь Зи - расстояние между двумя текущими точками;Ь 31 - приращение пути;1 - величина базы наземного колесного объекта;й -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 колесногообьекта, 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 аитель К. Паршакод Ю. Моргентал Корректор М, Петрова Редактор одн изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уп, Г аз 1933 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4/5