Устройство для вычисления положения транспортного средства

(51)4 С 06 Р 15 А 1 ОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЕЕЯ 33 Н. ОПИК П.)мЧРЫ Б:1 Ь;О Е:",АОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРИЧНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ юле М 27радиотехническКалмыков аВ.П.Носков 17-2(57) Изобретение относится к вычислительной технике. Целью изобретенияявляется повышение быстродействия.Устройство содержит блокдатчиков,вычислитель 2, блок 3 памяти, блок 4микропрограммного управления, параллактический лазерный дальномер 5, измеритель 6 углов крена, измеритель 7углов курса, узел 8 преобразованиядекартовых координат в код, блок 9вычитания, блок 10 вычисления приращения координат, накапливающий сумматор 11. 1 з.п. ф-лы, 6 ил .Изобретение относится к вычислительной технике,Целью изобретения является повьшение быстродействия.На фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства; на Фиг., 2 - схемаблока памяти; на фиг. 3 - схема блока микропрограммного управления", нафиг. 4 - схема блока вычитания; на Офиг. 5 - схема блока вычисления приращений координат; на Фиг. б - схеманакапливающего сумматора.Устройство содержит блок 1 датчиков, вычислитель 2, блок 3 памяти, 15блок 4 микропрограммного управления,параллактический лазерный дальномер5, измеритель 6 углов крена, измеритель 7 углов курса, узел 8 преобразования декартовых координат в код, 20блок 9 вычитания, блок 10 вычисленияприращения координат, накапливающийсумматор 11, счетчики 12 и 13, узлы14 и 15 памяти, переключатель 16 генератор 1 прямоугольных импульсов,триггер 18, генератор 19 прямоугольных импульсов, счетчик 20, узел 21памяти, элемент ИЗ% 22, триггер 23,арифметико-логические узлы (АЛУ) 2426, счетчик 27, мультиплексор 28,узел 29 памяти, счетчик 30, схему 31сравнения, регистр 32, элемент И 33,регистр 34, сумматоры 35 - 37, регистры 38 - 40.В работе устройства можно выделить два режима, В первом режиме устройство функционирует сразу послевключения переключателя 16 в блоке 4.В этом режиме устройство работаетследующим образом. 40В блоке 4 Формируются управляющиесигналы, которые поступают на соответствующие входы блока 1 и блока 3памяти. На входы блока 10 вычисленияприращений координат и накапливающегосумматора 11 из блока 4 поступаютсигналы, блокирующие их работу.В блоке 4 формируются также значения углов сканирования, поступающиев блок 1,50По полученным кодам углов сканирования в блоке 1 определяются координаты участка рельефа в системе. ко)ординат, центр которой связан странспортным средствома оси параллельны осял независимой системы координат, эти значения координат участка рельефа записываются в узел 14блока 3 амяти, Далее в блоке 4 Формируются следующие значения угловсканирования и т.д. Описанные действия повторяются столько раз, сколькоимеется участков рельефа, координатыкоторых подлежат обработке. По окончании записи значений координат последнего участка рельефа в блок 3 памяти в блоке 4 происходит переключение на второй режим работы устройстваРабота устройства во втором режиме заключается в следующем.В блоке 4 формируются управляющиесигналы, которые поступают на соответствующие входы блока 1 датчиков,блока 3 памяти, блока 10 вычисленияприращений координат и накапливающего сумматора 11,По этим управляющим сигналам производится перезапись содержимого узла 14 блока 3 памяти в узел 15 памятиэтого блока. Далее в блоке 4 формируются значения углов сканирования параллактического лазерного дальномера5 блока 1, которые подаются в этотблок. На выходе блока 1 формируютсязначения координат соответствующегоучастка рельефа, которые поступают навход блока 9 и записываются в узел 14блока 3. На вход блока 9 из блока 3памяти поступают значения координатпервого участка рельефа, полученныена предыдущем этапе сканирования. Навыходе блока 9 появляются разностизначений координат, которые поступают в блок 10 вычисления приращенийкоординат, в котором определяется,сколько раз эти разности встретилисьна "данном этапе местоопределения. Далее из блока 3 памяти выдаются значения координат второго участка рельефа, полученные на предыдущем этапесканирования, и описанные действияповторяются до выборки из блока 3 памяти значений координат последнегоучастка рельефа, полученных на предыдущем этапе сканирования.В блоке 4 формируются новые значения углов сканирования, которые поступают в блок 1. Описанные действияповторяются, пока не будут обработаны значения координат последнего участка рельефа, полученные на данномэтапе сканирования, Далее в блоке 10,производится поиск разностей координат участков рельефа, встретившихсянаибольшее число раз, Найденные разности показывают изменение координаттранспортного средства со времени предыдущего этапа сканирования, Полученные приращения текущих координат транспортного средства передаются из блока 10 в накапливающий сумматор 11, где они суммируются с текущими координатами транспортного средства, пав лученными после предыдущего этапа местоопределения. Полученные текущие координаты. транспортного средства запоминаются в накапливающем сумматоре 11. Далее в блоке 3 памяти произвоцится перезапись соцержимого узла 14 памяти в узел 15. По окончании этой перезаписи этап местоопределения заканчивается. В дальнейшем устройство работает только по второму режиму еСледующий этап местоопределения 20 начинается через некоторое время, ко,торое определяется требованием к площади перекрытия "изображений", получаемых блоком 1 при двух соседних местоопределениях, требование к пло щади перекрытия "изображения" определяется опытным путем, Упраглепие началом этапов местоопределения осуществляется блоком 4.Блок 1 функционирует следующим об. 30 разом. Иэ блока 4 на входы дальномера 5 поступают значения углов сканирования и соответствующие управляющие сигналы, В дальномере 5 по получен 35 ным углам сканирования производится измерение расстояния до соответствующего участка рельефа. По полученной величине дальности и значениям углов сканирования вычисляются координаты участка рельефа в связанной с трайс. портным средством системе координат.1,Эти значения поступают в узел 8 преобразования декартовых координат, на45 другие входы этого устройства от измерителя б подаются значения углов крена (например, гидровертикали ) и дифферента транспортного средства, а от измерителя 7 (например, курсоуказателя 1 - значения угла курса транспортного средства.,В узле 8 преобразования декартовых координат в соответствии с известными формулами производится преобразование координат участка рельефа с учетом значений углов курса, крена и дифферента, Полученные величины поступают на выход блока 1. 19 6Блок 3 памяти функционирует в двух режимах. Пергыи режим - это перезапись содержимо. о узла 14 взел 15 . Б этом режиме узел 14 находится в режиме "Чтение" и счетчики 12 и 13 рябо- тают синхронно. Б начале счетчики 12 и 13 находятся в нулевом состоянии. По нулезому адресу производится выборка содержимого узла 14, далее производится запись по этому же адресу ь узел 15 информации с выхода узла 14 памяти. После окончания цикла записи содержимое счетчиков 12 и 13 наращиваетСя на единицу и по новому адресу производится перезапись информации из узла 14 в узел 15 и так далее до полного перебора всех адресов.Бо втором режиме блок 3 памяти работает следующим образом. Перед началом этого режима счетчики 12 и 13также устанавливаются в нулевое состояние, узел 15 памяти - в режиме считывания. При поступлении на информационные входы узла 14 значений координат первого участка рельефа производится запись их в этот узел . Одновременно производится считывание из узла 15 значений координат первого участка рельефа, полученных на предыдущем этапе сканирования. После обработки этих координат в блоках 9 и 10 наращивается содержимое счетчика 13 на единицу и по ново адресу считываются из узла 5 значения коорцинат следующего участка рельефа, полученные на предыдущем этапе сканирования, и так далее до полной выборки содержимого узла 15 памяти. Далее производится обнуление счетчика 13 и наращивание содержимого счетчика 12 на единицу, по новому адресу производится запись в узел 14 значений координат следующего участка рельефа, полученных от блока 1, и так далее до полного заполнения узла 14 памяти и обработки всей информации в блоках 9 и 10.Блок 9 включает в себя три АЛУ 24 - 2 б соответственно для координат х, у и к. На входы этих АПУ поступают значения коорцинат х-го участка рель.С сефа х, у ." полученные на предыдущем этапе сканирования. На другие входы этих АЛУ поступают значения координат 3-го участка рельефа х" у""У г ", полученные на данном этапе сканйрования. На выходе АЛУ 24 ормируются разности значений координат дх 11х - х"., на выходах АЛУ 25 и 26,ссоответственно ду = у - у и Д "-9 3,1 11 ЦнС 4Эти разности подаются на входы блока 10.Блок 10 функционирует в двух режимах. Первый режим - это режим обнуления узла 29 памяти, второй режим - это собственно режим вычисления приращении координат транспортного средства.В первом режиме блок 1 О функционирует следующиМ образом.Перед началом режима счетчики 27 и 30 находятся в нулевом состоянии, На управляющем входе мультиплексора 28 устанавливается логический уро-. вень, обеспечивающий передачу инфор" мации с выходов счетчика 27 на адрес ный вход узла 29. Так как счетчик 30 находится в нулевом состоянии на информационный вход узла 29 подают уровни логических нулей. По нулевому адресу в узле 29 производится запись,25 далее наращивается на единицу содержимое счетчика 27.После установки на адресном входе узла 29 нового адреса по нему производится запись в узел 29, далее сно ва наращивается содержимое счетчика 27 на единицу, и так далее до полного обнуления узла 29 памяти.Эо втором режиме блок 10 функционирует следующим образам.Перед началам режима производится сброс содержимого регистров 32 и 34, на управляющем входе мультиплексора 28 устанавливается уровень, соответствующий передаче через него информации от блока 9 на адресный вход узла 29. При поступлении от блока 9 вычисленных в нем разностей координат на вход регистра 34 и на адресный вход узла 29 по этому адресу про изводится считывание из узла 29 записанной в нем информации. Эта информация записывается в счетчик 30 ч одновременно поступает на вход регистра 32 и вход схемы 31 сравнения на другой вход схемы 31 сравнения и поступает информация с выхода регистра 32, Если на первом входе схемы 31 сравнения находится число большее, чем на втором входе, на выходе схемы сравнения появляется уровень логи,ческой единицыр который поступает на вход элемента И 33, на второй вход элемента 33 из блока 4 подается импульс, по фронту этого импульса вслучае, если выполняется данное условие, в регистр 32 записывается число,поступающее на его информационныйвход, а в регистр 34 - адрес узла 29,соответствующий разностям координат,выработанным в блоке 9. Содержимоесчетчика 30 наращивается на единицуи полученное число записывается вузел 29 памяти. На этом обработкаданной разности координат заканчиваетсяОписанная работа блока 10 повторяется для всех разностей, поступающихна вход этого блока из вычитающегоблока 9. По окончании обработки всехразностей координат в регистре 34хранятся разности координат, встретившиеся на данном этапе местоопределения наибольшее число раэ, Эти разности и показывают приращение коорди"нат транспортного средства со времени предыдущего местоопределения.Найденные приращения координаттранспортного средства с выхода регистра 34 подаются на. вход накапливающего сумматора 11.Накапливающий сумматор работаетследующим образом,При включенном положении переключателя 16 блока 4 происходит сброссодержимого регистров 38 - 40, предназначенных для хранения текущих коОрдинат х р у и 2 транспортноготс тесредства.После формирования приращенийЛхДу , В 2 Т координат транспортного средства на выходе сумматора 35появляется значение хне" хтФ+ яхтна выходах сумматоров 36 и 37 - соот ве тс твенно значения Ут = Ут - + В УТи 2 т= 2 тЬ + 2 ту где хтМ Уте у2 - координаты транспортного средства, полученные после предыдущегоместоопределения, Новые значения координат транспортного средства записываются соответственно в регистры38 - 40 и выдаются устройству-потребителю, например системе управлениядвижением транспортного средства ипина табло индикации для водителя транспортного средства,Формула из обре тения1. Устройство для вычисления положения транспортно го средств а, содержащее блок датчиков, вычислитель, 9 4958 блок памяти, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия, в неговведен блок микропрограммного управления, блок5 датчиков содержит параллактический лазерный дальномер, измеритель углов крена, измеритель углов курса и узел преобразования декартовых координат в код, вычислитель включает блок вычитания, блок вычисления приращений координат и накапливающий сумматор, информационный вход которого соединен с выходом блока вычисления приращений координат, информационные входы 5 узла преобразования декартовых координат в код соединены с выходами параллактического лазерного дальномера, измерителя углов крена и измерителя углов курса, выход узла преобраэова ния декартовых координат в код соединен с информационным входом блока памяти и с входом вычитаемого блока вычитания, вход уменьшаемого которого соединен с выходом блока памяти, вы ход блока вычитания соединен с входом разностей координат блока вычисления приращений координат, информационный вход параллактического лазерного дальномера соединен с выходом Зо значений углов сканирования блока микропрограммного управления, установочный вход параллактического лазерного дальномера, установочный и синхронизирующий входы узла преобразования декартовых координат в код, установочный вход, адресный вход, вход записи-считывания блока памяти, установочный вход, вход приращений адреса, вход признака коммутации, вход записи-считывания, вход записи блока приращений координат, устано 9 Овочный вход и вход записи накапливающего сумматора соединены с выходами кода операций блока микропрограммного управления2. Устройство по п.,1, о т л и - ч а ю щ е. е с я тем, что блок вычисления приращений координат содержит два счетчика, два регистра, элемент И, схему сравнения, узел памяти и мультиплексор, управляющий вход которого является входом признака комму - тации блока, первый информационный вход мультиплексора соединен с выходом йервого счетчика, выход мультиплексора подключен к адресному входу узла памяти, выход которого соединен с информационными входами второго счетчика и пеувого регистра и с первым входом схемы сравнения, выход второго счетчика соединен с информационным входом узла памяти, выход первого регистра соединен с вторым входом схемы сравнения, выход второго регистра является выходом блока, информационный вход второго регистра и второй информационный вход мультиплексора соединены с входом разностей координат блока, вход записи-считывания узла памяти, вход записи второго счетчика и первый вход элемента И, счетный вход второго счетчика, установочные входы второго счетчика, первого и второго регистров соединены с входом записи-считывания блока, с входом записи блока, с входом приращений адреса блока и с установочным входом блока соответственно, выход схемы сравнения соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к входам записи первого и второго регистров .