RU2114392C1

RU2114392C1 - Device determining curvature and gradients of surface profile of roadway covering in two different directions, predominantly, in direction of automobile travel and in direction transverse to it

Info

Publication number: RU2114392C1
Application number: RU96118844A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Лушников; Е.К. Власов; П.А. Лушников; В.В. Тимофеев; С.Н. Горшко; Л.И. Наумова; Г.Г. Тычинин
Original assignee: Государственное предприятие "РОСДОРНИИ"
Priority date: 1996-09-23
Filing date: 1996-09-23
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: determination of profile of roadway covering for road construction. SUBSTANCE: proposed device includes measurement- calculation complex, transducers of linear velocity of automobile travel, of covered distance, of time of travel, of angular velocity or course, aids determining automobile accelerations and power supply system. Aids determining accelerations are made in the form of two accelerometers positioned in two mutually perpendicular directions, sensitivity axis of one of them being located along direction of travel of automobile and sensitivity axis of the other one being arranged transverse to direction of travel of automobile, two adders installed across output of each accelerometers, two low-pass filters mounted across outputs of proper adders. Input of adder in circuit of accelerometer having longitudinal sensitivity axis is coupled through inverter and differentiator to transducers of linear velocity of travel of automobile, input of adder in circuit of accelerometer having sensitivity axis transverse to direction of travel of automobile is coupled to output of multiplier which input is connected to transducer of linear velocity of travel of automobile and to course differentiator or transducer of angular velocity of turn of automobile. Outputs of adders are coupled to low-pass filters. EFFECT: input of correction to process of determination of parameters of profile of roadway covering depending on change of length of circumference of automobile wheel due to change of its operational conditions in specified spell of time and distance covered. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к транспорту, в частности к строительству дорог, дорожных покрытий, машинам и вспомогательному оборудованию для строительства, ремонта, и может быть использовано для определения профиля поверхности дорожного покрытия. The invention relates to transport, in particular to the construction of roads, road surfaces, cars and auxiliary equipment for construction, repair, and can be used to determine the surface profile of the road surface.

Известно устройство для определения уклонов профиля поверхности дорожного покрытия в двух различных направлениях, содержащее установленный на транспортном средстве чувствительный к уклонам маятник, являющийся угломером, измерительно-вычислительный комплекс, источник питания (патент США N 3797124, кл. G 01 C 7/04, опублик. 1974). A device for determining slopes of the profile of the surface of the road surface in two different directions, comprising a pendulum-sensitive pendulum mounted on a vehicle, which is a goniometer, a measuring and computing complex, a power source (US patent N 3797124, class G 01 C 7/04, published . 1974).

Известное техническое решение не позволяет определять кривизну в плане дорожного покрытия, не обладает достаточной точностью измерения, так как не учитывает особенности движения транспортного средства при ускорениях/замедлениях (в момент трогания с места) и влияния дополнительного силового воздействия на чувствительный элемент в процессе меняющегося режима движения транспортного средства. The known technical solution does not allow to determine the curvature in terms of the road surface, does not have sufficient measurement accuracy, since it does not take into account the peculiarities of the vehicle’s movement during accelerations / decelerations (at the moment of starting off) and the influence of additional force on the sensitive element during a changing driving mode vehicle.

Известно устройство для определения уклонов дорожного покрытия в продольном и поперечном направлениях, установленное на транспортном средстве на подрессоренной подвеске, содержащее узел, имеющий дифференциальный трансформатор, подвижный сердечник которого образует чувствительный к уклонам маятник, подвешенный и свободно качающийся в направлении измерения уклона, вторичный трансформатор, индикатор, систему питания (Европейский патент N 0085924, кл. G 01 C 9/06, опублик. 1984). A device for determining slopes of the road surface in the longitudinal and transverse directions mounted on a vehicle on a sprung suspension, comprising a node having a differential transformer, the movable core of which forms a pendulum sensitive to slopes, suspended and freely swinging in the direction of measuring the slope, a secondary transformer, an indicator food system (European patent N 0085924, CL G 01 C 9/06, published. 1984).

Известное устройство не обладает достаточной точностью измерения, так как инерционно и не учитывает особенности движения транспортного средства при трогании с места и при изменении режима движения, а также не позволяет вносить корректировки в процесс измерения параметров дорожного покрытия при изменении режимов движения автомобиля. The known device does not have sufficient measurement accuracy, since it inertia does not take into account the peculiarities of the vehicle’s movement when starting off and when changing the driving mode, and also does not allow making adjustments to the process of measuring the parameters of the road surface when the vehicle’s driving modes change.

Известно устройство для измерения профиля поверхности дорожного покрытия в двух различных направлениях в процессе движения автомобиля, содержащее измерительно-вычислительный комплекс с ЭВМ и датчиками движения со средствами измерения положения движущихся левого и правого колес в вертикальном направлении, также передних и задних колес как следствие уклонов профиля дорожного покрытия со средствами измерения ускорений движущихся масс автомобиля (Европейский патент N 0274632, кл. G 01 C 7/04, опублик. 1991). A device for measuring the profile of the surface of the road surface in two different directions during the movement of the car, containing a measuring and computing complex with computers and motion sensors with means for measuring the position of the moving left and right wheels in the vertical direction, also front and rear wheels as a result of slopes of the road profile coatings with means for measuring the accelerations of moving masses of a vehicle (European patent N 0274632, class G 01 C 7/04, published. 1991).

Данное известное устройство позволяет непрерывно определять состояние профиля поверхности дорожного покрытия в любой отрезок времени и пройденного пути по расположению колес автомобиля в вертикальной плоскости, а также по их расположению относительно кузова автомобиля с учетом меняющегося режима движения, однако обладает такими недостатками, как большое количество датчиков измерения параметров, сложностью измерительно-вычислительного комплекса и программного обеспечения, в связи с чем снижается надежность работы аппаратуры, испытывающей изменяющиеся нагрузки в процессе движения автомобиля. This known device allows you to continuously determine the state of the profile of the surface of the road surface at any time and the distance traveled by the location of the car wheels in a vertical plane, as well as by their location relative to the car body, taking into account the changing driving mode, however, it has such disadvantages as a large number of measurement sensors parameters, the complexity of the measuring and computing complex and software, in connection with which the reliability of the equipment, test yvayuschey varying load during driving.

Известно наиболее близкое по технической сущности и назначению по отношению к описываемому устройство для измерения кривизны и уклонов профиля дорожного покрытия в двух различных направлениях, преимущественно в направлении движения автомобиля и в поперечном к нему направлении (патент PCT N92/10730 кл. G 01 C 7/04, E 01 C 23/01, опублик. 1972). Данное известное устройство содержит измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) в виде ЭВМ, монитора, датчиков линейной скорости движения автомобиля, пройденного пути, времени движения, угловой скорости или курса, средств для определения уклонов профиля поверхности дорожного покрытия, средств для определения ускорений/ замедления автомобиля; систему питания, электрические цепи, связывающие соответствующие средства, ЭВМ, датчики. Known for the closest in technical essence and purpose with respect to the described device for measuring the curvature and slopes of the profile of the road surface in two different directions, mainly in the direction of movement of the car and in the transverse direction to it (PCT patent N92 / 10730 class G 01 C 7 / 04, E 01 C 23/01, published. 1972). This known device contains a measuring and computing complex (IVC) in the form of a computer, monitor, sensors of the vehicle’s linear speed, distance traveled, travel time, angular velocity or course, means for determining slopes of the surface profile of the road surface, means for determining vehicle accelerations / decelerations ; power system, electrical circuits connecting the appropriate means, computers, sensors.

Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не учитывает изменений скорости вращения колеса вследствие изменения, например внутреннего давления воздуха в шине, что снижает точность измеряемых параметров. A disadvantage of the known device is that it does not take into account changes in wheel speed due to changes, for example, internal air pressure in the tire, which reduces the accuracy of the measured parameters.

Другой недостаток известного решения заключается в том, что в нем использованы средства прямого измерения уклонов профиля поверхности дорожного покрытия, что при использовании собственных средств для определения ускорений/замедлений требует установки дополнительных корректирующих блоков, применения усложненной программы, что снижает надежность и точность вычисляемых параметров. Another disadvantage of the known solution is that it uses direct measurement of slopes of the surface profile of the road surface, which when using own means for determining accelerations / decelerations requires the installation of additional correction blocks, the use of a complicated program, which reduces the reliability and accuracy of the calculated parameters.

Задача изобретения - создание такого устройства для определения кривизны и уклонов профиля дорожного покрытия, которое позволило бы упростить сам процесс определения параметров, повысить надежность, ограничиваясь наименьшим количеством датчиков при повышении их приспособляемости к изменяющимся условиям дорожного движения. The objective of the invention is the creation of such a device for determining the curvature and slopes of the profile of the road surface, which would simplify the process of determining the parameters, increase reliability, limiting itself to the smallest number of sensors while increasing their adaptability to changing traffic conditions.

Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемого устройства, заключается в повышении точности измеряемых параметров с учетом изменения режима движения автомобиля, состояния его колес, взаимодействующих с дорожным покрытием, при упрощении устройства и его программного обеспечения, упрощении обслуживания устройства и его системы питания. The technical result that can be obtained by implementing the proposed device is to increase the accuracy of the measured parameters, taking into account changes in the vehicle’s movement mode, the state of its wheels interacting with the road surface, while simplifying the device and its software, simplifying maintenance of the device and its power system.

Это достигается тем, что в известном устройстве для определения кривизны и уклонов профиля дорожного покрытия в двух различных направлениях, преимущественно в направлении движения автомобиля и в поперечном к нему направлении, содержащем измерительно-вычислительный комплекс в виде ЭВМ, монитора, датчиков линейной скорости движения автомобиля, пройденного пути, времени движения, угловой скорости или курса, средств для определения уклонов профиля поверхности дорожного покрытия, средств для определения ускорений/замедлений автомобиля, систему питания, электрические цепи, связывающие соответствующие средства, ЭВМ, датчики, в соответствии с изобретением средства для определения уклонов профиля дорожного покрытия и средства для определения ускорений/замедлений автомобиля выполнены в виде установленных на входной стороне ЭВМ двух расположенных во взаимно перпендикулярных направлениях акселерометров, ось чувствительности одного из которых расположена вдоль направления движения автомобиля, а ось чувствительности другого - поперек к направлению движения, двух сумматоров, установленных на выходе каждого акселерометра, двух фильтров нижних частот, установленных на выходе соответствующих сумматоров, при этом вход сумматора в цепи акселерометров, имеющего продольную ось чувствительности, связан через инвертор и дифференциатор с датчиком линейной скорости движения автомобиля, а вход сумматора в цепи акселерометра, имеющего поперечную к направлению движения автомобиля ось чувствительности, связан с выходом блока умножения, вход которого связан с датчиком линейной скорости движения автомобиля и дифференциатором курса (или датчиком угловой скорости поворота автомобиля), а выход сумматоров связан с фильтрами нижних частот. This is achieved by the fact that in the known device for determining the curvature and slopes of the profile of the road surface in two different directions, mainly in the direction of movement of the car and in the transverse direction to it, containing a measuring and computing complex in the form of a computer, monitor, sensors of the linear speed of the car, distance traveled, travel time, angular velocity or course, means for determining slopes of the surface profile of the road surface, means for determining accelerations / decelerations of a vehicle, s power supply system, electrical circuits connecting the appropriate means, computers, sensors, in accordance with the invention, means for determining slopes of the road surface profile and means for determining vehicle accelerations / decelerations are made in the form of two accelerometers mounted on the input side of the computer, the axis sensitivity of one of which is located along the direction of movement of the car, and the sensitivity axis of the other - across to the direction of movement, two adder in, installed at the output of each accelerometer, two low-pass filters installed at the output of the respective adders, while the input of the adder in the chain of accelerometers having a longitudinal axis of sensitivity is connected through an inverter and differentiator to a linear velocity sensor of the vehicle, and the input of the adder in the accelerometer circuit having a sensitivity axis transverse to the direction of the car’s movement, is connected to the output of the multiplication unit, the input of which is connected to the linear velocity sensor of the car and the differential tsiatorom rate (or angular sensor vehicle turning speed), and the output of the adders is associated with lowpass filters.

Это достигается тем, что датчик линейной скорости движения автомобиля выполнен в виде счетчика числа оборотов колеса, подключенного к входу ЭВМ, и датчика времени. This is achieved by the fact that the linear speed sensor of the car is made in the form of a wheel speed counter connected to the input of the computer, and a time sensor.

Это достигается тем, что датчик пройденного пути выполнен в виде счетчика числа оборотов колеса, подключенного к входу ЭВМ. This is achieved by the fact that the sensor of the distance traveled is made in the form of a counter of the number of revolutions of the wheel connected to the input of the computer.

Это достигается тем, что система питания выполнена в виде штатной аккумуляторной батареи автомобиля и преобразователя напряжения, связанного электрическими цепями с измерительно-вычислительным комплексом. This is achieved by the fact that the power system is made in the form of a standard car battery and a voltage converter connected by electric circuits to a measuring and computing complex.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена его принципиальная блок-схема, на которой 1 - ИВК; 2 - ЭВМ; 3 - монитор; 4 - датчик числа оборотов колеса; 5 - датчик пройденного пути; 6 - датчик скорости; 7 - датчик курса (или угловой скорости поворота автомобиля); 8 и 9 - дифференциатор; 10 - продольный акселерометр; 11 - поперечный акселерометр; 12 и 13 - сумматор; 14 и 15 - фильтр нижних частот; 16 - блок умножения 2 чисел; 17 - инвертор. The invention is illustrated in the drawing, which shows its basic block diagram, in which 1 - CPI; 2 - computers; 3 - monitor; 4 - wheel speed sensor; 5 - sensor traveled; 6 - speed sensor; 7 - heading sensor (or angular velocity of rotation of the car); 8 and 9 - differentiator; 10 - longitudinal accelerometer; 11 - transverse accelerometer; 12 and 13 - adder; 14 and 15 - low-pass filter; 16 - block multiplication of 2 numbers; 17 - inverter.

Описываемое устройство установлено в кузове автомобиля и содержит измерительно-вычислительный комплекс 1 в виде ЭВМ 2, монитора 3, датчика 4 числа оборотов колеса автомобиля, датчика 5 пройденного пути, датчика времени движения (условно не обозначен), датчика 6 линейной скорости движения, датчика 7 угловой скорости поворота автомобиля или курса, дифференциаторов 8 и 9, средств для определения уклонов профиля дорожного покрытия, совмещенных со средствами для определения ускорений/замедлений автомобиля в виде блоков 10 - 17, систему питания (условно не обозначена), электрические цепи, связывающие соответствующие средства, ЭВМ, датчики. The described device is installed in the car body and contains a measuring and computing complex 1 in the form of a computer 2, a monitor 3, a sensor 4 of the vehicle’s wheel speed, a sensor 5 of the distance traveled, a travel time sensor (not indicated), a linear speed sensor 6, sensor 7 the angular velocity of rotation of the car or course, differentiators 8 and 9, means for determining slopes of the profile of the road surface, combined with means for determining accelerations / decelerations of the car in the form of blocks 10 - 17, a power system (condition but not defined), the electrical circuits connecting the corresponding means of computers, sensors.

Средства для определения уклонов профиля дорожного покрытия и средства для определения ускорений/замедлений автомобиля выполнены в виде установленных на входной стороне ЭВМ 2 двух расположенных во взаимно перпендикулярных направлениях акселерометров 10 и 11, ось чувствительности одного 10 из которых расположена вдоль направления движения автомобиля, а ось чувствительности другого - поперек к направлению движения, двух сумматоров 12 и 13, установленных на выходе каждого акселерометра 10 и 11, двух фильтров 14 и 15 нижних частот, установленных на выходе соответствующих сумматоров 12 и 13. Means for determining the slopes of the road surface profile and means for determining vehicle accelerations / decelerations are made in the form of two accelerometers 10 and 11 located on the input side of the computer and mutually perpendicular to them, the sensitivity axis of one of which 10 is located along the direction of the car’s movement, and the sensitivity axis the other - across to the direction of movement, two adders 12 and 13 installed at the output of each accelerometer 10 and 11, two low-pass filters 14 and 15 installed on the output of the respective adders 12 and 13.

Вход сумматора 12, установленного в цепи акселерометра 10, связан через дифференциатор 8 и инвертор 17 с датчиком 6. The input of the adder 12 installed in the circuit of the accelerometer 10 is connected through a differentiator 8 and an inverter 17 to the sensor 6.

Вход сумматора 13, установленного в цепи акселерометра 11, связан с выходом блока 16 умножения, вход которого связан с датчиком скорости 6 и дифференциатором 9 датчика курса 7. The input of the adder 13 installed in the accelerometer circuit 11 is connected to the output of the multiplication unit 16, the input of which is connected to the speed sensor 6 and the differentiator 9 of the heading sensor 7.

Датчик 5 пройденного пути выполнен в виде счетчика числа оборотов колеса автомобиля, а датчик скорости 6 - в виде счетчика числа оборотов колеса и датчика времени, связанных электрическими цепями с ЭВМ, с помощью которой корректируются выходные сигналы счетчика числа оборотов в зависимости от длины окружности колеса и вычисляется скорость движения автомобиля. Система питания выполнена в виде штатной аккумуляторной батареи автомобиля и преобразователя напряжения, связанного электрическими цепями с измерительно-вычислительным комплексом (не показаны). The sensor 5 of the distance traveled is made in the form of a counter of the number of revolutions of the wheel of the car, and the speed sensor 6 is in the form of a counter of the number of revolutions of the wheel and a time sensor connected by electrical circuits with a computer, with which the output signals of the counter of the speed are adjusted depending on the length of the wheel circumference and The vehicle speed is calculated. The power system is made in the form of a standard car battery and a voltage converter connected by electric circuits to a measuring and computing complex (not shown).

Описываемый состав и компоновка ИВК, выполнение известных датчиков и средств в представленном виде позволяют использовать наиболее приспособленные к постоянно меняющимся условиям дорожного движения средства, придав им соответствующие функции, логически связанные программой для определения параметров профиля дорожного покрытия. The described composition and layout of the CPI, the implementation of the known sensors and means in the presented form allow the use of the means most adapted to the constantly changing traffic conditions, giving them the corresponding functions logically connected by the program to determine the parameters of the profile of the road surface.

В предлагаемом устройстве акселерометры предназначены для определения общих ускорений/замедлений автомобиля как следствие меняющихся параметров профиля дорожного покрытия и условий движения автомобиля, которые учитывают колебания кузова автомобиля в вертикальной плоскости как погрешности, исключаемые при определении продольного и поперечного уклонов. In the proposed device, accelerometers are designed to determine the overall acceleration / deceleration of the car as a result of changing parameters of the profile of the road surface and the car’s driving conditions, which take into account the vibrations of the car body in the vertical plane as errors excluded when determining longitudinal and transverse slopes.

Выполнение датчика пройденного пути в виде счетчика числа оборотов колеса позволяет оценивать и компенсировать погрешности измерения параметров при определении продольного и поперечного уклонов и кривизны профиля дорожного покрытия в плане, которые возникают за счет изменения условий нагружения колеса автомобиля, его износа, изменения эксплуатационных характеристик колеса, например давления в шине. Это приводит к изменению длины окружности колеса и изменению рассчитываемых отрезков пройденного пути S в любом из заданных интервалов времени движения автомобиля или всего пройденного пути. The implementation of the sensor of the distance traveled in the form of a wheel speed counter allows you to evaluate and compensate for measurement errors when determining the longitudinal and transverse slopes and curvature of the profile of the road surface in plan, which arise due to changes in the loading conditions of the wheel of the car, its wear, changes in the operational characteristics of the wheel, for example tire pressure. This leads to a change in the circumference of the wheel and a change in the calculated segments of the traveled path S in any of the specified time intervals of the vehicle or the entire distance traveled.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Акселерометр с осью чувствительности, совпадающей с направлением движения автомобиля, фиксирует общее ускорение/замедление автомобиля Ax₁, действующее в направлении движения автомобиля, которое включает три составляющие: одна составляющая пропорциональна ускорению силы тяжести G неподвижного автомобиля и продольному уклону alf₁G профиля дорожного покрытия в направлении движения X₁, вторая - пропорциональна продольному ускорению/замедлению a_x1 автомобиля, третья - (a $\binom{x2}{x1}$ ) пропорциональна ускорению/ замедлению, обусловленному колебаниями движущихся масс автомобиля в вертикальном направлении X₂ в плоскости, расположенной вдоль направления движения автомобиля.An accelerometer with a sensitivity axis that coincides with the direction of the car’s movement, detects the general acceleration / deceleration of the car Ax ₁ , acting in the direction of the car’s movement, which includes three components: one component is proportional to the acceleration of gravity G of the stationary car and the longitudinal slope of the road profile alf ₁ G in direction of movement X ₁ , the second is proportional to the longitudinal acceleration / deceleration a _{x1 of the} car, the third - (a $\binom{x2}{x1}$ ) is proportional to the acceleration / deceleration due to fluctuations of the moving masses of the car in the vertical direction X ₂ in a plane located along the direction of movement of the car.

Электрический сигнал, пропорциональный общему ускорению A_x1, вводится в сумматор 12. Одновременно на второй вход сумматора 12 подается электрический сигнал, поступающий с датчика линейной скорости 6, преобразованный последовательно в дифференциаторе 8 и инверторе 17 в сигнал V_x1 = ±a_x1.An electric signal proportional to the total acceleration A _x1 is input into the adder 12. At the same time, an electric signal coming from the linear velocity sensor 6 is converted to the second input of the adder 12, and it is converted in series in the differentiator 8 and the inverter 17 into a signal V _x1 = ± a _x1 .

На выходе сумматора 12 формируется сигнал, пропорциональный сумме

, который вводится в фильтр нижних частот 14.The output of the adder 12 generates a signal proportional to the sum

which is introduced into the low pass filter 14.

На выходе фильтра 14 формируется сигнал, пропорциональный

который вводится в ЭВМ.At the output of filter 14, a signal proportional to

which is entered into the computer.

Акселерометр 11 с осью чувствительности, перпендикулярной направлению движения автомобиля, фиксирует общее ускорение/замедление AX₃ автомобиля, действующий в поперечном направлении X₃, которое может быть представлено в виде трех составляющих: одна составляющая пропорциональна ускорению силы тяжести G неподвижного автомобиля и поперечному уклону alf₂ профиля дорожного покрытия, вторая ax₃ - пропорциональна поперечному ускорению/замедлению, возникающему при поворотах автомобиля, третья (a $\binom{x2}{x3}$ ) - пропорциональна ускорению/замедлению, обусловленному колебаниями движущихся масс автомобиля в вертикальном направлении X₂ в плоскости, перпендикулярной к направлению движения автомобиля X₁.The accelerometer 11 with a sensitivity axis perpendicular to the direction of car movement captures the total acceleration / deceleration AX _{3 of the} car, acting in the transverse direction X ₃ , which can be represented in three components: one component is proportional to the acceleration of gravity G of the stationary car and the transverse slope alf ₂ the profile of the road surface, the second ax ₃ is proportional to the lateral acceleration / deceleration that occurs when the car turns, the third (a $\binom{x2}{x3}$ ) - is proportional to the acceleration / deceleration due to fluctuations in the moving masses of the car in the vertical direction X ₂ in a plane perpendicular to the direction of movement of the car X ₁ .

Электрический сигнал, эквивалентный общему ускорению AX₃, вводится в сумматор 13.An electrical signal equivalent to the overall acceleration AX ₃ is inputted to the adder 13.

Одновременно с блока 16 умножения на второй вход сумматора 13 вводится сигнал, пропорциональный произведению V_x1•Ψ, сформированный на выходе блока 16 от поступивших в блок с датчика 6 линейной скорости движения и дифференциатора курса 9, где Ψ - курсовой угол.At the same time, from the multiplication block 16, a signal proportional to the product V _x1 • Ψ is introduced at the second input of the adder 13, which is formed at the output of block 16 from the linear velocity of movement and the course differentiator 9 received from the block 6, where Ψ is the course angle.

На выходе сумматора 13 формируется сигнал, пропорциональный сумме

который поступает на вход фильтра 15.The output of the adder 13 generates a signal proportional to the sum

which goes to the input of the filter 15.

На выходе фильтра 15 формируется сигнал, пропорциональный G alf₂, который вводится в ЭВМ.The output of the filter 15 generates a signal proportional to G alf ₂ , which is input into the computer.

Частота колебаний подвижных масс автомобиля в вертикальной плоскости, вызванных неровностью поверхности дорожного покрытия, существенно выше верхней частоты изменения продольного и поперечного ускорений автомобиля. Фильтрация колебательных составляющих a $\binom{x2}{x1}$ , a $\binom{x2}{x3}$ общего ускорения автомобиля обеспечивается фильтрами 14 и 15 нижних частот, частота среза которых выбирается из условия
Wa $\binom{max}{x1(2)}$ < W_ср < W_в, ,
где
Wa $\binom{max}{x1(2)}$ - верхняя частота измерения продольного (поперечного) ускорения автомобиля;
W_в - частота колебаний автомобиля в вертикальной плоскости.The oscillation frequency of the vehicle’s moving masses in the vertical plane, caused by the roughness of the surface of the road surface, is significantly higher than the upper frequency of the longitudinal and transverse accelerations of the car. Vibration filtering a $\binom{x2}{x1}$ , a $\binom{x2}{x3}$ general vehicle acceleration is provided by low-pass filters 14 and 15, the cutoff frequency of which is selected from the condition
Wa $\binom{max}{x1 (2)}$ <W _av <W _in ,,
Where
Wa $\binom{max}{x1 (2)}$ - upper frequency measurement of the longitudinal (transverse) acceleration of the car;
W _in - the frequency of oscillation of the car in a vertical plane.

Дифференциатор 8 формирует на своем выходе сигнал, пропорциональный производной от скорости автомобиля - V_x1.Differentiator 8 generates at its output a signal proportional to the derivative of the vehicle speed - V _x1 .

Дифференциатор 9 формирует на своем выходе сигнал, пропорциональный производной от курсового угла Ψ.
Сигналы

периодически сравниваются соответственно с аналогичными сигналами, измеренными на одних и тех же участках пути при неподвижном автомобиле, и по их разности формируются поправки, учитывающие изменение длины окружности колеса автомобиля из-за изменений условий эксплуатации.Differentiator 9 generates at its output a signal proportional to the derivative of the course angle Ψ.
Signals

periodically compared accordingly with similar signals measured on the same sections of the track with the vehicle stationary, and corrections are formed based on their difference that take into account the change in the circumference of the wheel of the car due to changes in operating conditions.

Сигналы обрабатываются на ЭВМ по программе с выводом требуемой информации на монитор; определяется путь, линейная скорость движения, кривизна, продольный и поперечный уклоны профиля дорожного покрытия, которые корректируются в процессе движения автомобиля с учетом изменения длины окружности колеса. The signals are processed on a computer according to the program with the output of the required information to the monitor; the path, the linear speed of movement, the curvature, the longitudinal and transverse slopes of the profile of the road surface are determined, which are adjusted during the movement of the car, taking into account changes in the wheel circumference.

Предлагаемое устройство позволяет определять параметры профиля дорожного покрытия в любой заданный интервал времени и за любой отрезок пройденного пути. The proposed device allows you to determine the parameters of the profile of the pavement at any given time interval and for any length of the traveled path.

Claims

1. A device for determining the curvature and slopes of the surface profile of the road surface in two different directions, containing a measuring and computing complex (IVC), including a computer, monitor, sensors of linear velocity of a vehicle, distance traveled, travel time, angular speed of turn or course, means for determining slopes of the profile of the surface of the road surface, means for determining vehicle accelerations, a power system and electrical circuits connecting the corresponding means, computers and sensors, distinguishing the fact that the means for determining the slopes of the profile of the road surface and the means for determining the accelerations of the car are made in the form of two accelerometers arranged in mutually perpendicular directions, while the sensitivity axis of the first accelerometer is located along the direction of movement of the car, and the sensitivity axis of the second is across the direction of movement of the first and the second adders, the first inputs of which are connected to the output of the corresponding accelerometer, two low-pass filters installed at the output the respective adders, while the second input of the first adder in the circuit of the first accelerometer is connected through the inverter and differentiator to the sensors of the linear velocity of the car, and the second input of the second adder in the circuit of the second accelerometer is connected to the output of the multiplication unit, the inputs of which are connected to the linear velocity sensor of the car and a course differentiator or an angular velocity sensor for turning the car, and the output of each adder is connected to the inputs of low-pass filters connected to a computer.

2. The device according to p. 1, characterized in that the linear velocity sensor of the vehicle includes a wheel speed counter connected to the input of the computer, and a motion time sensor associated with the computer.

3. The device according to p. 1, characterized in that the sensor of the traveled path is made in the form of a counter of the number of revolutions of the wheel connected to the input of the computer.

4. The device according to p. 1 or 2, characterized in that the power system is made in the form of a standard car battery and a voltage converter connected by electric circuits to the measuring and computing complex.