RU2136035C1 - Method and device for vehicle control - Google Patents
Method and device for vehicle control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2136035C1 RU2136035C1 RU95108222A RU95108222A RU2136035C1 RU 2136035 C1 RU2136035 C1 RU 2136035C1 RU 95108222 A RU95108222 A RU 95108222A RU 95108222 A RU95108222 A RU 95108222A RU 2136035 C1 RU2136035 C1 RU 2136035C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coils
- vehicle
- cable
- coil
- guide cable
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к созданию способа и устройства для направления транспортного средства без водителя вдоль направляющего кабеля, скрытого под поверхностью дороги, а более конкретно, к использованию двух детектирующих катушек, размещенных в соответствии с X-конфигурацией на транспортном средстве, для считывания вектора направления электромагнитного поля, не зависящего от пространственной и электромагнитной величин поля, причем эта информация используется для измерения бокового смещения транспортного средства относительно направляющего кабеля, для управления транспортным средством таким образом, чтобы отслеживать направляющий кабель. The present invention relates to a method and device for guiding a vehicle without a driver along a guide cable hidden under the road surface, and more particularly, to using two detection coils placed in accordance with the X configuration on a vehicle to read the direction vector of the electromagnetic field independent of spatial and electromagnetic field values, and this information is used to measure the lateral displacement of the vehicle. guide cable to control the vehicle so as to track the guide cable.
На транспортном средстве без водителя установлены перпендикулярно размещенные катушки, которые используются для обнаружения электромагнитного поля, окружающего направляющий кабель, для осуществления автоматического направления транспортного средства без водителя вдоль направляющего кабеля. В известном устройстве обычно одна из катушек расположена вертикально, а другая катушка расположена горизонтально, или же они могут быть расположены по углом 45o к поверхности дороги (см. заявку Великобритании N 1092685, МПК G 05 D 1/02, 1967). Наведенные в катушках напряжения сравниваются и используются для определения бокового местоположения катушек относительно направляющего кабеля. Эта информация о местоположении обрабатывается и используется для управления транспортным средством.On a vehicle without a driver, perpendicularly arranged coils are installed, which are used to detect the electromagnetic field surrounding the guide cable, to automatically guide the vehicle without a driver along the guide cable. In the known device, usually one of the coils is located vertically and the other coil is horizontal, or they can be located at an angle of 45 o to the road surface (see application UK N 1092685, IPC G 05
Напряжение на выходе указанных катушек изменяется пропорционально частоте тока в направляющем кабеле, силе тока в направляющем кабеле, радиальному расстоянию от направляющего кабеля, размеру сердечника катушки, числу витков обмотки катушки и углу между основной осью катушки и линией, идущей от кабеля к центру катушки, который именуется углом бета. The voltage at the output of these coils varies in proportion to the current frequency in the guide cable, the current in the guide cable, the radial distance from the guide cable, the size of the coil core, the number of turns of the coil winding and the angle between the main axis of the coil and the line from the cable to the center of the coil, which called angle beta.
Так как каждая катушка поворачивается в плоскости, перпендикулярной кабелю, создающему электромагнитное поле, то ее выходной сигнал становится максимальным, когда сердечник катушки параллелен круговым линиям магнитного потока. Выходной сигнал катушки становится минимальным (нулевым), когда сердечник катушки перпендикулярен потоку, т.е. направлен к обмотке или от нее. Таким образом, сигнал катушки изменяется в соответствии с синусом угла бета. Since each coil rotates in a plane perpendicular to the cable generating the electromagnetic field, its output signal becomes maximum when the core of the coil is parallel to the circular lines of magnetic flux. The output signal of the coil becomes minimal (zero) when the core of the coil is perpendicular to the flow, i.e. directed towards or away from the winding. Thus, the coil signal changes in accordance with the sine of the beta angle.
Термин sin (бета) отражает отношение радиального поля к круговому, которые замеряются в каждом положении катушки и воздействуют на выходной сигнал чувствительного элемента. Поэтому различие в величинах, замеряемых двумя катушками, зависит от радиуса, соответствующих расстояний между катушками и от тока кабеля. Изменение любого из этих факторов приводит к значительным изменениям выходного сигнала. Дополнительно, в зависимости от угла бета, некоторая информация радиального и/или кругового поля, связанная с обычной аппаратурой, которая получена в результате менее чем идеального соотношения сигнал/шум, должна быть отброшена. Другим недостатком известных взаимных расположений катушек является то, что информация, обеспечиваемая катушками, указывает только приблизительное боковое смещение относительно направляющего кабеля и не представляет собой измерение расстояния бокового смещения. Поэтому коррекция управления транспортным средством может быть произведена только в направлении, противоположном смещению, причем неточно. The term sin (beta) reflects the ratio of the radial field to the circular field, which are measured in each position of the coil and affect the output signal of the sensing element. Therefore, the difference in the values measured by the two coils depends on the radius, the corresponding distances between the coils and the cable current. A change in any of these factors leads to significant changes in the output signal. Additionally, depending on the angle of beta, some radial and / or circular field information associated with conventional equipment, which is obtained as a result of a less than ideal signal-to-noise ratio, should be discarded. Another disadvantage of the known mutual arrangements of the coils is that the information provided by the coils indicates only an approximate lateral displacement relative to the guide cable and does not constitute a measurement of the lateral displacement distance. Therefore, the correction of the vehicle control can be made only in the direction opposite to the offset, and inaccurate.
Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства направления транспортного средства без водителя вдоль направляющего кабеля, расположенного под поверхностью дороги, которые позволяют измерять боковое отклонение транспортного средства от направляющего кабеля. An object of the present invention is to provide a method and device for guiding a vehicle without a driver along a guide cable located below the road surface, which allows measuring the lateral deviation of the vehicle from the guide cable.
Другой задачей настоящего изобретения является создание устройства для направления транспортного средства без водителя вдоль направляющего кабеля, расположенного под поверхностью дороги, имеющего увеличенное "поле зрения" относительно кабеля по сравнению с известными устройствами. Another objective of the present invention is to provide a device for guiding a vehicle without a driver along a guide cable located below the surface of the road having an increased "field of view" relative to the cable compared to known devices.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства, позволяющего получать информацию смещения от центра, необходимую для управления транспортным средством без водителя, на базе измеренного бокового смещения относительно направляющего кабеля, расположенного под поверхностью дороги, причем измеренное боковое смещение определено исключительно исходя из вектора направления электромагнитного поля и не зависит от всех составляющих величины полного электромагнитного поля. Another objective of the present invention is to provide a device that allows you to obtain offset information from the center necessary for driving a vehicle without a driver, based on the measured lateral displacement relative to the guide cable located under the road surface, and the measured lateral displacement is determined solely on the basis of the direction vector of the electromagnetic field and does not depend on all components of the magnitude of the total electromagnetic field.
Способ направления транспортного средства без водителя вдоль пути, определяемого направляющим кабелем, расположенным под горизонтальной дорожной поверхностью, причем по направляющему кабелю протекает ток, создающий электромагнитное поле в пространстве, окружающем направляющий кабель, согласно настоящему изобретению содержит операции: установки монтажа первой катушки, имеющей основную ось, расположенную под углом +45 градусов относительно горизонтали указанного транспортного средства; установки второй катушки, имеющей основную ось, расположенную под углом -45 градусов относительно горизонтали указанного транспортного средства, причем оси первой и второй катушек пересекаются; считывания обоих радиального и кругового векторов поля электромагнитного поля каждой катушки; сравнение величины радиального вектора с величиной кругового вектора для установления бокового положения точки пересечения осей катушек относительно кабеля (бокового смещения транспортного средства); передачи этой информации на блок управления для управления транспортным средством. A method for guiding a vehicle without a driver along a path defined by a guide cable located under a horizontal road surface, wherein a current flows through the guide cable, creating an electromagnetic field in the space surrounding the guide cable, according to the present invention comprises the steps of: mounting a first coil having a main axis located at an angle of +45 degrees relative to the horizontal of the specified vehicle; the installation of a second coil having a main axis located at an angle of -45 degrees relative to the horizontal of the specified vehicle, and the axis of the first and second coils intersect; reading both radial and circular vectors of the electromagnetic field of each coil; comparing the magnitude of the radial vector with the magnitude of the circular vector to establish the lateral position of the point of intersection of the axes of the coils relative to the cable (lateral displacement of the vehicle); transmitting this information to a control unit for driving a vehicle.
Устройство для направления транспортного средства без водителя вдоль пути, определяемого направляющим кабелем, расположенным под дорожной поверхностью, причем по направляющему кабелю протекает ток, создающий электромагнитное поле в пространстве, окружающем направляющий кабель, содержит чувствительный элемент для обнаружения направления и величины электромагнитного поля, окружающего кабель. Чувствительный элемент образован первой и второй смещенными друг относительно друга детектирующими катушками, основные оси, в соответствии с данным изобретением, которых расположены в соответствии с X-конфигурацией на указанном транспортном средстве таким образом, что основные оси пересекаются и ориентированы на угол, соответственно +45 и -45 градусов относительно дорожной поверхности. Каждая детектирующая катушка считывает векторы как радиального, так и кругового магнитного поля в заданной точке. Предусмотрены средства, связанные с первой и второй детектирующими катушками, которые сравнивают величину радиального вектора с величиной кругового вектора, за счет чего производится измерение бокового положения (смещения) чувствительного элемента относительно направляющего кабеля. Указанные средства сравнения выполнены делящими считанный радиальный вектор электромагнитного поля на круговой вектор. Полученное отношение пропорционально горизонтальному смещению чувствительного элемента (детектирующих катушек) и является сигналом управления, подаваемым на средства управления транспортным средством. Эти средства управления могут представлять собой цифровую или аналоговую систему управления. A device for guiding a vehicle without a driver along a path defined by a guide cable located under the road surface, and a current flowing through the guide cable, creating an electromagnetic field in the space surrounding the guide cable, contains a sensing element for detecting the direction and magnitude of the electromagnetic field surrounding the cable. The sensing element is formed by the first and second detection coils offset from each other, the main axes, in accordance with this invention, which are located in accordance with the X-configuration on the specified vehicle so that the main axes intersect and are oriented at an angle of +45 and -45 degrees relative to the road surface. Each detecting coil reads vectors of both radial and circular magnetic fields at a given point. Means are provided associated with the first and second detecting coils that compare the magnitude of the radial vector with the magnitude of the circular vector, whereby the lateral position (offset) of the sensing element relative to the guide cable is measured. These comparison tools are made by dividing the read radial vector of the electromagnetic field into a circular vector. The resulting ratio is proportional to the horizontal displacement of the sensing element (detecting coils) and is a control signal supplied to the vehicle controls. These controls may be a digital or analog control system.
Детектирующие катушки могут крепиться на транспортные средства посредством монтажной платы, причем целесообразно одну из них закреплять на одной стороне платы, а другую - на противоположной. Детектирующие катушки следует размещать с зазором друг относительно друга по крайней мере на величину ее длины с тем, чтобы измеряемое одной катушкой поле не нарушалось другой катушкой. Detecting coils can be mounted on vehicles using a circuit board, and it is advisable to fix one of them on one side of the board, and the other on the opposite. Detecting coils should be placed with a gap relative to each other at least by the size of its length so that the field measured by one coil is not disturbed by the other coil.
Указанные выше особенности и преимущества настоящего изобретения без труда станут ясны из последующего детального описания предпочтительного варианта осуществления изобретения, данного со ссылками на сопроводительные чертежи. The above features and advantages of the present invention will become readily apparent from the following detailed description of a preferred embodiment of the invention, given with reference to the accompanying drawings.
На фиг. 1 показан схематически вид спереди или сзади транспортного средства без водителя, которое может направляться вдоль направляющего кабеля, расположенного под дорожной поверхностью; на фиг. 2 приведена диаграмма, на которой показаны первая и вторая катушки, установленные в соответствии с настоящим изобретением под углом +/- 45 градусов относительно горизонтали, а также линии электромагнитного поля и векторы напряжения в электромагнитном поле, созданные направляющим кабелем, по которому протекает переменный ток; на фиг. 3 приведена блок-схема, на которой показаны различные напряжения в детектирующих катушках и их преобразование в выходной сигнал измерения расстояния смещения от центра; на фиг. 4 приведена блок-схема одного из вариантов осуществления изобретения. In FIG. 1 is a schematic front or rear view of a vehicle without a driver that can be guided along a guide cable located under the road surface; in FIG. 2 is a diagram showing the first and second coils installed in accordance with the present invention at an angle of +/- 45 degrees relative to the horizontal, as well as the lines of the electromagnetic field and the voltage vectors in the electromagnetic field created by the guide cable through which the alternating current flows; in FIG. 3 is a block diagram showing various voltages in the detection coils and their conversion to an output signal for measuring the distance of the offset from the center; in FIG. 4 is a block diagram of one embodiment of the invention.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 1, на которой показан вид спереди или сзади транспортного средства 10 без водителя, которое может следовать вдоль направляющего кабеля 12, расположенного в (под) горизонтальной дорожной поверхности 14. На транспортном средстве 10 установлен чувствительный элемент 16, который содержит две детектирующие катушки 18, 20. Одна из катушек 18 установлена под углом +45 градусов относительно дорожной поверхности 14, а другая катушка 20 установлена под углом -45 градусов.Термины +45 и -45 градусов относятся к углу оси катушки или ее сердечника относительно поверхности дороги 14 или относительно горизонтали. Оси катушек 16, 18 пересекаются в направлении протекания тока. По направляющему кабелю 12 протекает переменный ток, который, если нет его возмущений, создает электромагнитное поле с круговыми магнитными линиями, которые наводят (генерируют) в катушках 18 и 20 напряжения, которые могут быть использованы для измерения бокового смещения центра транспортного средства 10 относительно направляющего кабеля 12, и последующего управления транспортным средством для его направления вдоль кабеля. Turning now to the consideration of FIG. 1, which shows a front or rear view of a vehicle 10 without a driver, which can follow a
Теперь с ссылками на фиг. 2-4 будет описано, каким образом осуществляется направление транспортного средства без водителя вдоль кабеля 12. Пунктирные линии на фиг. 2 показывают круговые векторы магнитного поля, окружающего направляющий кабель 12. Эти (силовые) линии поля предназначены для отображения случая, в котором вблизи от кабеля 12 нет ферромагнитных объектов или других носителей тока, которые могут нарушать поперечное круговое сечение линий поля. Положение по вертикали или высота h детектирующих катушек 18, 20 остается постоянной. Now with reference to FIG. 2-4 will be described how the direction of the vehicle without a driver is carried out along
В результате монтажной (установочной) геометрии катушек 18, 20, когда каждая из основных осей расположена под углом +/- 45 градусов относительно горизонтали, каждая катушка создает выходное напряжение, которое является векторной суммой вертикальной и горизонтальной порций (составляющих) цилиндрического электромагнитного поля направляющего кабеля 12. Когда чувствительный элемент 16 отцентрирован над кабелем, тогда каждая катушка 18, 20 имеет одинаковые значения горизонтального и вертикального сигналов. Однако знаки сигналов противоположны, так как каждая катушка 18, 20 "видит" источник (сигнала) с разных сторон своей основной оси. Когда чувствительный элемент 16 смещен в боковом направлении влево или вправо относительно направляющего кабеля 12, выходной сигнал каждой катушки 18, 20 изменяется в функции суммы ее ориентации к горизонтальной плоскости (+/- 45 градусов) и угла ошибки Тета в вертикальной плоскости. As a result of the installation (installation) geometry of the
Сигнал или напряжение каждой из катушек максимальны, когда основная ось перпендикулярна к направляющему кабелю 12, и минимальны (равны нулю), когда ее основная ось направлена к направляющему кабелю (указывает на него). Так как эти катушки 18, 20 движутся в плоскости, параллельной кабелю 12, одновременно пересекая силовые линии его цилиндрического электромагнитного поля, то их выходные сигналы пропорциональны SIN (Бета обмотки 1 или 2). The signal or voltage of each of the coils is maximum when the main axis is perpendicular to the
Соответственно, истинное положение чувствительного элемента 16 или информация ошибки положения для цепи обратной связи, описанной далее, может быть найдено делением разницы радиальных векторов на сумму круговых векторов, считываемых катушками 18, 20. Истинный знак определяется тем, что сумма радиальных векторов делится на разницу круговых векторов, однако для работы фазового компаратора с контролем "безопасного управления" полярность катушек 18, 20 выбрана таким образом, что когда чувствительный элемент установлен (отцентрирован) над кабелем 12, выходной сигнал катушек смещен по фазе (расфазирован) на 180 градусов. Поэтому, когда чувствительный элемент 16 установлен над кабелем 12, векторы будут равны, но будут иметь противоположный знак, при этом радиальные векторы в числителе уничтожаются, в то время как круговые векторы удваиваются в знаменателе. Так как высота h остается положительной, т.е. чувствительный элемент 16 располагается над кабелем 12, то знаменатель никогда не достигает нуля и не вызывает неопределенности операции деления. Accordingly, the true position of the
В соответствии с фиг.2 можно записать следующие уравнения:
Сигнал обмотки 1 = K1•SIN (Бета обмотки 1)
Сигнал обмотки 2 = K2•SIN (Бета обмотки 2)
Поэтому:
Расстояние (+/- ошибка) = Высота•(Сигнал обмотки 2 + Сигнал обмотки 1)/ (Сигнал обмотки 2 - Сигнал обмотки 1).In accordance with figure 2, you can write the following equations:
Therefore:
Distance (+/- error) = Height • (
Последующее является математическим доказательством приведенного уравнения линейного измерения. The following is a mathematical proof of the reduced linear measurement equation.
По определению:
Углы по часовой стрелке относительно вертикали положительные.A-priory:
The clockwise angles relative to the vertical are positive.
Радиус r определен как расстояние/линия между центром катушек 18, 20 и центром кабеля 12. The radius r is defined as the distance / line between the center of the
Ток определен как электрический ток в обмотке. A current is defined as an electric current in a winding.
Частота определена как частота тока. Frequency is defined as current frequency.
Высота h является расстоянием по вертикали от кабеля до горизонтальной плоскости, в которой могут перемещаться катушки 18, 20. The height h is the vertical distance from the cable to the horizontal plane in which the
Расстояние d(+/-) представляет собой горизонтальное расстояние от кабеля до центра катушек. The distance d (+/-) is the horizontal distance from the cable to the center of the coils.
Угол альфа катушки 1 является углом смещения от вертикали катушки 1 (+45). The angle of
Угол альфа катушки 2 является углом смещения от вертикали катушки 2 (-45). The angle of
Тета является углом ошибки между радиусом и высотой. Theta is the angle of error between radius and height.
и
K1 пропорционален току, частоте и индуктивности и обратно пропорционален радиусу.and
K1 is proportional to current, frequency and inductance and inversely proportional to radius.
Сигнал обмотки 1 = K1•SIN (Бета обмотки 1) (уравнение 1)
Сигнал обмотки 2 = K1•SIN (Бета обмотки 2) (уравнение 2).Winding
Winding
Из фиг. 2 можно видеть:
Бета обмотки 1 = Тета-Альфа обмотки 1
и
Бета обмотки 2 = Тета-Альфа обмотки 2,
при этом когда Тета=Альфа обмотки 1, Бета обмотки 1 приближается к нулю, а когда Тета=Альфа обмотки 2, Бета обмотки 2 приближается к нулю.From FIG. 2 can be seen:
Beta winding 1 = Theta Alpha winding 1
and
Beta winding 2 = Theta Alpha winding 2,
in this case, when Theta = Alpha winding 1, Beta winding 1 approaches zero, and when Theta = Alpha winding 2, Beta winding 2 approaches zero.
Поэтому:
Сигнал обмотки 1 = K1•SIN (Тета-Альфа обмотки 1) (уравнение 3).Therefore:
Winding
Сигнал обмотки 2 = K2•SIN (Тета-Альфа обмотки 2) (уравнение 4). Winding
С использованием тригонометрического тождества:
SIN(A-B)= SIN(A)•COS(B)-COS(A)•SIN(B)
уравнения 3 и 4 могут быть представлены следующим образом:
Сигнал обмотки 1 = K1•(SIN(Тета)•COS(Альфa обмотки 1) - COS (Тета)•SIN(Альфа Обмотки 1)
(уравнение 5)
Сигнал обмотки 2 = K1•(SIN(Тета)•COS(Альфa обмотки 2) - COS (Тета)•SIN (Альфа Обмотки 2)
(уравнение 6)
и так как по определению:
Альфа обмотки 1 = +45 градусов и Альфа обмотки 2 = - 45 градусов, то
SIN (Альфа обмотки 1) = COS (Альфа обмотки 1) = SIN (Альфа обмотки 2) = COS (Альфа обмотки 2),
при всех значениях, равных (Квадратному корню из 2)/2, что приблизительно равно 0,707...Using trigonometric identity:
SIN (AB) = SIN (A) • COS (B) -COS (A) • SIN (B)
equations 3 and 4 can be represented as follows:
Signal winding 1 = K1 • (SIN (Theta) • COS (Alpha winding 1) - COS (Theta) • SIN (Alpha Winding 1)
(equation 5)
Signal winding 2 = K1 • (SIN (Theta) • COS (Alpha winding 2) - COS (Theta) • SIN (Alpha Winding 2)
(equation 6)
and since by definition:
Alpha winding 1 = +45 degrees and Alpha winding 2 = - 45 degrees, then
SIN (Alpha winding 1) = COS (Alpha winding 1) = SIN (Alpha winding 2) = COS (Alpha winding 2),
for all values equal to (Square root of 2) / 2, which is approximately equal to 0.707 ...
Из показанной на фиг.2 геометрии можно также видеть, что:
SIN (Тета) = Расстояние/Радиус = d/r
и
COS (Тета) = Высота / Радиус = h /r.From the geometry shown in FIG. 2, it can also be seen that:
SIN (Theta) = Distance / Radius = d / r
and
COS (Theta) = Height / Radius = h / r.
Теперь уравнения 5 и 6 могут быть упрощены заменой:
Сигнал Обмотки 1 = K1•(d/h•0,707 - h/r•0,707)
Сигнал Обмотки 2 = K1•(d/h•0,707 - h/r•-0,707)
или когда
Сигнал обмотки 1 = K'•(d-h) K'= (K1•0,707/r
Сигнал обмотки 2 = K'•(d+h)
Для нахождения искомой ошибки расстояния (положения)(+/-d) относительно высоты (h) чувствительного элемента, выходные сигналы обмоток должны быть скомбинированы следующим образом:
(Сигнал обмотки 2 + Сигнал обмотки 1)/ (Сигнал обмотки 2 - Сигнал обмотки =
[K'•((d+h) +(d-h))] /[K'•((d+h)-(d-h))] =[K'•d+h+d-h]/ [K'•d+h - d-h] = 2d/2h=d/h=Расстояние/Высота.Equations 5 and 6 can now be simplified by replacing:
or when
Winding
Winding
To find the desired error of the distance (position) (+/- d) relative to the height (h) of the sensing element, the output signals of the windings must be combined as follows:
(Signal winding 2 + Signal winding 1) / (Signal winding 2 - Signal winding =
[K '• ((d + h) + (dh))] / [K' • ((d + h) - (dh))] = [K '• d + h + dh] / [K' • d + h - dh] = 2d / 2h = d / h = Distance / Height.
Поэтому:
Расстояние (+/-ошибка) = Высота•(Сигнал обмотки 2 + Сигнал обмотки 1)/(Сигнал обмотки 2 - Сигнал обмотки 1).Therefore:
Distance (+/- error) = Height • (
Это выражение может быть реализовано при помощи комбинации известных устройств управления транспортным средством без водителя, как это показано на блок-схеме фиг. 3. This expression can be implemented using a combination of known driverless vehicle control devices, as shown in the block diagram of FIG. 3.
Из рассмотрения фиг. 3 можно видеть, что для реализации указанного выражения требуются операции простого сложения, вычитания, умножения и деления, что может быть выполнено средствами аналоговой или цифровой электроники. Также легко могут быть выполнены дополнительные операции согласования по уровню и форме сигнала, то есть фильтрация, аналого-цифровая демодуляция и аналого-цифровые преобразования. From consideration of FIG. 3, it can be seen that the implementation of this expression requires operations of simple addition, subtraction, multiplication and division, which can be done by analog or digital electronics. Additional matching operations on the level and shape of the signal, i.e. filtering, analog-to-digital demodulation, and analog-to-digital conversions can also be easily performed.
Для использования чувствительного элемента 16 с целью сохранения знака информации, выходные сигналы катушек 18, 20 должны быть синхронно демодулированы. To use the
На фиг. 4 в виде блок-схемы иллюстрируется способ внедрения чувствительного элемента 16 с X-конфигурацией катушек в систему управления транспортного средства 10 без водителя. In FIG. 4, a flowchart illustrates a method for incorporating a
На фиг. 4 представлен пример описанной ранее X-конфигурации катушек, предназначенной для транспортного средства 10, управляемого при рабочей высоте 3 дюйма над 100-миллиамперным направляющим кабелем, обеспечивающим аппаратурную ширину "безопасного управления" +/- 3 дюйма. Однако для случаев, когда высота чувствительного элемента выше или ниже, может быть использована программная характеристика "безопасного управления", описанная далее, так что чувствительный элемент 16 может перекрывать диапазон высот от 1 до 6 дюймов. При использовании АРУ цифровой блок управления может работать в диапазоне токов кабеля от 20 до 400 мА, в диапазоне высот от 1 до 6 дюймов и в диапазоне горизонтального смещения +/-12 дюймов. In FIG. Figure 4 shows an example of the previously described X-configuration of coils for a vehicle 10 controlled at a working height of 3 inches above a 100-milliampere guide cable providing a +/- 3 inch "safe control" instrument width. However, for cases where the height of the sensor is higher or lower, the “safe control” software feature described below can be used so that the
При использовании Q-фильтров верхних частот и синхронных демодуляторов отсекаются все посторонние сигналы, не синхронные по частоте и фазе. Однако одним сигналом, который не отсекается, является сигнал "обратного среза" от соседнего кабеля. Этот сигнал обратного среза может искажать электромагнитное поле, смещая нулевой уровень чувствительного элемента. Это искажение вызывает сдвиг нуля, который находится в прямо пропорциональной зависимости от расстояний чувствительного элемента до каждого из кабелей, то есть, если высота составляет 3 дюйма и обратный срез равен 24 дюймам, то нуль будет сдвинут на 3/24 единичного выходного положения (3 дюйма, умноженные на высоту 3 дюйма), или 3/24•3 = 3/8 дюйма, причем направление сдвига нуля зависит от фазы "обратного среза". На половине расстояния между двумя кабелями любой сигнал считывается как результирующий круговой вектор, при этом результат деления стремится к нулю. Линейность также падает в диапазоне от 10 до 12 дюймов в результате "обратного среза", который ближе 20 футов. По этим причинам выходной сигнал чувствительного элемента устанавливается соответствующим +/- полной шкалы при +\- 8 дюймах горизонтального перемещения. When using high-pass Q filters and synchronous demodulators, all extraneous signals that are not synchronous in frequency and phase are cut off. However, one signal that is not clipped is the “back cut” signal from the adjacent cable. This back-cut signal can distort the electromagnetic field, shifting the zero level of the sensing element. This distortion causes a zero shift, which is directly proportional to the distance of the sensor to each cable, that is, if the height is 3 inches and the back cut is 24 inches, then zero will be shifted by 3/24 of a single output position (3 inches multiplied by a height of 3 inches), or 3/24 • 3 = 3/8 inches, and the direction of the zero shift depends on the phase of the “back cut”. At half the distance between the two cables, any signal is read as the resulting circular vector, while the division result tends to zero. Linearity also falls in the range of 10 to 12 inches as a result of a “back cut” that is closer than 20 feet. For these reasons, the output of the sensor is set to +/- full scale at + \ - 8 inches of horizontal movement.
Соответственно, значительно увеличено поле зрения чувствительного элемента 16 без потери направлений левого/правого борта. Это улучшает процедуру повторного захвата "беспроводного маневра". При значительно улучшенной линейности и обеспечении токов на высоте чувствительного элемента транспортного средства все выходные сигналы обладают одинаковым соотношением +/- 8 дюймов, что обеспечивает регулировки беспроводного управления +/-4 дюйма, для учета "обратного среза" и/или для центровки (транспортного средства) в нагруженном состоянии. Accordingly, the field of view of the
Как более широкое "поле зрения", так и хорошая линейность обеспечивают вариабильность запрограммированных пределов "безопасного управления". Эта характеристика оказалась очень полезной при контроле "беспроводного маневра", так как технические требования ANSI (Американского национального института стандартов) допускают для таких операций окно +/- 6 дюймов. Внутренние аппаратные фазовые компараторы обеспечивают первичный выходной сигнал "безопасного управления". Однако это окно не устанавливается на +/- 3 дюйма для всех высот чувствительных элементов. Both a wider "field of view" and good linearity ensure the variability of the programmed "safe control" limits. This feature turned out to be very useful in controlling the “wireless maneuver”, since the technical requirements of ANSI (American National Standards Institute) allow a +/- 6 inch window for such operations. Internal hardware phase comparators provide the primary “safe control" output signal. However, this window cannot be set to +/- 3 inches for all sensory heights.
При X-конфигурации катушек +/- окно "безопасного управления" становится равным высоте h катушек 18, 20 над проводом (направляющим кабелем), то есть для чувствительно элемента 16, установленного на высоте 3 дюйма над проводом, окно "безопасного управления" будет составлять +/- 3 дюйма и может изменяться на +/- 1/2 дюйма, если глубина провода изменяется на +/- 1/2 дюйма. Под контролем бортового микропроцессора цифровые программные средства управления обеспечивают один или два активных сигнала "безопасного управления". With the X-configuration of the coils +/-, the “safe control” window becomes equal to the height h of the
Несмотря на то, что предпочтительный вид осуществления изобретения был описан детально, специалисты в данной области могут найти различные альтернативные варианты и решения для осуществления изобретения, которое определяется следующей патентной формулой. Although the preferred embodiment of the invention has been described in detail, those skilled in the art will find various alternative options and solutions for carrying out the invention, which is defined by the following patent claims.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95108222A RU2136035C1 (en) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | Method and device for vehicle control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95108222A RU2136035C1 (en) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | Method and device for vehicle control |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95108222A RU95108222A (en) | 1997-02-10 |
RU2136035C1 true RU2136035C1 (en) | 1999-08-27 |
Family
ID=20167980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95108222A RU2136035C1 (en) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | Method and device for vehicle control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2136035C1 (en) |
-
1995
- 1995-05-25 RU RU95108222A patent/RU2136035C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SU 1.411.713 A1, 23.07.88. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95108222A (en) | 1997-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5434781A (en) | Method and apparatus for guiding a driverless vehicle using a sensor tracking a cable emitting an electromagnetic field | |
EP0208384A2 (en) | Floor position sensing apparatus and method | |
CN101971470B (en) | Position measurement using magnetic fields | |
US6971464B2 (en) | Driverless vehicle guidance system and method | |
US6229299B1 (en) | System and method for computing the angular velocity and direction of a rotational body | |
CA1265596A (en) | Magnetic detector | |
US4714124A (en) | Guidance system for self-guided vehicle | |
JPS5997005A (en) | Sensor detecting magnetic field strain or measuring parameter which can be drawn out of magnetic field strain | |
RU2136035C1 (en) | Method and device for vehicle control | |
JPH10105235A (en) | Continuous position detecting and controlling device for traveling object | |
CN113272627A (en) | Position sensor for long-stroke linear permanent magnet motor | |
US5333110A (en) | Electronic magnetic compass system and method for interpreting directions of a vehicle | |
CA1231255A (en) | Coil system for inductive measurement of the velocity of movement of a magnetized body | |
JPS6247241B2 (en) | ||
KR100287834B1 (en) | Method and Apparatus for Guiding a Driverless Vehicle Using a Sensor Tracking a Cable Emitting and Electromagnetic Field | |
JP3718751B2 (en) | Method and apparatus for guiding unmanned driving vehicles | |
CA2150582C (en) | Method and apparatus for guiding a driverless vehicle using a sensor tracking a cable emitting an electromagnetic field | |
JP3248467B2 (en) | Vehicle position detecting device and position detecting method | |
AU700553B2 (en) | Method and apparatus for guiding a driverless vehicle using a sensor tracking a cable emitting an electromagnetic field | |
HUT75399A (en) | Method and apparatus for guiding a driverless vehicle | |
TW311210B (en) | ||
JP3262051B2 (en) | Vehicle position detecting device and position detecting method | |
JPS5817313A (en) | Azimuth meter for vehicle | |
SU1332268A1 (en) | Method of determining the deviation of a transport means from a free-determined trajectory | |
JPS6327203Y2 (en) |