RU2600002C1 - Method of tractor curvilinear motion trajectory determining - Google Patents

Method of tractor curvilinear motion trajectory determining Download PDF

Info

Publication number
RU2600002C1
RU2600002C1 RU2015119763/13A RU2015119763A RU2600002C1 RU 2600002 C1 RU2600002 C1 RU 2600002C1 RU 2015119763/13 A RU2015119763/13 A RU 2015119763/13A RU 2015119763 A RU2015119763 A RU 2015119763A RU 2600002 C1 RU2600002 C1 RU 2600002C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
trajectory
coordinates
tractor
determining
landmarks
Prior art date
Application number
RU2015119763/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Геннадиевич Козлов
Александр Николаевич Беляев
Original Assignee
Дмитрий Геннадиевич Козлов
Александр Николаевич Беляев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Геннадиевич Козлов, Александр Николаевич Беляев filed Critical Дмитрий Геннадиевич Козлов
Priority to RU2015119763/13A priority Critical patent/RU2600002C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2600002C1 publication Critical patent/RU2600002C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01BSOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture; machine building.
SUBSTANCE: invention relates to agricultural machine building, in particular, to methods of vehicles curvilinear motion trajectory determining, particularly, tractors, and can be used for experimental research of machine-tractor units (MTU) when performing field operations. Method envisages, that during tractor (1) movement along curvilinear trajectory self-adjusting disk (2) draws actual trajectory, corresponding to its kinematic center trajectory. Obtained trajectory is subjected to detailed breakdown at certain intervals (depending on obtained result required accuracy) and it is steeply marked by landmarks. Trajectory polar coordinates (distance from pole (tacheometer installation point) to each of landmarks ρi and angles between line are defined using electronic tacheometer with automatic count of angles and distances using laser beam, connecting first of them with tacheometer and subsequent γi) and trajectory rectangular coordinates (each of landmark relative to pole X and Y coordinates current values), “passing” by landmarks with reflecting plate. Measurement results are displayed on the screen. Electronic tacheometer is installed with selection of its installation point with minimum distance to landmarks. Kinematic center actual trajectory is obtained according to available coordinates with very high degree of accuracy.
EFFECT: method is aimed at improvement of accuracy of determining of machine-tractor unit trajectory on the field, lower labor input, time for determining coordinates of each point of curve, reduced cost of declared method.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способам определения траектории криволинейного движения транспортных средств, в частности тракторов, и может быть использовано при проведении экспериментальных исследований машинно-тракторных агрегатов (МТА) при выполнении полевых работ.The invention relates to methods for determining the trajectory of curvilinear movement of vehicles, in particular tractors, and can be used in experimental studies of machine-tractor units (MTA) when performing field work.

Наиболее часто используется непрямой способ определения траектории криволинейного движения МТА [Коденко М.Н., Рославцев А.В. Устройство для определения траектории движения гусеничных тракторов / М.Н. Коденко, А.В. Рославцев // Тракторы и сельхозмашины. - 1969, №10. - С. 13-15], когда в каждый момент времени регистрируются на ленте осциллографа угол поворота от начального положения (курсовой угол) φ при помощи гироскопического датчика курса и действительная скорость v движения агрегата посредством устройства, двойным шарниром соединенного с остовом трактора и состоящего из путевого колеса, редуктора и тахогенератора.The most commonly used indirect method for determining the trajectory of curvilinear motion of the MTA [Kodenko MN, Roslavtsev A.V. A device for determining the trajectory of caterpillar tractors / M.N. Kodenko, A.V. Roslavtsev // Tractors and agricultural machinery. - 1969, No. 10. - S. 13-15], when the rotation angle from the initial position (heading angle) φ with the gyroscopic heading sensor and the actual speed v of the unit’s movement by means of a device connected by a double hinge to the tractor’s skeleton and consisting of track wheel, gearbox and tachogenerator.

Для определения текущих значений φ и v необходимо участок осциллограммы с записью результатов их измерений разбить на n равных интервалов. Посредством значений φ и v рассчитывают текущие координаты X и Y линейных отклонений заданной точки МТА от начального положения.To determine the current values of φ and v, it is necessary to divide the waveform section with recording the results of their measurements into n equal intervals. Using the values of φ and v, the current X and Y coordinates of the linear deviations of the given MTA point from the initial position are calculated.

На основании полученных функции X(t) и Y(t) строится траектория движения трактора, аппроксимацией полученных массивов методом наименьших квадратов.Based on the obtained functions X (t) and Y (t), the tractor trajectory is constructed by approximating the resulting arrays by the least squares method.

Недостаток данного способа в том, что применяется сложное, громоздкое оборудование и недостаточно точные измерительные и регистрирующие приборы, а также в необходимости выставлять на ноль световой луч вибратора осциллографа при каждом новом положении трактора. При этом значительно снижается достоверность и точность экспериментальных исследований из-за ошибки измерений и ручной обработки результатов, записанных на ленту осциллографа.The disadvantage of this method is that it uses complex, bulky equipment and insufficiently accurate measuring and recording instruments, as well as the need to set the light beam of the oscilloscope vibrator to zero at each new tractor position. At the same time, the reliability and accuracy of experimental studies are significantly reduced due to measurement errors and manual processing of the results recorded on the oscilloscope tape.

Один из наиболее точных методов определения координат МТА на местности - фазовый метод радиопеленгации [Средства исследования движения МТА / А.В. Рославцев [и др.] // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1999, №3. - С. 26-29] устройством, содержащим разностно-фазовый пеленгатор СВЧ-диапазона, соединенный через аналого-цифровой преобразователь с вычислителем; несколько генераторов СВЧ-диапазона с блоками питания, установленными на частях МТА; коммутатор, обеспечивающий последовательное включение генераторов, излучающих СВЧ-колебания через канал связи в направлении разностно-фазового пеленгатора. Выходное напряжение последнего через аналого-цифровой преобразователь подают на вычислитель, определяющий статистические характеристики и составляющий взаимокорреляционные связи угловых и линейных перемещений частей МТА.One of the most accurate methods for determining the coordinates of MTA on the ground is the phase method of radio direction finding [Means of motion research MTA / A.V. Roslavtsev [et al.] // Tractors and agricultural machinery. - 1999, No. 3. - S. 26-29] a device containing a phase difference microwave direction finder connected via an analog-to-digital converter to a computer; several microwave generators with power supplies installed on parts of the MTA; a switch providing sequential switching on of generators emitting microwave oscillations through a communication channel in the direction of the differential-phase direction finder. The output voltage of the latter is fed through an analog-to-digital converter to a computer that determines the statistical characteristics and makes up the inter-correlation relationships of the angular and linear movements of the MTA parts.

Таким образом, этот метод позволяет непосредственно находить координаты характерных точек МТА, измеряя разности сигналов, генерируемых в разностно-фазовом пеленгаторе. Метод характеризуется недостаточно высокой точностью и достоверностью полученных результатов, возможностью исследования любых режимов движения МТА.Thus, this method allows you to directly find the coordinates of the characteristic points of the MTA by measuring the differences of the signals generated in the difference-phase direction finder. The method is characterized by insufficiently high accuracy and reliability of the results, the ability to study any modes of motion of the MTA.

Недостаток такого способа - высокая стоимость оборудования, затраты на приобретение или изготовление которого явились бы не вполне оправданными для решения сравнительно узкой задачи, и снижение уверенного приема сигнала при увеличении расстояния от МТА до разностно-фазового пеленгатора.The disadvantage of this method is the high cost of equipment, the acquisition or manufacturing costs of which would not be entirely justified for solving a relatively narrow problem, and the decrease in reliable signal reception with increasing distance from the MTA to the differential-phase direction finder.

Наиболее близким к заявленному способу определения траектории криволинейного движения трактора является способ определения траектории криволинейного движения трактора [заявка на изобретение №2005109594/28, 04.04.2005], предусматривающий получение фактической кривой копированием перемещения кинематического центра на поверхности почвы и построение ее графического изображения в полярной системе координат путем детальной разбивки фактической кривой и геодезическими измерениями.Closest to the claimed method of determining the trajectory of the tractor’s curvilinear motion is a method of determining the trajectory of the tractor’s curvilinear motion [application for invention No. 2005109594/28, 04.04.2005], which provides for obtaining the actual curve by copying the movement of the kinematic center on the soil surface and constructing its graphic image in the polar system coordinates by a detailed breakdown of the actual curve and geodetic measurements.

Недостатком данного способа является низкая точность при построении кривой из-за произвольного выбора места установки теодолита, высокая трудоемкость и большие затраты времени на определение координат каждой ее точки.The disadvantage of this method is the low accuracy in constructing the curve due to the arbitrary choice of the installation location of the theodolite, high complexity and time consuming to determine the coordinates of each of its points.

Технический результат заключается в повышении точности определения траектории движения машинно-тракторного агрегата по полю, снижение трудоемкости, затрат времени на определение координат каждой точки кривой, снижение стоимости заявляемого способа.The technical result consists in increasing the accuracy of determining the trajectory of the movement of the machine-tractor unit in the field, reducing the complexity, time spent on determining the coordinates of each point of the curve, reducing the cost of the proposed method.

Это достигается тем, что в качестве измерительного прибора для получения графического изображение кривой в полярной и прямоугольной системах координат путем детальной разбивки фактической кривой и геодезическими измерениями с выводом результатов измерения на дисплей используют автоматический тахеометр с выбором определенного места его установки.This is achieved by the fact that as a measuring device for obtaining a graphical image of the curve in polar and rectangular coordinate systems by using a detailed breakdown of the actual curve and geodetic measurements with the display of the measurement results on the display, an automatic total station with the choice of a specific location for its installation is used.

При движении трактора по криволинейной траектории самоустанавливающийся диск очерчивает действительную траекторию его кинематического центра. На полученной траектории проводят детальную разбивку в зависимости от необходимой точности и помечают ее отвесно вехами. Электронным тахеометром определяют расстояние от места его установки до вехи, а также угол между соседними вехами, и результаты измерений выводятся на дисплей. Электронный тахеометр устанавливают с выбором определенного места его установки таким образом, чтобы расстояния от прибора до вех были минимальными, получают графическое изображение кривой в полярной и прямоугольной системах координат с выводом результатов измерения на дисплей.When the tractor moves along a curved path, a self-aligning disc outlines the actual path of its kinematic center. On the resulting trajectory, a detailed breakdown is carried out depending on the required accuracy and is marked with sheer milestones. An electronic total station determines the distance from its installation to the milestones, as well as the angle between adjacent milestones, and the measurement results are displayed. An electronic total station is installed with the choice of a specific installation location so that the distances from the device to the milestones are minimal, a graphical image of the curve is obtained in the polar and rectangular coordinate systems with the display of the measurement results.

В результате этих действий повышается точность полученной траектории движения машинно-тракторного агрегата по полю, снижение трудоемкости, затрат времени на определение координат каждой точки кривой, снижение стоимости заявляемого способа.As a result of these actions, the accuracy of the obtained trajectory of the movement of the machine and tractor unit in the field is increased, the labor input, the time required to determine the coordinates of each point of the curve, the cost of the proposed method is reduced.

Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое техническое решение новым.The presence of essential features distinctive from the prototype allows us to recognize the claimed technical solution as new.

Из уровня техники не выявлены технические решения, содержащие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого способа, поэтому заявляемый способ отвечает критерию изобретательского уровня.The prior art does not reveal technical solutions containing signs that match the distinguishing features of the proposed method, therefore, the claimed method meets the criteria of an inventive step.

Возможность осуществления заявляемого изобретения в промышленности позволяет признать его соответствующим критерию промышленной применимости.The possibility of implementing the claimed invention in industry allows us to recognize it as meeting the criterion of industrial applicability.

Сущность заявляемого технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежами, где показано:The essence of the proposed technical solution is illustrated by an example of a specific design and drawings, which show:

на фигуре 1 изображен трактор с самоустанавливающимся диском по кинематическому центру (середина заднего колеса);the figure 1 shows a tractor with a self-aligning disk in the kinematic center (middle of the rear wheel);

на фигуре 2 - схема получения траектории движения трактора и ее замера в полярных координатах;figure 2 is a diagram of the receipt of the trajectory of the tractor and its measurement in polar coordinates;

на фигуре 3 - схема получения траектории движения трактора и ее замера в прямоугольных координатах.figure 3 is a diagram of the receipt of the trajectory of the tractor and its measurement in rectangular coordinates.

Способ определения траектории криволинейного движения трактора заключается в следующем.The method for determining the trajectory of the curved motion of the tractor is as follows.

При движении трактора 1 по криволинейной траектории самоустанавливающийся диск 2 очерчивает действительную траекторию 3, соответствующую траектории его кинематического центра. На полученной траектории проводят детальную разбивку через определенные интервалы (в зависимости от необходимой точности получаемого результата) и помечают ее отвесно вехами 4.When the tractor 1 moves along a curved path, the self-aligning disk 2 outlines the actual path 3 corresponding to the path of its kinematic center. On the obtained trajectory, a detailed breakdown is carried out at certain intervals (depending on the required accuracy of the result obtained) and is marked with vertical marks 4.

Электронным тахеометром 5 с автоматическим отсчетом углов и расстояний определяют с помощью лазерного луча полярные координаты траектории (расстояния от полюса (места установки тахеометра) до каждой из вех ρi и углы между линией, соединяющей первую из них с тахеометром и последующим γi) и прямоугольные координаты траектории (текущие значения координат X и Y каждой из вех относительно полюса), «проходя» по вехам отражающей пластиной. Результаты измерений выводятся на дисплей.An electronic total station 5 with automatic counting of angles and distances determines, using a laser beam, the polar coordinates of the trajectory (the distance from the pole (the installation site of the total station) to each of the poles ρ i and the angles between the line connecting the first of them with the total station and the subsequent γ i ) and rectangular the coordinates of the trajectory (the current values of the X and Y coordinates of each of the milestones relative to the pole), "passing" along the milestones with a reflective plate. The measurement results are displayed.

Электронный тахеометр 5 устанавливают с выбором определенного места. Для уменьшения погрешности измерений выбирается место таким образом, чтобы расстояния от прибора до вех были минимальными, что следует из данного условияAn electronic total station 5 is installed with a choice of a specific location. To reduce the measurement error, a location is chosen so that the distance from the device to the milestones is minimal, which follows from this condition

Figure 00000001
Figure 00000001

где md - погрешность измерения расстояния; mβ - погрешность измерения угла; ρ - угол между вехами; d - расстояние от прибора до вехи.where m d is the error of distance measurement; m β is the error in measuring the angle; ρ is the angle between the milestones; d is the distance from the device to the milestone.

По имеющимся координатам получают действительную траекторию движения кинематического центра с очень высокой степенью точности, что особенно важно при экспериментальных исследованиях МТА, так как в реальных условиях они движутся на поворотной полосе с малыми радиусами траектории; при этом действительная траектория значительно отличается от номинальной и тем более от теоретической. Получение траектории двумя методами: в полярных и прямоугольных координатах, позволяет сравнить результаты и оценить точность экспериментальных исследований.Based on the available coordinates, the actual trajectory of the kinematic center is obtained with a very high degree of accuracy, which is especially important in experimental studies of MTA, since in real conditions they move on a headland with small trajectory radii; in this case, the actual trajectory differs significantly from the nominal one, and even more so from the theoretical one. Obtaining the trajectory by two methods: in polar and rectangular coordinates, allows you to compare the results and evaluate the accuracy of experimental studies.

По полученной траектории, зная геометрические параметры МТА, можно определить траекторию движения любой его точки. А для подтверждения результатов можно получить описанным выше способом траекторию движения любой точки МТА экспериментально теми же способами.Based on the obtained trajectory, knowing the geometric parameters of the MTA, it is possible to determine the trajectory of movement of any of its points. And to confirm the results, it is possible to obtain the trajectory of motion of any MTA point experimentally by the same methods as described above.

Claims (1)

Способ определения траектории криволинейного движения трактора, предусматривающий получение действительной кривой копированием перемещения его кинематического центра на поверхности почвы посредствам самоустанавливающегося диска и построение ее графического изображения в полярной системе координат путем детальной разбивки фактической кривой и геодезическими измерениями, отличающийся тем, что графическое изображение кривой в полярной и прямоугольной системах координат получают путем детальной разбивки фактической кривой на вехи и геодезическими измерениями с выводом результатов измерения на дисплей, используя автоматический тахеометр с выбором места его установки с минимальным расстоянием до вех, проходя по ним отражающей пластиной. A method for determining the trajectory of the tractor’s curvilinear motion, which involves obtaining a real curve by copying the movement of its kinematic center on the soil surface using a self-aligning disk and constructing its graphic image in the polar coordinate system by detailed breakdown of the actual curve and geodetic measurements, characterized in that the graphic image of the curve in polar and rectangular coordinate systems are obtained by a detailed breakdown of the actual curve into milestones and geodetic measurements with the conclusion of the measurement results on the display using an automatic total station with a choice of installation location with a minimum distance to the milestones, passing through them with a reflective plate.
RU2015119763/13A 2015-05-26 2015-05-26 Method of tractor curvilinear motion trajectory determining RU2600002C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119763/13A RU2600002C1 (en) 2015-05-26 2015-05-26 Method of tractor curvilinear motion trajectory determining

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119763/13A RU2600002C1 (en) 2015-05-26 2015-05-26 Method of tractor curvilinear motion trajectory determining

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2600002C1 true RU2600002C1 (en) 2016-10-20

Family

ID=57138458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015119763/13A RU2600002C1 (en) 2015-05-26 2015-05-26 Method of tractor curvilinear motion trajectory determining

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2600002C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3069983A (en) * 1957-06-18 1962-12-25 Impresa Pizzarotti & C S R L Method of laying roads and apparatus therefor
US4871026A (en) * 1988-03-15 1989-10-03 Bernard-Hensch, Inc. Trench forming device and guidance method
RU2005109954A (en) * 2005-04-06 2006-10-20 Александр Александрович Иванов (RU) OIL PRODUCTION METHOD

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3069983A (en) * 1957-06-18 1962-12-25 Impresa Pizzarotti & C S R L Method of laying roads and apparatus therefor
US4871026A (en) * 1988-03-15 1989-10-03 Bernard-Hensch, Inc. Trench forming device and guidance method
RU2005109954A (en) * 2005-04-06 2006-10-20 Александр Александрович Иванов (RU) OIL PRODUCTION METHOD

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112006003390B4 (en) Managed diameter system and method for obtaining accurate survey data in the absence of accurate GPS data
US11237005B2 (en) Method and arrangement for sourcing of location information, generating and updating maps representing the location
EP3693698A1 (en) Measuring device with event-based camera
JP6962007B2 (en) Driving control device for autonomous driving trolley, autonomous driving trolley
EP1842077B1 (en) Method for determining a positional information of at least one object
US20030174305A1 (en) Measuring device and measuring method for determining distance and/or position
EP2669707A1 (en) Method and hand-held distance measuring device for indirect distance measurement by means of image-based angle determination function
US9355462B2 (en) Motion estimation system utilizing point cloud registration
US11656083B2 (en) Autonomous tunnel navigation with a robotic system
CN111323802B (en) Intelligent driving vehicle positioning method, device and equipment
CN105571636A (en) Target positioning method and measuring equipment
RU2600002C1 (en) Method of tractor curvilinear motion trajectory determining
RU2562616C1 (en) Method of acquiring radio information and radio system therefor
EP2994773B1 (en) Device and method for detecting position and orientation of underground elongated bodies
US20230290055A1 (en) Surveying assistance system, information display terminal, surveying assistance method, and storage medium storing surveying assistance program
Deusch et al. Improving localization in digital maps with grid maps
US20220299318A1 (en) Surveying system, surveying method, and storage medium storing surveying program
RU2617147C1 (en) Method for initial orienting gyroscopic navigation system for land mobiles
Inoue et al. A study on Position Measurement System Using Laser Range Finder and Its Application fo r Construction Work
KR102036080B1 (en) Portable positioning device and method for operating portable positioning device
KR20200072574A (en) Vehicle and control method thereof
CN116754039B (en) Method for detecting earthwork of ground pit body
Garget Testing of Robotic total Stations for Dynamic tracking
US9476967B2 (en) Method of kinematic ranging
US20240298628A1 (en) Automatic traveling method, automatic traveling program, automatic traveling system, and work vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180527