RU2011135579A

RU2011135579A - Способ автоматического управления движением транспортных средств на перекрестке и устройство для его осуществления

Info

Publication number: RU2011135579A
Application number: RU2011135579/11A
Authority: RU
Inventors: Валерий Георгиевич Бондарев
Original assignee: Валерий Георгиевич Бондарев
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2013-02-27
Also published as: RU2480842C1

Abstract

1. Способ автоматического управления движением транспортных средств на перекрестке, включающий пересечение двухсторонних дорог или полос движения на одном уровне, заключающийся в определении приоритета движения транспортных средств по цветовым сигналам светофоров, отличающийся тем, что автоматическое управление движением транспортных средств в окрестности перекрестка осуществляется посредством сигналов наземного радиопередатчика синхроимпульсов и цифровой фотокамеры, системы автоматического управления, которая обеспечивает управление движением каждого транспортного средства в боковом канале, стабилизируя его поперечное положение относительно навигационной пунктирной линии, а в продольном канале - управление движением с постоянной скоростью и с фиксированным продольным положением относительно других транспортных средств в своей полосе, а пересечение однорядных двусторонних дорог дополнительно содержит четыре круговых ответвления в виде астроиды, по которым выполняются правые и левые повороты, при въезде каждого транспортного средства на перекресток по сигналу наземного радиопередатчика синхроимпульсов определяют номер перекрестка и по маршруту движения транспортного средства, записанному в модуле памяти цифрового вычислителя, выбирают направление его движения по перекрестку, посредством цифровой фотокамеры получают изображения автодороги с нанесенными линиями дорожной разметки, содержащими навигационные пунктирные линии и метки синхронизации, а с помощью модуля обработки изображений цифрового вычислителя осуществляют обработку изображений и определяют координаты (Y,Z) м, двух о

Claims

1. Способ автоматического управления движением транспортных средств на перекрестке, включающий пересечение двухсторонних дорог или полос движения на одном уровне, заключающийся в определении приоритета движения транспортных средств по цветовым сигналам светофоров, отличающийся тем, что автоматическое управление движением транспортных средств в окрестности перекрестка осуществляется посредством сигналов наземного радиопередатчика синхроимпульсов и цифровой фотокамеры, системы автоматического управления, которая обеспечивает управление движением каждого транспортного средства в боковом канале, стабилизируя его поперечное положение относительно навигационной пунктирной линии, а в продольном канале - управление движением с постоянной скоростью и с фиксированным продольным положением относительно других транспортных средств в своей полосе, а пересечение однорядных двусторонних дорог дополнительно содержит четыре круговых ответвления в виде астроиды, по которым выполняются правые и левые повороты, при въезде каждого транспортного средства на перекресток по сигналу наземного радиопередатчика синхроимпульсов определяют номер перекрестка и по маршруту движения транспортного средства, записанному в модуле памяти цифрового вычислителя, выбирают направление его движения по перекрестку, посредством цифровой фотокамеры получают изображения автодороги с нанесенными линиями дорожной разметки, содержащими навигационные пунктирные линии и метки синхронизации, а с помощью модуля обработки изображений цифрового вычислителя осуществляют обработку изображений и определяют координаты (Y_ij,Z_ij) м, двух одноименных вершин навигационной пунктирной линии каждого из трех направлений движения на фоточувствительной матрице цифровой фотокамеры, где i=1,2 номер вершины, j=1,2,3 номер направления движения j=1 - налево, j=2 - прямо, j=3 - направо, в модуле вычислений цифрового вычислителя вычисляют расстояние от выбранной линии дорожной разметки до транспортного средства,

,

где (Y_i,Z_i)=(Y_ij,Z_ij) - координаты двух одноименных вершин навигационной пунктирной линии выбранного j-го направления, F - фокусное расстояние фотообъектива, h - высота расположения цифровой фотокамеры от дорожного полотна, α - угол наклона оптической оси цифровой фотокамеры от продольной оси транспортного средства вокруг его поперечной оси, вычисляют сигнал управления

,

где k_б- коэффициент передачи канала бокового управления, Z_зад - величина, определяющая стабилизируемое положение транспортного средства относительно навигационной пунктирной линии, сигнал управления подают на исполнительное устройство канала бокового управления, сигнал которого прикладывают к рулевому колесу управления, чем обеспечивается управление поперечным положением транспортного средства относительно навигационной пунктирной линии, принимают сигнал наземного радиопередатчика синхроимпульсов бортовым приемником синхроимпульсов, определяют время до переднего фронта ближайшего синхроимпульса t_c, посредством модуля обработки изображений цифрового вычислителя осуществляют обработку оцифрованного изображения автодороги при этом определяют время обнаружения метки синхронизации t_фк и координату метки синхронизации на фоточувствительной матрице цифровой фотокамеры Y_c, в модуле вычислений цифрового вычислителя вычисляют временную поправку Δ_t,

,

вычисляют управляющее воздействие в канале продольного управления

,

где k_n- коэффициент передачи канала продольного управления, Т - период синхроимпульсов,

сигнал управления подают на исполнительное устройство канала продольного управления, сигнал которого прикладывают к педали газа двигателя, что обеспечивает управление скоростью транспортного средства, синхронное движение потоков транспортных средств в левом и правом ответвлениях и прямом участке обеспечивается нанесением меток синхронизации, удовлетворяющих следующим условиям

,

D=6L,

где D^` - период меток синхронизации в левом ответвлении, D^``- период меток синхронизации в правом ответвлении, D - период меток синхронизации на прямом участке перекрестка, H - ширина полосы движения дороги, π - число пи, L - длина транспортного средства, R - радиус изгиба ответвления, k - целое число.

2. Устройство для автоматического управления движением по перекрестку, включающее светофор для формирования цветовых сигналов служащих для определении приоритета движения транспортных средств, отличающееся тем, что светофор выполнен в виде маломощного наземного радиопередатчика синхроимпульсов, а каждое транспортное средство дополнительно содержит систему автоматического управления, включающую бортовой радиоприемник синхроимпульсов, цифровую фотокамеру, цифровой вычислитель, содержащий модули обработки изображений, вычислений и памяти, исполнительные устройства каналов бокового и продольного управления, рулевое колесо управления и педаль газа двигателя, перекресток выполнен в виде пересечения однорядных двусторонних дорог и дополнительно содержит четыре круговых ответвления для левых и правых поворотов в виде астроиды, с нанесенными линиями дорожной разметки, содержащими навигационные пунктирные линии и метки синхронизации используемые для определения продольного и бокового положения транспортного средства, при этом бортовой радиоприемник синхроимпульсов, который обеспечивает прием и формирование синхроимпульсов, в пакете которых закодирован номер перекрестка, своим входом связан с выходом наземного радиопередатчика синхроимпульсов, которые обеспечивают синфазное движение транспортных средств во всех потоках, а своим выходом связан с первым входом модуля вычислений цифрового вычислителя, в котором вычисляется сигнал канала продольного управления системы автоматического управления, своим первым выходом модуль вычислений цифрового вычислителя связан с входом исполнительного органа канала продольного управления, который осуществляет управление оборотами двигателя транспортного средства, выход которого связан с педалью газа двигателя, что обеспечивает скоростной режим движения транспортного средства и стабилизацию его положения относительно других транспортных средств в этом потоке, цифровая фотокамера своим входом получает видеоинформацию о дорожной ситуации, которая оцифровывается и преобразуется в необходимый формат записи, своим выходом связана с входом модуля обработки изображений цифрового вычислителя, где определяются координаты изображений двух одноименных точек навигационной пунктирной линии каждого из трех направлений движения, своим выходом связанного с вторым входом модуля вычислений цифрового вычислителя, а своим третьим входом связанного с модулем памяти цифрового вычислителя, где хранится маршрут в виде последовательности и направлений проезда перекрестков, в модуле вычислений цифрового вычислителя осуществляется определение времени обнаружения меток синхронизации и вычисление временной поправки, вычисление бокового отклонения от выбранной по номеру перекрестка навигационной пунктирной линии, а также сигнала управления бокового канала, выбор навигационной пунктирной линии осуществляется в модуле вычислений по маршруту, модуль вычислений цифрового вычислителя своим вторым выходом связан с входом исполнительного устройства канала бокового управления, который обеспечивает управление рулевого колеса, поддерживая при этом поперечное положение транспортного средства относительно навигационной пунктирной линии, выход исполнительного устройства канала бокового управления связан с рулевым колесом управления.