SE521711C2 - Ett styrsystem för ett motordrivet fordon och ett förfarande för att styra förflyttning av fordonet - Google Patents

Ett styrsystem för ett motordrivet fordon och ett förfarande för att styra förflyttning av fordonet

Info

Publication number
SE521711C2
SE521711C2 SE0200200A SE0200200A SE521711C2 SE 521711 C2 SE521711 C2 SE 521711C2 SE 0200200 A SE0200200 A SE 0200200A SE 0200200 A SE0200200 A SE 0200200A SE 521711 C2 SE521711 C2 SE 521711C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
vehicle
movement
control system
drive
motor vehicle
Prior art date
Application number
SE0200200A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0200200D0 (sv
SE0200200L (sv
Inventor
Niklas Philipson
Jim Fainberg
Original Assignee
Visual Act Scandinavia Ab
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 Visual Act Scandinavia Ab filed Critical Visual Act Scandinavia Ab
Priority to SE0200200A priority Critical patent/SE521711C2/sv
Publication of SE0200200D0 publication Critical patent/SE0200200D0/sv
Priority to EP03705578A priority patent/EP1472581B1/en
Priority to AT03705578T priority patent/ATE325373T1/de
Priority to PCT/SE2003/000108 priority patent/WO2003062935A1/en
Priority to US10/501,951 priority patent/US7299116B2/en
Priority to DE60305001T priority patent/DE60305001T2/de
Publication of SE0200200L publication Critical patent/SE0200200L/sv
Publication of SE521711C2 publication Critical patent/SE521711C2/sv

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/28Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0011Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement
    • G05D1/0033Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement by having the operator tracking the vehicle either by direct line of sight or via one or more cameras located remotely from the vehicle
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
    • G05D1/028Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle using a RF signal
    • G05D1/0282Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle using a RF signal generated in a local control room

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Description

30 521711 2 kontinuerligt definierar en tangent till respektive båge som hör samman med det gällande drivorganet.
En huvudnackdel med förfarandet för att beräkna en rörelsebanan enligt dokumentet US-5,823,884 är att det begränsar banorna till vissa fördefinierade kombinationer av förflyttning och rotation. En annan nackdel är att förfarandet inte korrigerar för några fysiska fel iförflyttningen som kan inträffa.
Sammanfattning av uppfinningen Det är ett ändamål med den föreliggande uppfinningen att lösa de ovan nämnda problemen.
Enligt den föreliggande uppfinningen åstadkommes enligt en första aspekt ett styrsystem för ett motordrivet fordon för att beskriva en önskad förflyttning av fordonet och kommunicera förflyttningen till ett drivsystem hos fordonet. Det motordrivna fordonet innefattar ett chassi, åtminstone tre rullorgan monterade på chassit med en yta över vilken fordonet skall röra sig. Drivsystemet innefattar åt- minstone tvä drivenheter, var och en innefattande ett första drivningsorgan och ett andra drivningsorgan, kooperativt drivbara för att åstadkomma både framdrivning och styrning av drivenheten och följaktligen fordonet. Styrsystemet innefattar ock- så ett datororgan för att beräkna en önskad förflyttning av fordonet, varvid förflytt- ning av fordonet beräknas i formen av en kontinuerlig kubisk funktion, och rotatio- nen av fordonet beräknas i formen av en linjär funktion. Styrsystemet innefattar också ett kommunikationsorgan för att sända den önskade förflyttningen till åtmin- stone två drivenheter för att förflytta fordonet i överensstämmelse med den önska- de förflyttningen. En fördel med styrsystemet enligt den föreliggande uppfinningen är att det kan förflytta ett fordon utmed varje fördefinierad bana, med en fördefi- nierad ändring i rotation i överensstämmelse med en tidsskala. En annan fördel med detta styrsystem är att det är skalbart, dvs., det kan förflytta varje antal fordon samtidigt med olika banor. En annan fördel med detta styrsystem är att det tillåter fordon att förflytta sig i varje riktning. Det gör inga antaganden att en riktning är mer naturlig än en annan. En ytterligare annan fördel med detta styrsystem är det att det använder samma förfarande för att beskriva varje typ av förflyttning eller bana.
En ytterligare fördel i detta sammanhang erhålles om styrsystemet också innefattar ett navigationssystem för att bestämma en faktisk position hos fordonet, 20 25 30 521 711 3 vilken faktisk position sänds till datororganet för att korrigera fel mellan den faktiska positionen och en önskad position enligt den önskade förflyttningen av fordonet.
Dessutom är det en fördel i detta sammanhang om den kontinuerliga kubiska funktionen är en Bezier-funktion av en tredje potens.
En ytterligare fördel i detta sammanhang erhålles om Bezier-funktionen uttryckes i överensstämmelse med: x=ap3+bp2+cp+d y=er>3+fp2+9i>+h, där a - h är konstanter och p är en variabel vilken uppfylller 0 5 p 5 1.
Dessutom är det en fördel i detta sammanhang om datororganet beräknar konstanterna a - h enligt de följande uttrycken: a = X3- 3x2 + 3x1 -xo e = Ya _ 3Y2 + 3V1-Yo b = 3x2 - 6x1+ 3x0 f: 3y2 - 6y1+ 3y0 c = 3x1- 3x0 9 = 3y1- Syo d = X0 h = Yo, där (X0, YO) är en startposition och (x3,y3) är en slutposition hos förflyttnin- gen, och (X1, y1) och (X2 y2) är styrpositioner för förflytningen.
En ytterligare fördel i detta sammanhang erhålles om förflyttningen ut- göres av åtminstone ett segment.
Dessutom är det en fördel i detta sammanhang om förflyttningen utgöres av åtminstone två segment, varvid styrsystemet måste applicera de följande reglerna om fordonet skall röra sig jämnt från ett segment till nästa: - en startposition hos det följande segmentet måste vara densamma så- som slutposition hos det föregående segmentet; - en startrotation hos det följande segmentet måste vara densamma så- som en slutrotation hos det föregående segmentet; - en startbana hos det följande segmentet måste vara tangenten till en slutbana hos det föregående segmentet; och 15 20 25 30 521 711 4 .n - en starthastighet och rotationsriktning hos det följande segmentet måste vara desamma såsom en sluthastighet och rotationsriktning hos det föregående segmentet.
En ytterligare fördel i detta sammanhang erhålles om datororganet också beräknar ett momentant centrum hos fordonet.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande för att styra, med hjälp av ett styrsystem, en förflyttning av ett motordriver fordon.
Fordonet innefattar ett chassi, ett drivsystem, åtminstone tre rullorgan monterade på chassit för kontakt med en yta över vilken fordonet skall röra sig.
Drivsystemet innefattar åtminstone två drivenheter, vilka var och en innefattar ett första drivningsorgan och ett andra drivningsorgan, kooperativt drivbara för att åstadkomma både framdrivning och styrning av drivenheten. Förfarandet inne- fattar de följande stegen: - med ett datororgan ingående i styrsystemet, att beräkna en önskad förflyttning av fordonet; - att beräkna en förflyttning av fordonet i formen av en kontinuerlig kubisk funktion; och - att beräkna en rotation hos fordonet i formen av en linjär funktion; och - att med ett kommunikationsorgan ingående i styrsystemet sända den ön- skade förflyttningen till nämnda två drivenheter för att förflytta fordonet i överen- sstämmelse med den önskade förflyttningen.
En fördel med förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen är att det kan förflyttas fordon utmed varje fördefinierad bana, med en fördefinierad ändring i rotation i överensstämmelse med en tidsskala. En annan fördel med detta förfarande är att det är skalbart, dvs., det kan förflytta varje antal fordon samtidigt utmed olika banor. En annan fördel med detta förfarande är att det tillåter fordon att förflytta sig i varje riktning. Det gör inga antaganden om en riktning är mer naturlig än en annan. En ytterligare annan fördel med detta förfarande är att det använder samma förfarande för att beskriva varje typ av förflyttning eller bana.
En ytterligare fördel i detta sammanhang erhålles om förfarandet också innefattar stegen: - att medels ett navígationssystem ingående i styrsystemet bestämma en faktisk position hos fordonet; 20 25 30 521 711 5 - att sända den faktisk positionen till datororganet; och - att korrigera fel mellan den faktiska positionen och en önskad position enligt den önskade förflyttningen av fordonet.
Dessutom är det en fördel i detta sammanhang om den kontinuerliga kubiska funktionen är en Bezier-funktion av en tredje potens.
En ytterligare fördel i detta sammanhang erhålles om Bezier-funktionen uttryckes i överensstämmelse med: x=ap3+bp2+cp+d y=ep3+fr>2+9p+h. där a - h är konstanter och p är en variabel som uppfylller 0 5 p _<_ 1.
Dessutom är det en fördel i detta sammanhang om förfarandet också innefattar stegen - att räkna konstanterna a - h enligt de följande uttrycken: a = X3 - 3x2 + 3x1-x0 G = Vs - 3Y2 + 3y1 -Yo b = 3x2 - 6x1+ 3x0 f= 3y2 - 6y1+ 3y0 c = 3x1 - 3x0 9 = 3v1- Svo d = X0 h = Yo, där (X0, yo) är startposition och (X3, y3) är en slutpositlon hos förflyttningen, och varvid (X1, y1) och (X2, y2) är styrpositioner hos förflyttningen.
En ytterligare fördel i detta sammanhang erhålles om förfarandet också innefattar stegen: - att beräkna ett momentant centrum och vinkelhastighet hos fordonet; och - att beräkna hasigheter och vinklar hos drivenheten.
Dessutom är det en fördel i detta sammanhang om förfarandet också innefattar stegen: - om felet kommer att resultera i abrupt förflyttning av fordonet, att integrera efterföljande korrigeringar; och - att addera en lämplig proportion av korrigeringarna för varje tidsdel.
Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma åtminstone en datorprogramprodukt direkt laddningsbar i det interna minnet hos åtminstone en 10 20 25 30 521 711 e digital dator. Nämnda åtminstone ena datorprodukt innefattar programvarukod- partier för att utföra stegen hos förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen, när nämnda åtminstone ena produkt köres på nämnda åtminstone ena dator. En fördel med datorprogramprodukten/produkterna enligt den föreliggande uppfinnin- gen är att den/de kan förflytta ett fordon utmed varje fördefinierad bana, med en fördefinierad ändring i rotation i överensstämmelse med en tidsskala. En annan fördel med denna produkt är att den är skalbar, dvs., den kan förflytta varje antal fordon samtidigt utmed olika banor. En annan fördel med denna produkt är att den tillåter fordon att förflytta sig i varje riktning. Den gör inga antaganden om en rikt- ning är mer naturlig än en annan. En ytterligare annan fördel med denna produkt är att den använder samma förfarande att beskriva varje typ av förflyttning eller bana.
Det skall betonas att termen ”innefattar/innefattande" när den används i denna beskrivning skall anses betyda närvaron av angivna egenskaper, steg eller komponenter men utesluter inte närvaron av en eller flera andra egenskaper, delar, steg eller komponenter eller grupper därav.
Kort beskrivning av ritningarna Utföringsformer av uppfinningen kommer nu att beskrivas med en hän- visning till de bifogade ritningarna, där: fig. 1 visar ett blockschema på en första utföringsform av ett styrsystem för ett motordrivet enligt den föreliggande uppfinningen; fig. 2 visar en sidovy från ovan av en drivenhet som kan användas i sam- band med den föreliggande uppfinningen; fig. 3 visar ett schematiskt schema på ett motordrivet fordon som kan an- vändas i samband med den föreliggande uppfinningen; fig. 4 visar ett flödesschema på en första utföringsform på förfarandet för att styra en förflyttning av ett motordrivet fordon enligt den föreliggande upp- finningen; och fig. 5 visar ett schematiskt schema på några datorprogramprodukter enligt den föreliggande uppfinningen. 20 25 30 N »N- 521711 7 Detaljerad beskrivning av utföringsformer Fig. 1 visar ett blockschema på ett styrsystem 70 för ett motordrivet fordon 72 enligt den föreliggande uppfinningen. Det motordrivna fordonet 72 innefattar ett drivsystem (ej visat), jämför fig. 3), ett chassi (ej visat), åtminstone tre ruliorgan (ej visade) monterade på chassit för kontakt med en yta över vilket fordonet skall röra sig. Drivsystemet innefattar åtminstone två drivenheter (jämför fig. 2), ett första drivningsorgan och ett andra drivningsorgan, kooperativt drivbara för att åstad- komma både framdrivning och styrning av drivenheterna. Styrsystemet 70 innefat- tar ett datororgan 74 för att beräkna en önskad förflyttning av fordonet 72, varvid förflyttningen av fordonet 72 beräknas i formen av en kontinuerlig kubisk funktion, och rotationen av fordonet 72 beräknas i formen av en linjär funktion. Styrsystemet 70 innefattar också ett kommunikationsorgan 76 för att sända den önskade förflytt- ningen till nämnda åtminstone två drivenheter för att förflytta fordonet 72 i överens- stämmelse med den önskade förflyttningen. Styrsystemet 70 innefattar också ett navigationssystem 78 ingående i fordonet 72 för att bestämma en faktisk position hos fordonet, vilken faktiska position sänds till datororganet 74 via kommunika- tionsorganet 76 för att korrigera fel mellan den faktiska positionen och en önskad position enligt den önskade förflyttningen av fordonet 72.
I en föredragen utföringsform av styrsystemet 70 enligt den föreliggande uppfinningen är den kontinuerliga kubiska funktionen en Bezier-funktion med en tredje potens.
I en föredragen utföringsform av styrsystemet 70 enligt den föreliggande uppfinningen uttryckes Bezier-funktionen i överensstämmelse med: x=ap3+bp2+cp+d v=ep3+fr>2+9p+h, varvid a - h är konstanter och p är en variabel vilken uppfylller 0 _<_ p 5 1. l en föredragen utföringsform av styrsystemet 70 enligt den föreliggande uppfinningen beräknas konstanterna a - h i överensstämmelse med de följande uttrycken: a = X3- 3x2 + 3x1 -xo e = Ya - 3Y2 + 3Y1-Yo b = 3x2 - 6x1+ 3x0 f: 33/2 ~ 63/1* 3Yo c = 3x1- 3x0 20 25 30 521 711 s 9=3y1- 31/0 d=X0 h=y0 varvid (X0, yo) är en startposition och (X3, y3) är en slutposition hos förflytt- ningen, och (X1, y1) och (X2, yg) är styrpositioner hos förflyttningen.
I en föredragen utföringsform av styrsystemet 70 enligt den föreliggande uppfinningen utgöres förflyttningen av åtminstone ett segment. l en föredragen utföringsform av styrsystemet 70 enligt den föreliggande uppfinningen, om förflyttningen utgöres av åtminstone två segment, måste styrsys- temet 70 applicera de följande reglerna om fordonet 72 skall förflytta sig jämnt från ett segment till nästa: - en startposition för det följande segmentet måste vara densamma så- som en slutposition hos det föregående segmentet; - en startrotation hos det följande segmentet måste vara densamma så- som en slutrotation hos det föregående segmentet; - en startbana hos det följande segmentet måste vara tangenten till en slutbana hos det föregående segmentet; och - en starthastighet och rotationsriktning hos det följande segmentet måste vara detsamma såsom en sluthastighet och rotationsriktning hos det föregående segmentet. l en föredragen utföringsform av styrsystemet 70 enligt den föreliggande uppfinningen, beräknar datororganet 74 också ett momentant centrum hos fordo- net 72. Förflyttningen hos varje punkt 72 kan alltid beskrivas såsom en rotation runt det momentana centrumet varvid det beräknas fel i fordonets position utmed kurvan och dess rotation som rapporteras av navigationssystemet 78 som kan tas hänsyn till.
Fig. 2 visar en sidovy från ovan på en drivenhet 10 som kan användas i samband med den föreliggande uppfinningen.
Drivenhet 10 innefattar ett rullorgan 12 avsett att vara i friktionskontakt med en yta över vilken drivenhet 10 är avsedd att röra sig. Rullorganet 12 är före- trädesvis ett hjul 12. Drivenheten 10 innefattar också ett första drivningsorgan 14, och ett andra drivningsorgan 16, kooperativt drivbara för att åstadkomma både framdrivning och styrning av drivenheten 10. Det första drivorganet 14 är anordnat på ett roterbart stödorgan 18 roterbart runt en centrumaxellinje, c.a. Det första 15 20 25 30 521711 9 drivningsorganet 14 är drivbart för att rotera rullorganet 12 runt en rullaxellinje.
Rullaxellinjen är vinkelrät i förhållande till centrumaxellinjen, c.a. Såsom framgår av fig. 2 är rullorganet 12 förskjutet ett förutbestämt avstånd från centrumaxel- linjen, c.a. Det andra drivningsorganet 16 är drivbart för att rotera stödorganet 18 runt centrumaxellinjen 18 c.a. I en föredragen utföringsenheten 10, som visas i fig. 1, är de första och andra drivningsorganen 14, 16 vart och ett en servomotor, 14, 16. Drivenheten 10 innefattar också ett kedjeorganshjul 20 åstadkommet pà om- kretsen hos stödorganet 18. Kedjehjulsorganet 20 drivs av det andra drivnings- organet 16 med hjälp av ett transmissionsorgan. l den i fig. 2 visade utförings- formen är transmissionsorganet en kedja 22 vilken är i ingrepp med kedjehjuls- organet 20 och ett tandat hjul 24 drivet av det andra drivningsorganet 16. Driven- heten 10 visad i fig. 2 innefattar också ett draghjul 26 vilket kan vara i ingrepp med kedjan 22. Draghjulet 26 kan förflyttas utmed ett spår 28 för att således ändra spänningen hos kedjan 22. Drivenheten 10 innefattar också en induktiv sensor 30 anordnad i en sensorhållare 32 för att detektera positionen hos kedjehjulsorganet 20, dvs., orienteringen hos hjulet 12. Drivenheten 10 innefattar en rotationsbe- gränsare 34 anordnad i närheten av kedjehjulsorganet 20. Drivenheten 10 inne- fattar företrädesvis också en planetväxellåda (ej visad) monterad på det första drivningsorganet 14, och iförbindelse med hjulet 12. Det roterbara stödorganet 18 är uppburet av ett kullagerorgan (ej visat). Stödorganet 18 är företrädesvis en plat- ta 18.
Fig. 3 visar ett schematiskt schema på ett motordrivet fordon 50;72 vilket kan användas i samband med den föreliggande uppfinningen.
Detta fordon 50 innefattar två drivenheter 10, av den typ som visas i fig. 2, och två passiva rullorgan 52. De två drivenheterna 10 är anordnade i två diagonalt anordnade hörn hos fordonet och de två passiva rullorganen 52 är anordnade i de två andra hörnen hos fordonet. Fordonet 50 drivs exempelvis av ett batteripack 54.
Fordonet 50 innefattar också ett trådlöst kommunikationsorgan 56 för kommunice- ring med ett fjärrdatorsystem 58 för att styra drivenheten 10, dvs., förflyttningen och styrningen av fordonet 50. Fordonet 50 innefattar också en lasernavigerings- enhet 60, exempelvis en laserscanner vilken använder flera reflektorer monterade utmed omkretsen av exempelvis scenarean. Fordonet 50 innefattar också en cen- tralbehandlingsenhet 62 vilken är ansluten till lasernavigeringsenheten 60, det 10 20 25 30 521 711 10 trådlösa kommunikationsorganet 56, batteripacket 54 och ett antal servoförstär- kare 64 vilka i sin tur är anslutna till drivenheterna 10.
I fig. 4 visas ett flödesschema på en första utföringsform av förfarandet för att styra en förflyttning av ett motordrivet fordon enligt den föreliggande uppfinnin- gen. Förfarandet börjar vid blocket 80. Fordonet innefattar ett chassi, ett drivsys- tem, åtminstone tre rullorgan monterade på chassit för kontakt med en yta över vilken fordonet skall röra sig. Drivsystemet innefattar åtminstone två drivenheter, vilka var och en innefattar ett första drivningsorgan och ett andra drivningsorgan, kooperativt drivbart för att åstadkomma både framdrivning och styrning av driven- heterna. Vid blocket 82 fortsätter förfarandet med steget: att med ett datororgan ingående i styrsystemet beräkna en önskad för- flyttning av fordonet. Förfarandet fortsätter vid blocket 84, med att beräkna en förflyttning av fordonet i formen av en kontinuerlig kubisk funktion. Nästa steg, vid blocket 86, består i att beräkna en rotation hos fordonet i formen av en linjär funktion.
Förfarandet fortsätter vid blocket 88 med steget: att med ett kommunika- tionsorgan ingående i styrsystemet sända den önskade förflyttningen till nämnda åtminstone två drivenheter för att förflytta fordonet i överensstämmelse med den önskade förflyttningen. Förfarandet avslutas vid blocket 90.
I en föredragen utföringsform av förfarandet enligt den föreliggande upp- finningen innefattar förfarandet också stegen: - att med ett navigationssystem ingående i styrsystemet bestämma en faktisk position hos fordonet; - att sända den faktiska positionen till datororganet; och - att korrigera fel mellan den faktiska positionen och en önskad position enligt den önskade förflyttningen av fordonet.
I en föredragen utföringsform av förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen är den kontinuerliga kubiska funktionen en Bezier-funktion av en tredje potens. l en föredragen utföringsform av förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen uttryckes Bezier-funktionen i överensstämmelse med: x=ap3+bp2+cp+d y=er>3+fr>2+9p+h. där a - h är konstanter och p är en variabel vilken uppfylller O _<_ p 5 1. 15 20 25 30 521 711 11 I en föredragen utföringsform av förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen innefattar förfarandet också stegen: att beräkna konstanterna a - h enligt de följande uttrycken: a = X3 - 3x2 + 3x1-x0 e=y.»,-3y2 +3y1-y0 b = 3x2- 6x1+ 3x0 f= By; - 6y1+ 3y0 c=3x1-3x0 9=3Y1-3Yo d=x0 h=Yo varvid (X0, yo) är en startposition och (X3, y3) är en slutposition hos för- flyttningen, och varvid (X1, y1) och (X2, y2) är styrpositioner hos förflyttningen.
I en föredragen utföringsform av förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen innefattar förfarandet också stegen: - att beräkna ett momentant centrum och vinkelhastighet hos fordonet; och - att beräkna hastigheter och vinklar hos drivenheterna. l en föredragen utföringsform av förfarandet enligt den föreliggande upp- finningen innefattar förfarandet också stegen: - om felet kommer att resultera i abrupt förflyttning av fordonet, att integre- ra efterföljande korrigeringar; och - att addera en lämplig proportion av korrigering för varje tidsdel.
I fig. 5 visas ett schematiskt schema på några datorprogram- produkter enligt den föreliggande uppfinningen. Där visas n olika digitalzamdatorer 1OO1,...,100n där n är ett heltal. Där visas också n olika datorprogramprodukter 1O21,...,102n, här visade i form av CD-skivor. De olika datorprogramprodukterna 1021,...102n är direkt laddningsbara i det interna minnet hos de n olika digitala datorerna 1O01,...,10O,,. Varje datorprogramprodukt 1O21,...,1O2n innefattar programvarukodpartier för att utföra några eller alla av stegen enligt fig. 4 när produkten/produkterna 1O21,...,1O2,, köres på datorn/datorerna 1OO1,...1OO,1.
Datorprogramprodukterna 1021,...102n kan exempelvis vara i formen av disketter, RAM-skivor, magnetband, optomagnetiska skivor eller några andra lämpliga produkter. 15 521 711 12 En fördel med den föreliggande uppfinningen är att den kan förflytta fordon eller en robot utmed varje fördefinierad bana, med en fördefinierad ändring i rota- tion i överensstämmelse med en tidsskala.
En annan fördel är att den kan förflytta varje antal fordon synkront, dvs. förflytta flera fordon såsom de var ett, transparent för användaren och utan någon mekanisk förbindelse eller några kablar mellan fordonen.
En annan fördel är att den tillåter fordonet att ha varje storlek under användande av samma uppsättning komponenter.
En annan fördel med den föreliggande uppfinningen är att den tillåter operatören att styra hastigheten hos förflyttningarna dynamiskt, under det att rela- tionspositionerna för alla fordonen under hennes hans styrning förblir densamma.
Uppfinningen är inte begränsad till de föregående beskrivna utförings- formerna. Det kommer att vara uppenbart att många olika modifieringar är möjliga inom omfattningen av de följande patentkraven.

Claims (16)

15 20 25 30 521 711 13 PATENTKRAV
1. Ett styrsystem för ett motordrivet fordon för att beskriva en önskad för- flyttning av fordonet, och att kommunicera förflyttningen till ett drivsystem hos for- donet, varvid det motordrivna fordonet innefattar ett chassi, åtminstone tre rull- organ monterade på chassit för kontakt med en yta över vilken fordonet skall röra sig, varvid drivsystemet innefattar åtminstone två drivenheter vilka var och en innefattar ett första drivningsorgan och ett andra drivningsorgan, kooperativt driv- bara för att åstadkomma både framdrivning och styrning av drivenheten, varvid styrsystemet innefattar ett datororgan för att beräkna en önskad förflyttning av fordonet, varvid förflyttningen av fordonet beräknas i formen av en kontinuerlig kubisk funktion och en rotation av fordonet beräknas i formen av en linjär funktion, varvid styrsystemet också innefattar ett kommunikationsorgan för att sända den önskade förflyttningen till nämnda två åtminstone drivenheter för att förflytta fordonet i överensstämmelse med den önskade förflyttningen.
2. Ett styrsystem för ett motordrivet fordon enligt patentkravet 1, känne- tecknat av att styrsystemet också innefattar ett navigationssystem för att bestäm- ma en faktisk position hos fordonet, vilken faktiska position sänds till datororganet för att korrigera fel mellan den faktiska positionen och en önskad position enligt den önskade förflyttningen av fordonet.
3. Ett styrsystem för ett motordrivet fordon enligt patentkravet 1 eller patent- kravet 2, kännetecknat av att den kontinuerliga kubiska funktionen är en Bezier- funktion av en tredje potens.
4. Ett styrsystem för ett motordrivet fordon enligt patentkravet 3, känne- tecknat av att Bezier-funktionen uttryckes i överensstämmelse med: x=ap3+bp2+cp +d y = 6:13 + fpz + 9D +h. där a - h är konstanter och p är en variabel vilken uppfyller 0 5 p 5 1. 15 20 25 30 521 711 14 . . . . f f
5. Ett styrsystem för ett motordrivet fordon enligt patentkravet 4, känne- tecknat av att datororganet beräknar konstanterna a - h enligt de följande ut- trycken: a = X3 - 3X2 + 3x1-x0 e=y3-3y2+ 3y1-yo b = 3X2- 6X1 + 3X0 f: 3y2 - 6y1+ 3y0 c=3X1-3X0 9=3y1-3yo d=x0 h=yo. där (X0, yo) är en startposition och (X3, ya) är en slutposition för förflyttningen, och (X1, y1) och (X2, yg) är styrpositioner för förflyttningen.
6. Ett styrsystem för ett motordrivet fordon enligt något av patentkraven 1-5, kännetecknat av att förflyttningen utgöres av åtminstone ett segment.
7. Ett styrsystem för ett motordrivet fordon enligt patentkravet 6, känne- tecknat av att, om förflytningen utgöres av åtminstone två segment, måste styr- systemet applicera de följande reglerna om fordonet skall röra sig jämt från ett segment till nästa: - en startposition hos det följande segmentet måste vara densamma som en slutposition hos det föregående segmentet; - en startrotation hos det följande segmentet måste vara densamma såsom en slutrotation hos det föregående segmentet; - en startbana hos det följande segmentet måste vara en tangent till en slutbana hos det föregående segmentet; och - en starthastighet och rotationsriktning hos det följande segmentet måste vara desamma såsom en sluthastighet och rotationsriktning hos det föregående segmentet.
8. Ett styrsystem för ett motordrivet fordon enligt något av patentkraven 1-7, kännetecknat av att datororganet också beräknar ett momentant centrum hos fordonet. 15 20 25 30 521 711 15
9. Ett förfarande för att styra, med ett hjälp av ett styrsystem, en förflyttning av ett motordrivet fordon innefattande ett chassi, ett drivsystem, åtminstone tre rullorgan monterade på chassit för kontakt med en yta över vilken fordonet skall röra sig, varvid drivsystemet innefattar åtminstone två drivenheter, vilka var och en innefattar ett första drivningsorgan och ett andra drivningsorgan, kooperativt driv- bara för att åstadkomma både framdrivnlng och styrning av drivenheten, vilket förfarande innefattar stegen: -att med ett datororgan ingående i styrsystemet beräkna en önskad för- flyttning av fordonet; - genom att beräkna en förflyttning av fordonet i formen av en kontinuerlig ku bisk funktion; och - genom att beräkna en rotation hos fordonet i formen av en linjär funktion; och - att med ett kommunikationsorgan ingående i styrsystemet sända den önskade förflytningen till nämnda åtminstone ena drivenheten för att förflytta fordonet i överensstämmelse med den önskade förflytlningen.
10. Ett förfarande för att styra, med hjälp av ett styrsystem, en förflyttning av ett motordrivet fordon enligt patentkravet 9, kännetecknat av att förfarandet dess- utom innefattar stegen: -att med ett navigationssystem ingående i styrsystemet bestämma en faktisk position hos fordonet; - att sända den faktiska positionen till datororganet; och - att korrigera fel mellan den faktiska positionen och en önskad position enligt den önskade förflyttningen av fordonet.
11. ett motordrivet fordon enligt patentkravet 9 eller patentkravet 10, kännetecknat av Ett förfarande för att styra, med hjälp av ett styrsystem, en förflyttning av att den kontinuerliga kubiska funktionen är en Bezier-funktion av en tredje potens.
12. Ett förfarande för att styra, med hjälp av ett styrsystem, en förflyttning av ett motordrivet fordon enligt patentkravet 11, kännetecknat av att Bezier-funk- tionen uttryckes i överensstämmelse med: x=ap3+bp2+cp+d 20 25 30 521 711 16 y=er>3+fpz+gr>+hl där a - h är konstanter och p är en variabel vilken uppfyller O 5 p 5 1.
13. ett motordrivet fordon enligt patentkravet 12, kännetecknat av att förfarandet Ett förfarande för att styra, med hjälp av ett styrsystem, en förflyttning av dessutom innefattar stegen: att beräkna konstanterna a - h enligt de följande uttrycken: a = X3 - 3X2 + 3x1-X0 e=y3-3y2+3y1-y0 b = 3x2- 6X1 + 3X0 f: 33/2 _ 63/1* 3Yo c = 3X1- 3x0 9=3Y1-3Y0 C1=X0 h=Y0. där (X0, yo) är en startposition och (X3, y3) är en slutposition hos för- flyttningen, och där (X1, y1) och (X2, yz) är styrpositionen) hos förflyttningen.
14. Ett förfarande för att styra, med hjälp av ett styrsystem, en förflyttning av ett motordrivet fordon enligt något av patentkraven 10-13, kännetecknat av att förfarandet dessutom innefattar stegen: - att beräkna ett momentant centrum och vinkelhastighet hos fordonet; och - att beräkna hastigheter och vinklar hos drivenheten.
15. ett motordrivet fordon enligt något av patentkraven 10-14, kännetecknat av att Ett förfarande för att styra, med hjälp av ett styrsystem, en förflyttning av förfarandet dessutom innefattar stegen: - om felet kommer att resultera i abrupt förflyttning av fordonet, att integrera efterföljande korrigeringar; och - att addera en lämplig proportion av korrigeringarna för varje tidsdel.
16. det interna minnet hos åtminstone en digital dator (1001,...,100,,), innefattande Åtminstone en datorprogramprodukt (1021,...,102n) direkt laddningsbar i programvarukodpartier för att utföra stegen i patentkravet 9 när nämnda åtmin- 521 711 17 stone ena produkt (1O21,...,1O2n) köres på nämnda åtminstone ena dator (1001,...,1OO,1).
SE0200200A 2002-01-22 2002-01-22 Ett styrsystem för ett motordrivet fordon och ett förfarande för att styra förflyttning av fordonet SE521711C2 (sv)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0200200A SE521711C2 (sv) 2002-01-22 2002-01-22 Ett styrsystem för ett motordrivet fordon och ett förfarande för att styra förflyttning av fordonet
EP03705578A EP1472581B1 (en) 2002-01-22 2003-01-22 A control system for a powered vehicle
AT03705578T ATE325373T1 (de) 2002-01-22 2003-01-22 Steuersystem für ein angetriebenes fahrzeug
PCT/SE2003/000108 WO2003062935A1 (en) 2002-01-22 2003-01-22 A control system for a powered vehicle
US10/501,951 US7299116B2 (en) 2002-01-22 2003-01-22 Control system for a powered vehicle
DE60305001T DE60305001T2 (de) 2002-01-22 2003-01-22 Steuersystem für ein angetriebenes fahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0200200A SE521711C2 (sv) 2002-01-22 2002-01-22 Ett styrsystem för ett motordrivet fordon och ett förfarande för att styra förflyttning av fordonet

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0200200D0 SE0200200D0 (sv) 2002-01-22
SE0200200L SE0200200L (sv) 2003-07-23
SE521711C2 true SE521711C2 (sv) 2003-12-02

Family

ID=20286753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0200200A SE521711C2 (sv) 2002-01-22 2002-01-22 Ett styrsystem för ett motordrivet fordon och ett förfarande för att styra förflyttning av fordonet

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7299116B2 (sv)
EP (1) EP1472581B1 (sv)
AT (1) ATE325373T1 (sv)
DE (1) DE60305001T2 (sv)
SE (1) SE521711C2 (sv)
WO (1) WO2003062935A1 (sv)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10162350B2 (en) 2014-09-10 2018-12-25 Universal City Studios Llc Systems and methods for controlling the transportation of vehicles

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5416477A (en) * 1990-11-06 1995-05-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Navigation system mounted on vehicle
US5456332A (en) 1992-11-10 1995-10-10 The Board Of Regents Of The University Of Michigan Multiple-degree-of-freedom vehicle
JPH0713622A (ja) * 1993-06-25 1995-01-17 Daifuku Co Ltd 移動車走行制御装置
GB2314307B (en) * 1996-06-21 2000-05-17 Stage Tech Ltd Powered stage wagon
DE19822508A1 (de) * 1998-05-19 1999-12-02 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Generierung von Ankopplungsbahnen, verwendbar zur Führung eines Fahrzeugs zu einer vorgegebenen Zielbahn

Also Published As

Publication number Publication date
DE60305001D1 (de) 2006-06-08
EP1472581A1 (en) 2004-11-03
SE0200200D0 (sv) 2002-01-22
US7299116B2 (en) 2007-11-20
DE60305001T2 (de) 2007-02-22
US20050065676A1 (en) 2005-03-24
EP1472581B1 (en) 2006-05-03
ATE325373T1 (de) 2006-06-15
SE0200200L (sv) 2003-07-23
WO2003062935A1 (en) 2003-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104104280B (zh) 电机控制装置
CN111497637B (zh) 一种四舵轮agv的运动控制方法
US6721629B2 (en) Four wheel steering alignment process
CN106828077A (zh) 一种全向驱动轮
EP1671832A3 (en) Electric wheel drive apparatus
CN1853909A (zh) 压纹片材成形装置和旋转相位差控制方法
EP1472109B1 (en) A drive unit, and a powered vehicle
Barsan Position control of a mobile robot through PID controller
Cortner et al. Autonomous all-terrain vehicle steering
SE521711C2 (sv) Ett styrsystem för ett motordrivet fordon och ett förfarande för att styra förflyttning av fordonet
CN111619336B (zh) 港口转运车辆及其控制方法
CN111547177B (zh) 自平衡机器人控制方法、***、自平衡机器人及介质
JP2008007401A5 (sv)
US20020158598A1 (en) Control method for servomotor in injection molding machine
CN207015152U (zh) 一种全向驱动轮
Sugisaka et al. Development of a proportional control method for a mobile robot
CN103671891B (zh) 一种非接触式车用变速器及其调速控制算法
ATE347191T1 (de) Rückgekoppelter phasenausgleichsregler
CN110326600B (zh) 一种风速调控装置及方法
CN111604605A (zh) 一种平面切割路径生成方法及使用该方法的切割***
JPH03273607A (ja) 移動テーブル装置
SE524326C2 (sv) Fordon samt förfarande för styrning därav
CN107346118A (zh) 一种舵机的控制***及控制方法
JP2004083197A (ja) ベルトコンベア装置
CN110879621B (zh) 一种应用于四转四驱轮式机器人的平衡转矩的速度闭环控制方法