close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 06062

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6062
(13) C1
(19)
7
(51) G 01S 5/02
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ
(21) Номер заявки: a 20000634
(22) 2000.07.04
(46) 2004.03.30
(71) Заявитель: Научно-производственное
республиканское унитарное предприятие "СКБ КАМЕРТОН" (BY)
(72) Авторы: Демьяненко Анатолий Валентинович; Макаров Александр Иванович; Чалый Александр Андреевич (BY)
(73) Патентообладатель: Научно-производственное республиканское унитарное
предприятие "СКБ КАМЕРТОН" (BY)
BY 6062 C1
(57)
Способ определения местоположения объектов, заключающийся в том, что на каждом
из контролируемых объектов принимают информацию от радионавигационных спутников
с определением на ее основе значений навигационных параметров объекта, при этом периодически передают на пункт контроля значения определенных параметров по запросу,
переданному из пункта контроля на объект, с последующим их приемом на пункте контроля, где производят отображение информации о местоположении и векторах скорости
движения контролируемых объектов на электронной карте местности, отличающийся
тем, что одновременно на основе принимаемых на пункте контроля значений навигационных параметров и данных электронной карты местности вычисляют линейную плотность
пересечений транспортной магистрали в направлении движения каждого из контролируемых объектов, а запрос из пункта контроля на объект передают с частотой, которую определяют по формуле
f = α⋅v⋅ρ,
где f - частота передачи запроса из пункта контроля на контролируемый объект,
α - предварительно установленный для каждого из контролируемых объектов коэффициент оперативности,
BY 6062 C1
v - текущая скорость движения контролируемого объекта,
ρ - линейная плотность пересечений транспортной магистрали в направлении движения контролируемого объекта,
при этом в случае остановки какого-либо из контролируемых объектов и/или движения
его по участку транспортной магистрали без пересечений частоту передачи запроса из
пункта контроля на указанный объект устанавливают минимальной в зависимости от необходимой точности определения местоположения указанного объекта.
(56)
US 5731785 A, 1998.
RU 2060513 C1, 1996.
RU 2081430 C1, 1997.
EP 0527558 A1, 1993.
US 5543802 A, 1996.
Изобретение относится к области спутниковой радионавигации, в частности к области
диспетчерских систем контроля маршрута и параметров движения транспортных средств
с использованием сигналов навигационных спутников Земли.
Известен способ, реализованный в устройстве (пат. США № 5225842, МПК G 01S 5/02)
определения местоположения одного и более объектов, состоящий в определении навигационных параметров каждого из контролируемых объектов и передаче этих параметров на
рабочую станцию. Исходя из принятых данных, на рабочей станции рассчитывают координаты объектов и отображают их для оператора.
Недостатком известного способа является ограниченное число контролируемых объектов.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому способу является способ
определения местоположения объектов, включающий прием на объекте информации от
радионавигационных спутников, определение на ее основе местоположения объекта, передачу по запросу из пункта контроля от объекта на этот пункт информации о местоположении объекта, индикацию полученной информации на пункте контроля (пат. США
№ 5731785, МПК G01S 5/02).
Недостатком известного способа является малое число контролируемых объектов. Это
следует из того, что частота опроса каждого объекта одинакова и не адаптирована под параметры и условия его движения. Так, например, движущийся и стоящий объект опрашиваются с одной и той же частотой. Опрос же без такой адаптации ограничивает возможности известного способа по количеству контролируемых объектов.
Задачей настоящего изобретения является увеличение количества контролируемых
объектов.
Задача решается тем, что в способе определения местоположения одного или нескольких объектов, состоящем в приеме на объекте информации от радионавигационных спутников, определении на ее основе значений навигационных параметров объекта, передаче
из пункта контроля на объект запросного сигнала, приеме этого сигнала на объекте, передаче от объекта на пункт контроля значений навигационных параметров, определении в
пункте контроля местоположения и скорости движения объекта и отображении этой информации на электронной карте местности, частоту f опроса каждого объекта определяют
по формуле
f = α⋅v⋅ρ,
где α - коэффициент оперативности;
v - текущая скорость движения объекта;
2
BY 6062 C1
ρ - линейная плотность пересечений транспортной магистрали в направлении движения объекта.
В случае остановки объекта и (или) движения его по участку транспортной магистрали без пересечений частоту опроса объекта выбирают минимальной.
Этим на территории крупного города обеспечивается увеличение числа контролируемых объектов примерно в 2 раза.
На фиг. 1 показана схема практической реализации способа. Она состоит из аппаратуры пункта контроля, включающей блоки 1, 2 и 3, и аппаратуры, размещаемой на объектах.
На каждом из них размещаются блоки 4, 5 и 6.
На фиг. 1 приняты следующие обозначения:
1, 4 - навигационный приемник, например, "Lassen-SK8" фирмы "Trimble", предназначенный для определения координат, скорости движения и текущего времени;
2 - персональная ЭВМ;
3, 5 - радиостанция, например радиостанция "Заря-AT" для передачи телеметрической
и цифровой информации разработки Рязанского приборного завода;
6 - контроллер, выполненный, например, на основе микропроцессора типа AT89C5224PI фирмы "Atmel".
Сущность изобретения состоит в следующем. В способе-прототипе опрос каждого из
объектов производится через один и тот же промежуток времени. Если через τ1 обозначить время опроса одного объекта, а через τ - среднее время между двумя ближайшими
опросами одного и того же объекта (или выражая через частоту опроса f = 1/τ), получают,
что максимальное количество опрашиваемых объектов в способе-прототипе может быть
равно:
(1)
N = = τ/τ1 = 1/(fτ1) .
В выражении (1) величина τ1 является конструктивной характеристикой, характеризует быстродействие используемой аппаратуры и в данном случае является постоянной величиной. Поэтому, увеличение числа опрашиваемых объектов в предлагаемом способе
достигают за счет увеличения времени τ между соседними опросами одного и того же
объекта (т.е. за счет уменьшения частоты f опроса объекта).
В первую очередь этого достигают за счет заранее предписываемой необходимой точности регистрации маршрута движения каждого из объектов, характеризуемой коэффициентом оперативности. Это означает, что не каждый из контролируемых объектов следует
опрашивать одинаково часто. Если местоположение некоторых объектов необходимо
знать менее точно по сравнению с каким-то более важным объектом, то их и следует реже
опрашивать.
Следующим шагом является учет возможной смены маршрута, характеризуемый линейной плотностью перекрестков по направлению движения объекта. Если, например,
объект движется равномерно по участку маршрута длиной L, содержащему n перекрестков, со скоростью v, то время движения по этому участку равно
t = L/v .
(2)
Среднее время движения между перекрестками составляет
(3)
tc = t/n = L/(nv) = l/(ρv),
где ρ = n/L - линейная плотность перекрестков или линейная плотность пересечений магистралей.
Из (3) следует, что частота пересечений магистралей или возможной смены маршрута
при скорости движения объекта v равна
(4)
fм = l/tс = vρ.
Если коэффициент оперативности равен 1, и частоту fм принять за частоту опроса, то
это в данном случае будет означать, что опрос объекта осуществляется только после прохождения объектом каждого перекрестка. При этом учитывается также и скорость движения объекта - чем медленнее движется автомобиль, тем реже должен быть опрос.
3
BY 6062 C1
В общем случае, в зависимости от характера движения объекта, частота опроса определяется выражением, приведенным в формуле изобретения
(5)
f = α⋅v⋅ρ,
подстановка которого в (1) дает:
(6)
N = 1/(α⋅v⋅ρ)τ1 .
Выражение (6) показывает, каким образом можно увеличить количество контролируемых объектов при заданной постоянной величине τ1. Для этого, во-первых, для объектов, степень важности которых в процессе контроля не велика, следует выбирать малое
значение коэффициента оперативности. Во-вторых, чем медленнее движется автомобиль,
тем реже следует его опрашивать. В третьих, чем реже на пути следования объекта встречаются перекрестки, то также его следует опрашивать реже.
Устройство, реализующее предлагаемый способ, показано на фиг 1 и состоит из аппаратуры, размещаемой в пункте контроля, и аппаратуры, размещаемой на каждом из объектов.
Аппаратура пункта контроля состоит из навигационного приемника 1, подключенного
к ЭВМ 2 и радиостанции 3, также соединенной с ЭВМ 2.
Аппаратура на каждом из объектов включает в себя навигационный приемник 4, соединенный с радиостанцией 5, а также контроллер 6, соединенный как с навигационным
приемником 4, так и с радиостанцией 5.
Устройство работает следующим образом.
По сигналу навигационного приемника 1, входящего в состав аппаратуры пункта контроля и играющего роль высокоточных часов, ЭВМ 2 посредством сигнала радиостанции
3 сообщает каждому из объектов 1...N время, в которое каждый из них должен передать в
пункт контроля свои координаты и скорость. Это сообщение принимается каждым из объектов посредством радиостанции 5 и анализируется контроллером 6. Анализ включает запоминание назначенного времени ответа и сравнение его с текущим временем,
определяемым навигационным приемником 4. Одновременно приемник 4 определяет текущие вектор скорости v и координаты объекта, которые непрерывно присутствуют на
входе радиостанции 5. При совпадении запомненного контроллером 6 значения времени с
текущим временем, определяемым навигационным приемником 3, контроллер 6 дает команду радиостанции 5 на передачу текущих значений координат данного объекта, вектора
скорости v и времени в пункт контроля. Радиостанция 3 пункта контроля принимает это
сообщение от каждого из объектов I...N и передает на ЭВМ 2, на мониторе которой эти
параметры отображаются на фоне электронной карты местности. Одновременно на основе
получаемых значений координат с учетом вектора скорости v и электронной карты местности в ЭВМ 2 вычисляется линейная плотность пересечений транспортной магистрали в
направлении движения объекта ρ. Так, если в направлении движения объекта на ближайшем расстоянии, например в 1000 м, имеется 3 пересечения транспортной магистрали, то
этот коэффициент принимается равным 0,003. После вычисления этого коэффициента и с
учетом уже полученных значений скорости и априори заданного значения коэффициента
оперативности в соответствии с выражением, приведенным в формуле изобретения, определяется частота опроса каждого из объектов, на ее основе задается время опроса каждого
объекта, это сообщение поступает на радиостанцию 3 и далее процесс повторяется. В случае остановки объекта и (или) движения его по участку транспортной магистрали без пересечений выбирают минимальную частоту опроса этого объекта.
Заявляемый способ выгодно отличается от прототипа большим числом контролируемых объектов. В отличие от прототипа, где все объекты опрашиваются одинаково часто, в
заявляемом способе учитываются такие факторы, как степень важности каждого из контролируемых объектов, скорость его движения и особенности маршрута. Учет этих факторов позволяет дифференцированно подойти к выбору частоты опроса каждого автомобиля, что, в итоге, и позволяет наблюдать большее число объектов, нежели в способе4
BY 6062 C1
прототипе. Покажем это на примере. Пусть время опроса одного объекта (например, автомобиля) τ1 в способе-прототипе и заявляемом равно 1 сек. Допустим также, что время τ
между соседними опросами одного и того же объекта в способе-прототипе равно 100 сек
(частота опроса объектов равна 0,01 Гц), что для принятого τ1 = 1 сек соответствует (в
способе-прототипе) количеству контролируемых автомобилей m = 100 шт. В заявляемом
способе такая же частота f = 0,01 Гц может соответствовать, например, следующим параметрам движения автомобиля: α = 0,1; v = 20 м/сек (72 км/час); ρ = 5/1000 = 0,005 (пять
пересечений магистрали на 1 км пути). Если бы все объекты в заявляемом способе двигались с указанными параметрами, то количество наблюдаемых автомобилей также как и в
способе-прототипе было бы равно m = 1/(0,1 20 0,005) 1 = 100. Однако реально не все автомобили априори следует опрашивать одинаково часто, и поэтому для многих объектов
коэффициент α может быть выбран менее 0,1. Не все объекты также движутся со скоростью 72 км/час. Многие из них движутся медленнее, некоторые стоят. И, наконец, количество возможных смен маршрута также не везде одинаково. В способе-прототипе при
выборе частоты опроса всех объектов ориентируются на максимально возможные значения коэффициента оперативности, скорости и плотности перекрестков. При оценке же количества одновременно наблюдаемых объектов заявляемым способом достаточно
выбирать средние значения этих параметров. В результате, в соответствии со статистикой
параметров движения транспорта в черте города, заявляемый способ обеспечивает примерно в 2 раза большее количество контролируемых объектов по сравнению со способомпрототипом.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
144 Кб
Теги
06062, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа