СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА ПЕРЕКРЕСТКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

ij
ij
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 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,
,
i
i
ij
ij
где (Y,Z)=(Y,Z) - 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
,
б
зад
c
фк
c
t
где k- коэффициент передачи канала бокового управления, Z - 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, посредством модуля обработки изображений цифрового вычислителя осуществляют обработку оцифрованного изображения автодороги при этом определяют время обнаружения метки синхронизации t и координату метки синхронизации на фоточувствительной матрице цифровой фотокамеры Y, в модуле вычислений цифрового вычислителя вычисляют временную поправку Δ,
,
вычисляют управляющее воздействие в канале продольного управления
,
n
где k- 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.