Устройство для автоматического вождения мобильного агрегата по светоконтрастной программе Советский патент 1988 года по МПК A01B69/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства при изменении естественной освещенности светоконтрастной программы.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - движение агрегата по полю; на фиг. 3 - временные диаграммы, где а - электрическая развертка сканируемой поверхности по дуге АВ, причем А, К, М, /V, L, В показывают границы соответствуюш.их участков на фиг. 2, б и е - сигналы соответственно на первом и на втором выходах генератора маркерных импульсов, с сигнал на выходе усилителя- ())()рмирователя, д - сигнал на выходе формирователя интервала разрешенной зоны обзора, с - сигнал на выходе формирова- те.1я интервала зоны «Поиск, ж - сигнал на выходе первой схемы ИЛИ, з - сигнал на входе электронного ключа, и - сигнал на входе исполнительного механизма.

На фиг. 2 А |-Хь - естественные свето- контрастные образования.

Временное соотноп1ение импульсов на фиг. 3 соответствует следуюшим случаям; первые 2 периода когда рассогласование равно О, вторые 2 нериода - когда свето- контрастная программа оказывается в зоне «Поиск.

Устройство для автоматического вождения мобильного агрегата по светокоитраст- ной схеме содержит оптический датчик 1, связанный с блоком 2 управления и источником 3 электропитания, который соединен с испо. 1нителы1ым механизмом 4. Оптический датчик 1 состоит из сканируюилего узла 5, связанного с преобразователем 6 оптических сигналов в электрические, и генератора 7 маркерных импульсов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к нервым входам первого плеча 8 и вто- рогс; плеча 9 схе.мы совпадения, соединенной своими выходами через канальные усилители 10 и 11с входами исполнительного механиз.ма 4. К первому выхо.ду генератора 7 маркерных импульсов подключены также первые входы первого формирователя 12 временного интервала «разрешенной зоны обзора и второго формирователя 13 временного интервала зоны «Поиск, выход которого соединен с первым входом схемы 14 запрета. Выход схемы 14 запрета подключен к первому входу схемы 15 селекции, связанной своим выходом через первый формирователь 16 импульсов с первым входом схемы ИЛИ 17, второй вход которой через интегрирующую цепочку 18 и электронный ключ 19 соединен с вторым входом схемы 14 запрета.

Выход преобразователя 6 оптических сигналов в электрические подключен через усилитель-формирователь 20 к вторым входам схем 15 и 21 селекции. Первый вход схемы 21 селекции соединен с выходом формирователя 12 временного интервала «разрешенной зоны обзора, а ее выход через второй формирователь 22 импульсов связан с входом интегрирующей цепочки 18 и с вторым

входом схемы ИЛИ 17, выход которой соединен с вторыми входами первого плеча 8 и второго плеча 9 схемы совпадения. Выходы формирователя 12 временного интервала «разрешенной зоны обзора и схемы

« 14 запрета подключепы к входам второй схемы ИЛИ 23, выход которой соединен с управляющим входом второго электронного ключа 24, второй вход которого связан с источником 3 электропитания, а выход подключен к источнику 25 импульсного света,

5 освещающему сканируемый участок 26 поля в окрестностях светоконтрастной программы. Устройство работает следующим образом В исходном состоянии мобильный агрегат устанавливается относительно светоконтрастной программы (фиг. 2), а - угол обзора

0 оптического датчика. При работе из зоны об зора воспринимаются и обрабатываются те сигналы, которые поступают внутрь дуги Л Л (разрешенной зоны обзора по углу у). Для повышения надежности работы на время

5 сканирования участка по дуге Л . включается Источник им 1ульсного света, освещающий сканируемый участок обрабатываемой поверхности вне зависимости от естественного освещения.

При работе в режиме «Поиск воспри0 нимаемая зона обзора расширяется по дуге KL (угол Р), а время включения источника импульсного света увеличивается на время сканирования участка по дуге KL, вплоть до возвращения мобильного агрегата в требуемое положение относительно светоконтраст5 ной программы.

С выхода преобразователя 6 оптических сигналов в электрические развертка сканируемой поверхности (фиг. За) по дуге АВ поступает на уси.читель-формирователь 20 и далее на первые входы схе.м 15 и 21 селекции. На второй вход схемы 21 селекции поступают от первого формирователя 12 временного интервала «разрешенной зоны обзора прямоугольные имнульсы, совпадающие по времени поступления и длительности 5 с участком Л1Л электрической развертки сканируемой поверхности (фиг. 3d). Эти импульсы через вторую схему 23 ИЛИ и второй электронный ключ 24 включают источник 25 импульсного света на время сканирования участка по дуге M.V. Схема 21 селек- 0 ции производит стробирование, т. е. пропускает на вход формирователя 22 импульсов только участок MN электрической развертки, в котором находится светоконтрастная программа Р (фиг. 2). С выхода формирователя 22 импульсы поступают на первый вход схемы 17 ИЛИ и на вход интегрирующей цепочки 18, которая при этом вырабатывает напряжение, достаточное для включения электронного ключа 19, запрещающего

0

прохождение прямоугольных импульсов (фиг. Зе), совпадающих по времени поступления и длительности с участком KL электрической развертки сканируемой поверхности с выхода второго формирователя 13 временного интервала зоны «Поиск через схему 14 запрета на второй вход второй схемы ИЛИ 23 и на второй вход схемы 15 селекции. Таким образом, во время сканирования участков КМ и L источник 25 и.мпульс- ного света не подключается к источнику 3 (лектропитання через второй электронный ключ 24, не освещая тем самым сканируемую поверхность, а на второй вход схемы ИЛИ 17 импульсы из этих участков не проходят.

С выходов схемы ИЛИ 17 сформированный вторым формирователем 22 унрав- ляюпшй импульс (фиг. Зж ) поступает на вторые входы плеч 8 и 9 схемы совпадения. Если управляющий импульс поступает на плечи 8 и 9 схемы совпадения во время паузы между первым (фиг. 36) и вторым маркерным импульсами (фиг. За), то рассогласование равно нулю и на канальные усилители 10 и 11 сигналы не поступают. Если же уг1равляюп1ий импульс совпадает по вре.мени поступления на входы плеч 8 и 9 схемы совпадения с первым или вторым .маркерными импульсами, то, следовательно, имеет место paccoi ia- сование (отклонение положения агрегата относительно светоконтрастной программы), и на соответствующем плече 8 или 9 схе.мы совпаде1П1я появляются импульсы, которые через кана.чьные уси.1ители 10 или 11 формируют к(манды на исполнительный .механизм 4, коррек тирующий курс движения агрегата в сторону устранения возникщего рас- сся ласования.

В случае во.иействия на агрегат какого- либо случайного фактора может произойти быстрое с.мещение положения трактора относительно светоконтрастной программы, которая мг)жет выпасть из разрешенной зоны обзора ,M;V и оказаться где-то внутри участка KL (фиг. 2, фиг. За третий и четвертый периоды). При этом на участке Л1Л электрической развергки не оказывается сигнального импульса от светоконтрастной нрограм.мы и, следовательно, с выхода схемы 21 селекции и второго формирова- геля 22 и.мпульсов на первый вход схемы 17 ИЛИ, далее на вход интегрирующей цепочки 18 перестают поступать управляющие импульсы, что ведет к выключению электронного ключа 19 и подаче на второй вход схе.мы 14 запрета сигнала, разрешающего прохождение прямоугольного и.мпульса с выхода фор.мирователя 13 временного интервала зоны «Иоиск через схему 14 запрета на вторую схему 23 ИЛИ, включающую через второй электронный ключ 24 источник 25 и.. 1ьсного света на время сканирования участка KL электрической развертки.

0

Одновременно сигнал с выхода схемы 14 запрета поступает на второй вход схемы 15 селекции. Так как в данном случае свето- контрастная программа находится внутри

участка KL, то сигнальный импульс выделяется схемой 15 селекции и через первый формирователь 16 импульсов и схему ИЛИ 17 поступает на вторые входы плеч 8 и 9 схемы совпадения, которая через канальные усилители 10 и 11 воздействует на исполнительный механизм 4 устране)1ия отклонения агрегата от светоконтрастной программы. Как только агрегат переместится настолько, что светоконтрастная програм.ма окажется внутри участка KL, на выходе схемы 21

5 селекции появляются сигнальные импульсы, которые через второй формирователь 22 импульсов поступают на первый вход схемы 17 ИЛИ, а также на интегрирующую пепочку 18, выдающую при этом напряжение для включения электронного ключа 19, который подает на второй вход схемы 14 запрета сигнал, запрещающий прохождение импульсов с выхода формирователя 13 временного интервала зоны «Поиск. В результате этого время включения источника 25

5 импульсного света уменьшается до времени сканирования участка /МЛ , который и анализируется.

Таким образом, устройство устраняет ложные срабатывания во время работы, так

как обеспечивается независимость его рабо- nj

ТЫ ОТ естественной освещенности и от теней

предметов при различном их расположении относительно солнца. Последнее становится воз.можным вследствие того, что источник импульсного света располагается так же, как и оптический датчик на агрегате, и практи5 чески не изменяет свое положение относительно светоконтрастной программы (изменения имеют место только в пределах перемещения агрегата) в отличие от солнца, которое может находиться в произвольном от0 носительно агрегата и светоконтрастной программы положении, а также может вообще отсутствовать, не созД(1вая достаточный для работы устройства уровень освещенности.

Применение изобретения позволяет повы5 сить качество выполнения технологических операций растениеводства за счет увеличения соотношения сигнал-шум, благодаря чему повышается помехоустойчивость и исключаются ложные срабатывания системы автовождения. Во-вторых, устройство позволяет

0 выделять сигнал рассогласования даже в том случае, когда без наличия источника импульсного света выделить полезный сигнал не представляется возможным в темное время суток.

5Формула изобретения

Устройство для автоматического вождения мобильного агрегата по светоконтрастной программе по авт. св. № 1033031,

отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства при изменении естественной освещенности свето- контрастной программы, в него дополнительно введены источник импульсного света, направленный на сканируемый участок анализируемой поверхности, второй электронный ключ и вторая схема ИЛИ, при

этом вход источника импульсного света через второй электронный ключ подключен к источнику электропитания, а управляющий вход второго электронного ключа соединен с выходом второй схемы ИЛИ, первый и второй входы которой соединены соответственно с выходами формирователя временных интервалов и схемы запрета.