Mobilszerkezetek mechatronikája

Átírás

1 Mobilszekezetek mechatonikája A közeljövő új navigációs endszeei Ütközés-megelőzés Kocsi követés Automatikus pakolás

2 Ütközés-megelőzés Az adaptív menetvezélés (ACC egyik alapvető feltétele a jámű megfelelő szenzookkal való ellátása (lézees Adaptive Cuise Contol) távolságméő, adaos sebességméés két jámű között, ézékelés). A méések alapján, amennyiben két jámű közti távolság kisebb, mint egy előe beállított éték, a endsze a fedélzeti számítógépen keesztül (általában maximális lassítással), működésbe hozza a fékeket, és egész addig működteti, míg a két jámű között vissza nem áll a kívánt min. köv. távolság. Ugyanez fennáll fodítva is, ha túl nagy a követési távolság, csak itt nem a maximuma növeli a sebességet, hanem a tempomat által beállított étéke illetve, ha ez nincs, akko a megengedett maximuma. Első ilyen kíséletek : 1998 Toyota, lézees endsze, majd a Nissan folytatta, adaos endszeel, utána Jagua XKR Coupe,

3 Rada vs. Lida endsze Rada: - dágább, pontosabb = tisztán kell tatani a kocsi kaszniját a ada előtt (hó, sá, elnyeli, köd gyengíti a ada sugaakat) -Kb 150m-e látnak előe ködben illetve esőzésben -Feladat: Az előttünk haladó jámű elatív pozíciójának (hozzánk képesti távolság) illetve sebességének megállapítása. -Működés: -Mecedes 3 adasugá, gyos egymás utáni kapcsolgatásával szkenneli az előttünk lévő teepet. A sugaak elég szélesek ahhoz, hogy egymással átfedésben legyenek. 12 fokos látószöggel dolgoznak, -Nincs mozgó ész, olcsó, de kicsi a felbontás, széles sugaak kisebb vevő antenna is elég. -Dágább de pontosabb, miko mechanikus fogófejjel mozgatjuk a levékonyított ada-sugaat. Itt a ada látószögét (ami itt is 12 fokos) még további 64/128 ponta lehet felosztani. -A vékonyított sugaak viszont szélesebb vevőantennát igényelnek, és a nagy felbontás miatt komolyabb feldolgozást. -A adaok általában mm-s hullámhosszal (cca 76 GHz) dolgoznak.

4 Rada vs. Lida endsze Lida: - olcsóbb, könnyebb összeállítani = gyenge a jel esőben illetve havazásban (esőben, hóban elvékonyodnak a fénysugaak, sok zavaást összeszednek) Léze: - dága, pontos = gyenge a jel esőben illetve havazásban (Lexus a endsze lekapcsolja magát, amennyiben a jeleősség nem megfelelő) Mivel könnyebb a kocsit tisztán tatani, mint az időjáást befolyásolni, így eltejedtebbek a ada endszeek (talán egyedül a Lexus használ még lézees endszet ami lekapcsol, ha ossz a jel.) A megoldás az egyes endszeek ézékelők- fúziója! Egy ilyen fúzió eedménye lett az ACC továbbfejlesztett változata a CACC (Coopeative Adaptive Cuise Contol), ami valójában együttműködő (koopeáló) menetvezélés, vagyis a két (vagy több) egymást követő jámű, amennyiben kommunikál egymás közt, tudják szabályozni egymás sebességét úgy, hogy az ütközés elkeülhető legyen. (Ha a endsze a kutatások alapján működhetne, megengedne 2 kocsi között ½ mp-es követési távolságot 100km/h sebességnél (ez kevesebb, mint 14m)! GYORS REAKCIÓIDŐ!)

5 Egy szenzo-fúzióval felszeelt jámű A jámű a szteeo kamea által kapott képadatokat fuzionálja a ada által mét adatokkal, majd az eedményt továbbítja a fedélzeti számítógépnek, amely egyenes kapcsolatban áll a gázzal, fékkel és a műszefallal.

6 Kocsi követés Feladat: az előttünk haladó jámű biztonságos követése. Módsze: A követő kocsi adaal és szteeo kameával van ellátva (a két kamea a visszapillantó tükökben két oldalt). Általában a kameaképből megkapjuk az előttünk haladó jámű szélességét, (a kameák él-detekálással dolgoznak. Az egymástól túl nagy távolsága lévő éleket hidak kolátai, útszéli szalagkolátok, hídlábak- ignoálva vannak =képfeldolgozási eljáás) míg a ada adataiból a távolságot és a sebességet. Ezeknek az adatoknak a fúziójából az ívek (kamea látószög-íve, illetve a ada látószög-íve) mentén haladó jáművekkel kapcsolatosan képesek vagyunk tatani a biztonságos követő-távolságot.

7 Automatikus manőveezés - mobilobottal A megépített mobilobot és matematikai modellje Méetek: B=16 [cm], L=14 [cm], = 2 [cm]

8 Feladatok: 1. Pakolóhely keesés 2. Pályatevezés 3. Pakolási manőve végehajtása

9 Pozícióbecslés: A diffeenciálhajtású jámű kinematikai modelljei:.sin.cos s y s x ) ( 2 ) (.sin.cos 1 1 l l d d ds d d l d ds dy ds dx dy y y dx x x d végül : ) ( ) ( 2 l l l s Ahol:

10 Pakolóhely keesés: A pakolási feladat végehajtásához szükség van a jáművet köülvevő objektumok valamilyen epezentációjáa, (geometiai tékép) amely alapján eldönthető, hogy van-e megfelelő pakolóhely a mobilobot könyezetében. Ennek megvalósításáa a obot endelkezik egy fixen beépített, oldala néző távolságméő szenzoal. Ha adott időpillanatban ismet a jámű pozíciója és oientációja egy ögzített koodinátaendszeben, akko a ada méési adatai alapján minden mintavételi időpontban kiszámíthatók a szenzohoz legközelebb lévő felület koodinátái. Ezeket az adatokat ögzítve egy megfelelő méetű téképen, má elvégezhetjük az esetleges pakolóhelyek keesését. A tékép megfeleltethető egy foglaltsági mátixnak, amelynek minden egyes eleme egy elemi teületet epezentál. A visszaveődések helyei a bináis mátixban a megfelelő indexű elemek étékének 1 - ese állításával jelezhetők, tehát az ües elemi cellákat a 0 éték jelzi. A keesésnek temészetesen csak akko van ételme, ha megfelelő helyen keesünk, ebben az esetben a jámű jobb oldalán, a haladási iánnyal páhuzamosan (a endszet kisebb átalakítással fel lehetne készíteni másmilyen pakolási manőve végehajtásáa is pl.: haladási iánya meőleges, vagy átlós pakolás). Ehhez előszö fel kell ismeni a pakoló autók oldalát, vagy a pakolóhely szélét jelző vonalat, amit a továbbiakban domináns egyenesnek nevezünk. Ennek mentén kell keesni a pakolása alkalmas helyet. A domináns egyenes felismeésée a szakiodalomból ismet Hough tanszfomáció ajánlott.

11 HOUGH tanszfomáció: A Hough tanszfomációt a képfeldolgozásban széles köben alkalmazzák alakzatok keesésée, ebben a fejezetben azonban csak egyenesek keeséséől lesz szó. Az egyenesnek számos epezentációja létezik, ezek közül a Hesse-féle nomál alakos leíás előnye, hogy segítségével a függőleges egyenesek is leíhatók: x. cos y. sin ahol ρ az egyenes és az oigó, míg θ az oigóból az egyenese bocsátott meőleges szakasz és a vízszintes tengely által bezát szög. Ezek alapján a hagyományos Descates koodinátaendszeben egy egyenes megfeleltethető a (ρ,θ) koodinátaendszeben (paaméte-té) egy pontnak.

12 Pályatevezés A pályatevezés soán az alapvető feladat, hogy a kiindulópontban a endszet jellemző kezdeti konfiguációból c 0 =[x 0 y 0 0 ] T eljuttassuk azt a célkonfiguációba, c g =[x g y g g ] T a jáműmodellből adódó kinematikai megkötések figyelembe vételével. A pálya a REEDS SHEPP algoitmus alapján, geometiai pimitívágból lesz összeakva (ebben az esetben csak egyenes és ív). Egyenes: x g =l.cos 0 +x 0, y g =l.sin 0 +y 0; ahol a 0 = g, vagyis az oientáció konstans Ív: A jámű adott sugaú (R) köön halad, ahol a pálya göbületi íve: K 0 =1/R; és g = 0 +

13 Pályatevezés összetettebb pálya esetében Amennyiben nem sikeül a kívánt célpozíciót elénem 2 ív és egy egyenes segítségével, akko a pályát fázisoka oszthatom (esetemben 2 fázisa) egy közbülső célkoodináta kijelölésével (x k, y k ). HÁZI FELADAT: Íja le az ábán látható pályát, az eddig tanultak alapján.