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共 9 頁(yè) 第 1 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 除雪機(jī)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng) 要 : 在冷和多雪的部分的日本，大多數(shù)雪被從除雪機(jī)器道路中除去，同時(shí)，處理路邊條件并且保證安全的操作 ,操作這些機(jī)器被兩個(gè)人正常地操作：一名話(huà)務(wù)員和一個(gè)助手。 工作在進(jìn)行中為了除雪機(jī)器開(kāi)發(fā)自動(dòng)的駕駛系統(tǒng)在操作人員的雪移去上使負(fù)擔(dān)為了減輕并且減少未來(lái)的勞動(dòng)要求。這報(bào)告描述一個(gè)自動(dòng)的駕駛系統(tǒng)結(jié)合三種技術(shù)： 在最近幾年作為一種 這駕駛的系統(tǒng)已被發(fā)展為旋轉(zhuǎn)除雪機(jī)器：雪移去的類(lèi)型考慮最困難操作。 報(bào)告也評(píng)價(jià)基于確證的結(jié)果的三種控制方法測(cè)試使用實(shí)際的除雪機(jī)器 ,同時(shí)這些的輪廓問(wèn)題控制必須被克服建立一個(gè)工作的系統(tǒng)的系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 雪 旋轉(zhuǎn)移去，自動(dòng)的駕駛， 路記號(hào)， 緒論 在寒冷的多雪部分的日本，雪通過(guò)機(jī)械的手段是被從道路上除掉保證冬天道路。為了保證機(jī)械把雪消要除根據(jù)雪在道路表面上的積累狀態(tài)適當(dāng)?shù)谋磺宄纸煌?，心?jì)劃的出席控制方法必須被建立，并且機(jī)械必須正確地操作。 自動(dòng)的駕駛系統(tǒng)發(fā)展被計(jì)劃用于旋轉(zhuǎn)的 除雪機(jī)器：帶有一種操作的方法的一類(lèi)型比那其他類(lèi)型除雪機(jī)更復(fù)雜，它已被發(fā)展為減少工作人人員除雪負(fù)擔(dān)降低的保障。 2 發(fā)展背景 雪移去被兩個(gè)工作人員操作： 驅(qū)使移去的一名話(huà)務(wù)員同時(shí)，控制的射出的一個(gè)助手。話(huà)務(wù)員驅(qū)使機(jī)器關(guān)于道路的控制還密切注意入雪處，助手噴出雪當(dāng)雪進(jìn)入機(jī)器的時(shí)候。除雪機(jī)器雪的內(nèi)部配置十分復(fù)雜如圖 的使車(chē)輛的部分自動(dòng)自動(dòng)化在操作工作執(zhí)行中話(huà)務(wù)員允許助手控制雪做射出。未來(lái)允許由一人操作。 這報(bào)告介紹形成已被發(fā)展為自動(dòng)的駕駛系統(tǒng)的基礎(chǔ)的定位技術(shù)和控制技術(shù)，同時(shí)，提出一種評(píng)價(jià)基于確證測(cè)試的結(jié)果 的系統(tǒng)據(jù)以予以執(zhí)行的雪移去并且描述克服問(wèn)題完成一個(gè)工作的系統(tǒng)。 3 自動(dòng)操縱系統(tǒng) 已被開(kāi)發(fā)的自動(dòng)的駕駛系統(tǒng)使雪的清除成為自動(dòng)化，駕駛也成為了話(huà)務(wù)員的任務(wù)之一。 駛并且雪清除的控制 旋轉(zhuǎn)自動(dòng)除雪機(jī)的駕駛的機(jī)制不同于正常的車(chē)輛前進(jìn)和后退部分被別針連系，而清楚說(shuō)出機(jī)制被安裝，這樣車(chē)輛能在別針折彎。駕駛被確切的線(xiàn)性化方法和被的時(shí)間規(guī)模轉(zhuǎn)換控制有效的制一輛活動(dòng)的車(chē)輛的過(guò)程。 這控制方法被受 共 9 頁(yè) 第 2 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 完整的約束影響的運(yùn)動(dòng)的一個(gè)方程代表并且基于非線(xiàn)性的控制理論。但是，一個(gè)雪移去側(cè)翼滑行，因?yàn)楫?dāng)它移去雪時(shí)，作 為雪筑堤圍攔受橫向的反應(yīng)力量影響被顯示圖 路滑動(dòng)使用下面被描述的綜合的伺服機(jī)構(gòu)系統(tǒng)來(lái)將這當(dāng)做一場(chǎng)外部騷亂對(duì)待控制滑動(dòng)。 圖 雪機(jī)內(nèi)部 圖 雪機(jī)除雪 圖 示駕駛機(jī)制除雪的一個(gè)模型。在未來(lái)， 前面輪子和對(duì)于后部輪子距離和除雪的連接的別針有距離被 2α代表過(guò)程時(shí) ,駕駛的角度其后是除雪的半徑的一個(gè)弧 R=L/a 。 當(dāng)前面輪子的中心點(diǎn) 程正切方向速度矢量被 θ代表和正切方向角度被 ν代表時(shí) ， 點(diǎn) ??????????????????????????????????????????????????????????????（ ?） ?公式（ 1） 被完成以便執(zhí)行狀態(tài)反饋控制。從等式中定義除學(xué)時(shí)駕駛的數(shù)量是駕駛的角度 α中的 1/2個(gè)。 （ 2） 在等式（ 2）中橫 向滑動(dòng)將不是予以考慮。為了除去由橫向的滑動(dòng)造成的穩(wěn)態(tài)的偏差，如果綜合的伺服機(jī)構(gòu)系統(tǒng)被使用，駕駛 α的數(shù)量被如下方程代表 （ 3） 為了除去穩(wěn)態(tài)的偏差符號(hào) 時(shí)，基于公式（ 3）， 共 9 頁(yè) 第 3 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 調(diào)系統(tǒng) 圖 成伺服機(jī)構(gòu)系統(tǒng)控制塊圖形 位方法 發(fā)現(xiàn)一種車(chē)輛為了執(zhí)行自動(dòng)的駕駛的信息是必要的位置并且有確定方向駕駛它。已被開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)裝備有兩種功能： 指導(dǎo)方法使用通路記號(hào)傳感器發(fā)現(xiàn)使用 發(fā)現(xiàn)車(chē)輛位置和駕駛的方法。 通路記號(hào)傳 感器指導(dǎo)方法 一臺(tái)通路記號(hào)傳感器是為了使用作為先進(jìn)的運(yùn)輸系統(tǒng) ( 的部分被開(kāi)發(fā)的高級(jí)的巡航幫助公路系統(tǒng) ( 的一種基本的技術(shù)。這技術(shù)包括間歇地被埋入在一個(gè)道路表面下面的通路記號(hào)，而車(chē)輛爬升發(fā)現(xiàn)被這些通路記號(hào)傳送的信號(hào)沿著被記號(hào)形成的過(guò)程指引車(chē)輛的傳感器。有這系統(tǒng)的兩種版本： 無(wú)線(xiàn)電波浪方法和磁性的方法。 （ 1） 角度計(jì)算邏輯 我們假定，通路記號(hào)之間的距離將不是經(jīng)常的，但是，根據(jù)道路的形狀和傳感器邊的要求能被變化。因此，這系統(tǒng)裝備有兩臺(tái)行的傳感器，這樣甚至當(dāng)通路記號(hào)安裝間隔都被知道，直到除雪機(jī)器傳遞過(guò) 他們才能控制執(zhí)行。如圖 圖 路記號(hào)傳感器指導(dǎo)方法 共 9 頁(yè) 第 4 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 對(duì)于用一單一的行的傳感器駕駛的控制，如（第 左邊）通過(guò)目標(biāo)過(guò)程為控制所需要的橫向的微分和方位的有差別的 (傳感器之外要求關(guān)于記號(hào)之間的間隔的信息發(fā)信號(hào) 前面車(chē)輛測(cè)量固定協(xié)調(diào)系統(tǒng)∑ f ( 接受。 但是，用兩臺(tái)行的傳感器 (第 右邊 )，系統(tǒng)能計(jì)算橫向的微分和目標(biāo)過(guò)程的方位的有差別的 ψm 通過(guò)兩協(xié)調(diào)系統(tǒng)∑ (對(duì)當(dāng)它傳遞 到他們傳遞下一個(gè)記號(hào)時(shí)，被前面車(chē)輛測(cè)量的 調(diào)系統(tǒng)∑ f ( 的傳感器控制兩個(gè)傳感器信號(hào)固定 ，這樣駕駛控制能被執(zhí)行即使記號(hào)之間的間隔是未知的。 （ 2） 電波記號(hào)傳感器定位方法 有了無(wú)線(xiàn)電波浪方法，一個(gè)天線(xiàn)在車(chē)輛上的傳感器內(nèi)部朝著道路傳送 及當(dāng)一臺(tái)無(wú)線(xiàn)電波浪記號(hào) (圖 收到這轉(zhuǎn)播，它歸還 455 在傳感器內(nèi)部的一個(gè)收到的天線(xiàn)收到這返回?zé)o線(xiàn)電波浪發(fā)現(xiàn)車(chē)輛的位置 (圖 朝著穿過(guò)的運(yùn)動(dòng)的方向的高 峰價(jià)值。 它在中發(fā)現(xiàn)位置通過(guò)通過(guò)基于在被兩感到的返回?zé)o線(xiàn)電波浪的收到的力量的區(qū)別的成三角形方法計(jì)算天線(xiàn)之間的距離橫向的收到方向天線(xiàn) 圖 線(xiàn)電搖動(dòng)記號(hào) 圖 （ 3）磁性的記號(hào)傳感器定位方法 有了磁性的方法，有持久標(biāo)記的鐵酸鹽磁鐵 (圖 裝在地表面以下，磁鐵上還安裝一臺(tái)磁性的傳感器。 課題分配磁性的記號(hào)顯示將記號(hào)的中心當(dāng)做最大限度課題力量對(duì)待的單峰。 這課題的垂直的組成部分 ( 和車(chē)輛寬度方向組成部分 ( 的磁性的流密度被磁性的傳感器和位置記號(hào)發(fā)現(xiàn)被計(jì)算之間的距離發(fā)現(xiàn) ,基于以前約定的 (圖 共 9 頁(yè) 第 5 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 性的記號(hào) 圖 基于 （ 1） 路 路 為了開(kāi)發(fā)這系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)的雪移去目標(biāo)過(guò)程信旋轉(zhuǎn)的雪 話(huà)務(wù)員移去雪通過(guò)推動(dòng)息被建立，這樣它能被處理作為 據(jù)。擴(kuò)展裸露的道路他們的被雪消除邊界 (圖 引的車(chē)輛因?yàn)檠┫吔缃?jīng)常沿著道路的雙方是人行道的控制，被使用的 路 （ 2） 高精度的定位 ( 2點(diǎn)和 3點(diǎn) 之間的差錯(cuò)半徑的能力的一個(gè)系統(tǒng)，包括收到天線(xiàn)的兩 個(gè)固定站另一個(gè)固定在運(yùn)載工具車(chē)站 (在除雪機(jī) )上。 固定的車(chē)站傳送基于它已收到到運(yùn)載工具車(chē)站的 統(tǒng)幾乎能執(zhí)行實(shí)時(shí)定位，因?yàn)?0 共 9 頁(yè) 第 6 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 備有一種自動(dòng)的駕駛支持功能的除雪機(jī) 4 確證的測(cè)試 消除在一月和 2002年二月在北海道使用裝備有駕駛的控制系統(tǒng)的旋下面的自動(dòng)的駕駛方法的適用性和實(shí)用性是一條實(shí)際的道路 (低速率，橫向滑動(dòng) )上的一個(gè)雪移去所 特有的。轉(zhuǎn)的雪移去被實(shí)行。 確證測(cè)試的輪廓 （ 1） 被機(jī)器移去 除雪機(jī)器的體積分為大中小型經(jīng)常被使用在過(guò)家的公路上，據(jù)正常的說(shuō)明建造部分地被修改 (圖 （ 2） 驗(yàn)證的測(cè)試過(guò)程 確證的測(cè)試過(guò)程包括直的段，曲線(xiàn)， ( R 30 m )，以及相交 ( R 12 m )，這樣它在公路上復(fù)制條件下， 其通路記號(hào)間隔是 2.0 .5 m 。 除雪的工作條件與實(shí)際的工作的那些相同，而工作以?xún)煞N速度被做， 4公里與 h 。雪銀行被準(zhǔn)備提供當(dāng)一個(gè)移去被用來(lái)擴(kuò)展清除的部分的一條道路時(shí) ，發(fā)生的工作裝載和橫向的滑動(dòng)。 圖 試過(guò)程的布局 確證的測(cè)試的結(jié)果 共 9 頁(yè) 第 7 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 測(cè)試證實(shí)通路記號(hào)彈著點(diǎn)方向觀(guān)測(cè) (無(wú)線(xiàn)電波浪和因?yàn)轳{駛的控制系統(tǒng)發(fā)展是跟隨的一個(gè)系統(tǒng)預(yù)置目標(biāo)過(guò)程，其控制性能從其目標(biāo)過(guò)程 (橫向的偏差 )的數(shù)量被評(píng)價(jià)為雪移去的 偏差的數(shù)量。 表 性 )指導(dǎo)方法和 這桌子展覽那么總的來(lái)說(shuō)，偏差和標(biāo)準(zhǔn)的偏差的數(shù)量在直的段上是小的，但是他們兩個(gè)都在曲線(xiàn)上在相交更高。 這區(qū)別大概地是被執(zhí)行的事實(shí)的一種結(jié)果在帶有曲率的一條小的半 徑的段中，大量的駕駛，并且雪消除裝載是更可能造成橫 通路記號(hào)方法。 因?yàn)橐郧暗姆椒◣缀跞〉脦缀?20立即能對(duì)作出反應(yīng)減少偏差的數(shù)量橫向滑動(dòng)。 有了后面，駕駛被延遲因?yàn)橄到y(tǒng)不能發(fā)現(xiàn)沒(méi)有通路記號(hào)之間的信號(hào)，在大量的橫向的偏差中導(dǎo)致的橫向的滑動(dòng)。 因此，測(cè)試被完成，提供，除用傳感器糾正橫向的滑動(dòng)之外，當(dāng)傳感器傳遞記號(hào)時(shí)，協(xié)調(diào)下一個(gè)記號(hào) (過(guò)程信息 )。導(dǎo)致橫向的滑動(dòng)的分配揭示作為這時(shí)被領(lǐng)進(jìn)圖 2σ(σ:標(biāo)準(zhǔn)的微分 )是沒(méi)有過(guò)程信息的± 57 它是過(guò)程信息的± 31 極端帶來(lái)其精度的一大的改進(jìn)和接近那個(gè) 在之間的性能中的沒(méi)有間距速度 4公里與 5 結(jié)論和未來(lái)挑戰(zhàn) 已被確認(rèn)自動(dòng)的駕駛系統(tǒng)使用通路記號(hào)或者 但是，為了建立實(shí)際的工作的系統(tǒng)，如下挑戰(zhàn)必須被解決。 (1) 當(dāng) 們假定這發(fā)生。 同時(shí)，在測(cè)試期間無(wú)線(xiàn)電波浪記號(hào)方法，認(rèn)為是車(chē)輛上的高的輸出傳 輸器的一種結(jié)果無(wú)法預(yù)言的行為被觀(guān)察。 提供是必要功能當(dāng)這樣反常的操作的信號(hào)被生產(chǎn)時(shí)，那沒(méi)有干涉話(huà)務(wù)員而自動(dòng)地停止操作。 (2) 為 通路改進(jìn)控制的精度是必要通過(guò)進(jìn)入通路記號(hào)的記號(hào)方法提前協(xié)調(diào)到雪移去系統(tǒng)向它提供過(guò)程信息。 每次系統(tǒng)傳遞過(guò)記號(hào)，記錄在每一記號(hào)上的通道是也十分重要。 (3) 更進(jìn)一步改進(jìn)控制精度 (減少偏差的數(shù)量 )，努力量化諸如的騷亂橫向 的滑動(dòng)，與雪消除裝載等等在把雪消除工作的模型的細(xì)節(jié)的程度增加旋轉(zhuǎn)的雪移去之后并且執(zhí)行仿真是必要雪移去。 共 9 頁(yè) 第 8 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 向的偏差 (無(wú)線(xiàn)電波方 法 ) 在最近幾年，各種各樣的組織已試圖運(yùn)用信息技術(shù) ( 改進(jìn)建設(shè)機(jī)械。 當(dāng)時(shí)在那些情況中看見(jiàn)，信息在這種情況中處理不能被運(yùn)用于其它系統(tǒng)，除非它 表 獨(dú)立的操作 (工作加速 4公里與 h，前面?zhèn)鞲衅鞯钠畹臄?shù)量 ) 在最近幾年，各種各樣的組織已試圖運(yùn)用信息技術(shù) ( 改進(jìn)建設(shè)機(jī)械。 當(dāng)時(shí)在那些情況中看見(jiàn)，信息在這種情況中處理不能被運(yùn)用于其它系統(tǒng)，除非它的用途在標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)被假定。 因?yàn)楸贿@項(xiàng)目發(fā)展的除雪機(jī)通路記號(hào)的新的道路基礎(chǔ)設(shè)施，道路 時(shí)，通信系統(tǒng)和其通信標(biāo)準(zhǔn)必 須被標(biāo)準(zhǔn)化，其發(fā)展用 作者希望這研究與發(fā)展將促進(jìn)作為一個(gè)工作的系統(tǒng)介紹它。 共 9 頁(yè) 第 9 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線(xiàn) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 最后，作者希望向 運(yùn)輸其幫助確證的測(cè)試和對(duì)于幫助系統(tǒng)和測(cè)試的工作的建造的每個(gè)人。