izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2022-2-66-72izmertech-1545Research ArticleРАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯRADIO MEASUREMENTSСистема управления беспилотными транспортными электрокарами на основе радиоволновых доплеровских датчиковControl system for unmanned transport electric vehicles based on microwave Doppler sensorshttps://orcid.org/0000-0003-4807-1281ХабловД. В.KhablovD. V.

Дмитрий Владиленович Хаблов

Москва

Dmitry V. Khablov

Moscow

dkhablov@mail.ruИнститут проблем управления им. В. А. Трапезникова РАНРоссияV. A. Trapeznikov Institute of Control Sciences of Russian Academy of SciencesRussian Federation202226042023026672Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1545

Исследовано управление беспилотными электрокарами в помещениях. Рассмотрена проблема обеспечения точного соответствия управляющих сигналов реальному перемещению транспортных средств в пространстве. В ходе анализа динамической модели электрокара обнаружено, что основные причины возникновения ошибок заключаются в косвенном характере измерения скорости этого транспортного средства с помощью одометров. Для решения указанной проблемы предложено использовать радиоволновые доплеровские датчики линейной скорости колёс, показания которых не зависят от скольжения, массы электрокара, давления в шинах и других параметров. Выведены формулы, позволяющие по доплеровским частотам датчиков определять текущую скорость и рулевой угол управления электрокаром с использованием условия Аккермана. На основе указанных формул разработана устойчивая система управления движением беспилотных транспортных электрокаров по заданному маршруту. Предложенную систему можно использовать в роботизированных транспортных комплексах.

The control of unmanned electric cars in the premises has been studied. The problem of ensuring the exact correspondence of control signals to the real movement of vehicles in space is considered. Based on the analysis of the dynamic model of an electric car, it was found that the main causes of errors are the indirect nature of measuring the speed of this vehicle using odometers. To solve this problem, it was proposed to use microwave Doppler sensors of the linear speed of the wheels, the readings of which no longer depend on the slip, mass of the electric car, tire pressure, and other parameters. Formulas have been derived that allow the Doppler frequencies of the sensors to determine the current speed and steering angle of control of an electric car using the Ackermann condition. Based on them, a stable traffi c control system along a given route has been developed, which can be used in robotic transport systems.

эффект Доплераэлектрокаркурсовой уголрулевой уголпутевая скоростьусловие Аккерманаавтономная навигациясверхвысокочастотные радиоволныDoppler Effectelectric vehicleheading anglesteering angleground speedAckermann conditionautonomous navigationmicrowaveReferencesMondek M., Hromčík M., 2017 21st International сonference on Process Control (PC), Strbske Pleso, Slovakia, June 6–9, 2017, IEEE, 2017, pp. 240–246. https://doi.org/10.1109/PC.2017.7976220Mondek M., Hromčík M., 2017 21st International сonference on Process Control (PC), Strbske Pleso, Slovakia, June 6–9, 2017, IEEE, 2017, pp. 240–246. https://doi.org/10.1109/PC.2017.7976220Jazar R. N., Vehicle Dynamics: Theory and Application, Springer, 2008, 1015 р.Jazar R. N., Vehicle Dynamics: Theory and Application, Springer, 2008, 1015 р.Khristamto M., Praptidjanto A., Kaleg S., Energy Procedia, 2015, vol. 68, pp. 463–470. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.03.278Khristamto M., Praptidjanto A., Kaleg S., Energy Procedia, 2015, vol. 68, pp. 463–470. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.03.278Sotelo M. Á., Robotics and Autonomous Systems, 2003, vol. 45, iss. 3–4, pp. 223–233. https://doi.org/10.1016/j.robot.2003.09.002Sotelo M. Á., Robotics and Autonomous Systems, 2003, vol. 45, iss. 3–4, pp. 223–233. https://doi.org/10.1016/j.robot.2003.09.002Hartani K., Miloud Y., Miloudi A., Electric Vehicle stability with rear Electronic diff erential Traction, EFEEA’10 International Symposium on Environment Friendly Energies in Electrical Applications, Ghardaïa, Algeria, November 2–4, 2010, EFEEA, 2010, pp. 1–5.Hartani K., Miloud Y., Miloudi A., Electric Vehicle stability with rear Electronic diff erential Traction, EFEEA’10 International Symposium on Environment Friendly Energies in Electrical Applications, Ghardaïa, Algeria, November 2–4, 2010, EFEEA, 2010, pp. 1–5.Vitols K., Galkin I., 15th International Power Electronics and Motion Control Conference (EPE/PEMC), September 4–6, 2012, Novi Sad, Serbia, 2012, pp. 1–5. https://doi.org/10.1109/EPEPEMC.2012.6397315Vitols K., Galkin I., 15th International Power Electronics and Motion Control Conference (EPE/PEMC), September 4–6, 2012, Novi Sad, Serbia, 2012, pp. 1–5. https://doi.org/10.1109/EPEPEMC.2012.6397315Горбачев А. Ю. Применение одометров для коррекции интегрированных навигационных систем // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Серия Приборостроение. 2009. № 4. С. 37–54.Gorbachev A. Yu., Application of Odometers for Correction of Integrated Navigation Systems, Herald of the Bauman Moscow State Tech. Univ., Instrument Engineering, 2009, no. 4, pp. 37–54. (In Russ.)Егорушкин А. Ю., Мкртчян В. И. Повышение точности автономной навигации наземных подвижных объектов // Инженерный журнал: наука и инновации. 2016. № 4. C. 1–12. https://doi.org/10.18698/2308-6033-2016-04-1480Egorushkin A. Yu., Mkrtchyan V. I., Improving the accuracy of land mobile object autonomous navigation, Engineering Journal: Science and Innovation, 2016, vol. 4, pp. 1–12 (In Russ.). https://doi.org/10.18698/2308-6033-2016-04-1480Nister D., Naroditsky O., Bergen J., Journal of Field Robotics, 2006, vol. 23, iss. 1, pp. 3–20. https://doi.org/10.1002/rob.20103Nister D., Naroditsky O., Bergen J., Journal of Field Robotics, 2006, vol. 23, iss. 1, pp. 3–20. https://doi.org/10.1002/rob.20103Хаблов Д. В. Непрерывное наземное позиционирование на основе cверхвысокочастотных датчиков перемещений // Измерительная техника. 2019. № 6. С. 65–7. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2019-6-65-70Khablov D. V., Measurement Techniques, 2019, vol. 62,no. 6, pp. 554–561. https://doi.org/10.1007/s11018-019-01660-8

The authors declare that there are no conflicts of interest present.