SE456048B - Sett och anordning for att bestemma kollisionsrisken for tva inbordes rorliga kroppar - Google Patents

Description

456 048 2 jämförs med ett säkerhetsavstånd. Delvolymerna är företrädesvis sfärer, vilket ger fördelen av att avståndet mellan dem blir detsamma oberoende av deras in- bördes orientering.

Genom att varje kropps ytterkontur på detta sätt representeras av ett relativt begränsat antal delvolymer som företrädesvis har formen av sfärer, vilkas läge i rummet är fullt definierat genom koordinaterna för deras centrum- punkter, blir den informationsmängd som måste lagras och behandlas för att i varje ögonblick få en uppfattning om kropparnas ytterkontur också begränsat, eftersom det är tillräckligt att lagra nämnda centrumpunkters koordinater till- sammans med sfärernas radier och vid en rörelse bestämma centrumpunkternas nya koordinater. Kollisionsrisken bestäms sedan genom att beräkna avståndet mellan de sfärer som representerar den ena kroppen och de sfärer som representerar den andra kroppen och jämföra detta avstånd med ett säkerhetsavstånd.

I princip måste avståndet från varje sfär på den ena kroppen till varje sfär på den andra kroppen beräknas och totala antalet avståndsbestämningar blir lika med produkten av antalet sfärer som representerar den ena kroppen och an- talet sfärer som representerar den andra kroppen. För att minska antalet av- ståndsbestämningar skall antalet sfärer vara litet men för att få en god approximation av ytterkonturen skall antalet vara stort. Valet av antalet sfärer blir en kompromiss mellan dessa båda önskemål.

För att minska det totala beräkningsarbetet kan sfärerna i ett första be- räkningssteg approximeras med kuber därigenom att avståndet mellan sfärernas projektion på axlarna i ett ortogonalt koordinatsystem bestännæs och jämförs med säkerhetsavståndet. Om avståndet mellan sfärernas projektion på någon av axlarna överstiger säkerhetsavståndet så måste ju också det verkliga avståndet mellan sfärerna överstiga säkerhetsavståndet och någon ytterligare beräkning erfordras ej.

En anordning för sättets utförande kännetecknas av en lagringsanordning som innehåller koordinaterna för centrumpunkterna av ett antal virtuella sfärer, vilka tillsammans approximerar respektive kropps ytterkontur, jämte storleken av varje sfärs radie, en beräkningsenhet som upprepat under rörelse- förloppet med tillhjälp av nämnda centrumpunktskoordinater och givarnas posi- tionsangivelser beräknar det rådande läget av sfärernas centrumpunkter och där- efter med tillhjälp av dessa fastlagda centrumpositioner och sfärernas kända radier beräknar avståndet mellan de sfärer som representerar den ena kroppen och de sfärer som representerar den andra kroppen, samt jämförelseorgan för att jämföra varje framräknat avstånd med ett säkerhetsavstånd. , 456 048 Lämpligen kan givarna vara av ett sådant utförande att varje givare avger en signal som representerar kroppens absoluta avvikelse i en given rörelserikt- ning relativt ett noll- eller referensläge i denna riktning, varvid enligt ett annat kännetecken för uppfinningen de i lagringsanordningen lagrade värdena representerar de olika sfärernas centrumpositioner i respektive kropps nolläge, medan beräkningsenheten vid varje nytt beräkningsförlopp utför en komplett be- räkning av centrumpunkternas lägen med hjälp av dessa lagrade värden och givar- nas utgångssignaler. Genom att på detta sätt alltid utgå från koordinaterna i kropparnas nolläge och utföra en komplett lägesbestämning med utgångspunkt från dessa värden uppstår inga ackumulerade fel vid lägesbestämningen.

I en antikollisionsutrustning är det fördelaktigt att vid jämförelsen an- vända två olika stora säkerhetsavstånd, varvid om det framräknade avståndet understiger det största säkerhetsavståndet signal uppträder på en första utgång av beräkningsenheten och om det framräknade avståndet understiger det minsta säkerhetsavståndet signal uppträder på en andra utgång. Dessa utgångar kan där- vid vara anslutna till styrkretsar för de motorer som åstadkomer rörelsen i de olika rörelseriktningarna, vilka styrkretsar är så utförda att då signal upp- träder på den första utgången motorernas hastighet reduceras, medan då signal uppträder på den andra utgången motorerna stoppas.

Uppfinningen åskådliggöres på bifogade ritningar, där fig_l visar en förenklad perspektivvy av en medicinsk röntgenanläggning, där uppfinningens prinçiper kan tillämpas, fig_§ visar ett exempel på hur ytterkonturen av kompo- nenter i anläggningen enligt fig 1 kan representeras av ett antal sfärer, jjg_§ visar två av sfärerna i fig 2 i förstorad skala jämte ett koordinatsystem som möjliggör matematisk definition av sfärernas lägen, jjg_§ visar ett förenklat blockschema för en anordning enligt uppfinningen, vilken innefattar en mikro- processor, jjg_§ visar ett flödesschema för att illustrera arbetsförloppet vid en anordning enligt fig 4 och fig_§ visar ett flödesschema avseende ett delför- lopp i flödesschemat enligt fig 5.

Den i fig 1 visade röntgenanläggningen innefattar bl.a. ett patientbort A och en röntgenkälla med bärare B. Patientbordet A är translatoriskt rörligt i riktningarna X, Y och Z samt vridbart omkring axeln 01, medan röntgenkällan med bäraren B är translatoriskt rörlig i riktningen N och vridbar omkring axeln 02.

Varje rörelse avkännes medelst en separat givare, som i föreliggande exempel antages vara av absolutvärdestyp eller s.k. positionsgivare. Varje givare avger en storhet som representerar den respektive kroppens läge relativt ett O- eller referensläge i den aktuella rörelseriktningen. Som exempel kan nämnas en vrid- 456 o4s « 4. potentiometer, som är direkt kopplad till respektive kropp och avger en spän- ning, som.representerar kroppens läge i den aktuella riktningen. Samma typ av givare eller någon annan lämplig typ av givare är anordnad för varje rörelse- riktning. I varje ögonblick av ett rörelseförlopp har man således tillgång till givarstorheter, som entydigt definierar den respektive kroppens läge i rummet relativt ett fast 0- eller referensläge.

I den efterföljande beskrivningen kommer endast de båda kropparna A och B att betraktas men det är underförstått att alla delar, som rör sig på ett annat sätt än A och B, måste behandlas var för sig på samma sätt som kommer att beskrivas för kropparna A och B.

Enligt uppfinningen utnyttjas utsignalerna från dessa befintliga givare tillsammans med den kända fonnen på respektive kropp A och B för att automa- tiskt bestäma kollisionsrisken och därigenom förhindra kollision. Förfarings- sättet är följande, varvid hänvisas till fig 2 och 3.

I Varje kropp A, B ... ritas upp i samtliga tre projektioner med kropparna i sitt 0- eller referensläge, såsom är illusterat för en projektion i fig 2, där respektive kropps kontur är visad med streckad linje. Ytterkonturen approxime- ras sedan med ett antal sfärer SA1, SA2, .... vilkas storlek och läge väl- jes på sådant sätt att den resulterande konturen, som är visad med en grov linje K, går strax utanför den verkliga konturen. Ju större antalet sfärer göres desto bättre blir approximationen, men desto större blir också den data- mängd som måste lagras och behandlas. Sedan väljes ett koordinatsystem, såsom är illustrerat genom koordinatsystemet x, y, z i fig 3, och koordinaterna för varje sfärs centrumpunkt cl, c2..... i det valda koordinatsystemet bestäm- mes och lagras tillsammans med storleken av varje sfärs radie rl, rz.

I fig 3 är x- och y-koordinaterna för centrumpunkten i en betraktad sfär på kroppen A betecknade med ax och ay, medan motsvarande koordinater för en sfär på kroppen B är betecknade med bx och by. Det är alltså dessa värden på ax och a , bx och by, samt de i fig 3 ej synliga koordinatvärdena az, bz som lagras tillsammans med de tillhörande radierna ra och rb för samtliga sfärer. Detta är en grundinformation som är fast och som tas fram och används vid varje beräkningsförlopp. Den kan lämpligen vara lagrad i ett ROM- minne.

Grundprincipen för bestämningen av kollisionsrisken är sedan att man med hjälp av givarsignalerna transformerar de lagrade koordinatvärdena till de koordinatvärden som representerar det aktuella läget av varje sfärs mittpunkt N 5 456 048 och sedan detta är gjort beräknar avståndet meïian varje sfär på den ena krop- pen och varje sfär på den andra kroppen. Härvid gäHer föïjande (se fig 3): Varje centrumpunkt kan definieras med en vektorï respektive-b- som kan skrivas: -a = axfx + away + azaë-'z _ . ,- - u) b = bx.ex + by.ey.+ bz.ez där ex, 'Ey och Ez är enhetsvektorer längs respektive axel x, y och z.

Ovanstânde uttryck (1) gä11er om kropparna A och B befinner sig i O-Iäget.

Om så ej är faHet får vektorerna andra ïägen med andra koordinatvärden utefter de oïika axiarna. Vektorerna kan nu skrivas: :<3 = axíx + a .Ey + are: (2) b' = b'.É + b'ÄÉ + b'fë Vid en sammansatt röreise betraktas varje deïröreïse för sig. Härvid gäHer för kroppen A: FXG) = (ax + Axßx + ayey + azëz Fyfi) = axëx + (a), + Ayßy + az Ez Fz(a) = axëx + ayëy + (az + Azfiz _ (3) Rx(a) = axex + (aycos GX + azsinöxfly - (aysinöx - azcosêxßz RyG) Rz(a) (axcosf-Dy - azsinöykx + ayëy + (axsinöy + azcosöyßz (a; y zez där FXG), Fyha) och Fzia) är den nya vektorn efter transïatorisk för- skjutning en sträcka Ax efter x-axeïn, en sträcka Ay efter y-axein respek- tive en sträckaA z efter z-axein och Rxia), Ry(å) och Rzfa) är den nya vektorn efter vridning en vinke1 QX omkring x-axeïn, Oy omkring y-axeïn respektive Oz omkring z-axein. StorheternaAx,Ay,Az, QX, Oy och 92 fås direkt från de givare som samverkar med kroppen A.

De nya koordinatvärdena aå, ag, och a; i sambandet (2) blir bestämda genom sambandet (3).

För kroppen B bestäms de nya koordinatvärdena hä, b' och b; på Y Samma Sätt 5°m HQ, aš och aå för kroppen A.

För avståndet D melian de båda sfärernas centrumpunkter gäïïer sedan sambandet: n = Vu; - up? + my' - bår* + (aå _ båif _ <4) 4561048 6 och för avståndet L meïïan sfärerna gälier sambandet: L = D - (ra + rb) (5) Det är detta avstånd L som anger koïïisionsrisken och kan jämföras med ett säkerhetsavstånd, ïämpiigen två oïika stora avstånd.

Gången vid beräkningen av koïlisionsrisken bïir föijande (en kompïett beräkning genomföres vid varje ny sampïing av givarna): Först bestäms ïäget av varje sfärs centrumpunkt med hjälp av de ïagrade värdena ax, ay az, bx, by, bl ...... samt givarnas utsignaïer ¿Sx, AjgAz, GX, Dy och Oz enïigt sambandet (3). Därefter beräknas avståndet L enïigt sambanden (4) och (5) meïlan varje sfär på kroppen A och varje sfär på kroppen B. Varje framräknat avstånd L jämförs med ett säkerhets- avstånd S1 och om L > S1 (6) så vidtas inga åtgärder och det framräknade värdet på L kastas. Är däremot L < S1 (7) så är detta en indikation om koïïisionsrisk och får i föreïiggande exempe1 ut- iösa automatisk imbromsning av kropparnas röreïser, så att dessa därefter rör sig ned reducerad hastighet.

Det framräknade avståndet jämföres därefter med ett andra säkerhetsavstånd S2 som är mindre än S1. Är vidtas ingen åtgärd utan kropparna kan fortsätta att röra sig. Är däremot L < S2 (9) går stoppsigna1 tiil samtiiga motorer och kropparnas A och B röreïse stoppas samtidigt som tiïïståndet "STOPP" indikeras. Stopptiïïståndet bïir bestående ti11s en knapp med texten “FÖRBIKOPPLING“ påverkas, viiket innebär att det beskrivna övervakningssystemet sätts ur funktion. Kropparna kan därefter röra sig fritt utan övervakning av eventue11 koïiisionsrisk. Denna frånkoppïing av automatiken kan användas för att komma ut ur ett stopp- och iâstiïlstånd men även för att vid vissa undersökningar kunna bringa kropparna A och B närmare varandra än vad som anges av säkerhetsavståndet.

Eftersom man bara är intresserad av att veta om avståndet me11an kropparna är större än säkerhetsavståndet e11er inte men ej har något intresse av att veta hur stort avståndet är kan en förenkiad beräkningsmodeïl användas för att 456 048 reducera beräkningsarbetet. Enligt denna förenklade modell bestäms ej det verk- liga avståndet mellan sfärerna enligt sambanden (4) och (5) utan man bestämmer bara avståndet mellan sfärernas projektion på x-axeln, y-axeln eller z-axeln och jämför dessa avstånd med säkerhetsavståndet. Om kropparna befinner sig i nolläget är det således de i fig 3 angivna avstånden DX och D som jämförs med säkerhetsavståndet. År något av dessa avstånd större än säkerhetsavståndet måste ju också det verkliga avståndet vara större än säkerhetsavståndet och beräkningsarbetet för dessa två sfärer kan avslutas. Denna förenklade beräk- ningsmodell motsvaras av att kropparnas ytterkonturer approximeras med kuber i stället för sfärer, såsom är angivet i fig 3 genom de punktstreckade linjerna.

Den grövre approximation som detta innebär (felet < ra + rbl är i de flesta fall tillräcklig, varigenom beräkningsarbetet reduceras avsevärt. Först när säkerhetsavståndet underskridits i alla tre projektioner övergår man till att beräkna det verkliga avståndet L enligt sambanden (4) och (5), vilket innebär övergång från kubisk till sfärisk representation av kropparnas ytterkontur.

Fig 4 visar den generella uppbyggnaden av ett antikollisionssystem som arbetar i enlighet med uppfinningens principer och innehåller en mikroproces- sor. Mikroprocessorn är i fig 4 betecknad med MP, medan TX, fy ... T" är positionsgivare som känner läget i respektive rörelseriktning, MX, my .. .

Mn är motorer som åstadkommer rörelse i respektive riktning och CX, Dy ..

... Cn är styrkretsar som är tillordnade var sin motor. En lagringsanordning som innehåller en tabell med sfärernas radier och centrumkoordinater i nolläget är betecknad med MEM. Mikroprocessorn har ingångar anslutna till lagringsanord- ningen MEÉ och till varje givare och två utgångar DUTI, 0UT2 anslutna till var sin ingång på styrkretsarna. Mikroprocessorn är därvid så programnerad att den med ledning av givarnas utsignaler och den lagrade tabellen bestämmer av- ståndet mellan kropparna och då detta av stånd understiger ett första säker- hetsavstånd aktiverar den första utgången OUTI. Då avståndet understiger ett andra säkerhetsavstånd aktiveras den andra utgången 0UT2. Styrkretsarna är sedan så utförda att, då den första utgången är aktiv, motorernas hastighet reduceras, medan då den andra utgången är aktiv samtliga motorer stoppas.

Fig 5 visar ett flödesschema som kan ligga till grund för en programmering av mikroprocessorn.

Programmet börjar vid 10 "EFFEKT TILL" där spänningen slås till efterföljt av blocket 11 “START“, som innebär nonnala startrutiner. Därefter följer blocket 12 betecknat "A/D", där givarnas utsignaler digitaliseras och lagras i ett buffertminne. Sedan följer blocket 13 med texten "DATA A TILL MINNE". Här 456 048 8 laddas vilokoordinatvärdena ax, ay, az samt radierna ra för samtliga sfärer på kroppen A in i arbetsminnet. I blocket 14 med texten “RÖRELSETRANS- FORMATION" transfonneras sedan dessa koordinatvärden med hjälp av de lagrade värdena på givarnas utsignaler till de rådande koordinatvärdena enligt samban- det (3). De erhållna resultaten lagras sedan vilket är representerat genom blocket 15 med texten "LAGRA AKTUELLT LÃGE“. Läget av samtliga sfärers mitt- punkter på kroppen A är nu lagrade. Samma sak upprepas sedan för alla delar som mekaniskt hör ihop med kroppen A men som rör sig på ett annat sätt än A, vilket är representerat genom den streckade linjen 16.

I blocket 17 överföres på samma sätt alla data för kroppen B till arbets- minnet, i blocket 18 transfbrmeras den lagrade informationen till aktuellt läge och i blocket 19 lagras de erhållna resultaten, vilket sedan upprepas för alla delar som hör samman kroppen B. Nu finns i arbetsminnet information om samtliga sfärers aktuella läge jämte deras storlek.

Programmet har nu kommit till ruta 20 med texten "STOPP ?". Här undersöks om ett stopptillstånd har nåtts under ett föregående beräkningsförlopp, d.v.s om det minsta säkerhetsavståndet har underskridits. Detta sker genom att under- söka tillståndet i en minnecell som används för att indikera ett sådant under- skridande. Om svaret är "JA" går programmet till blocket 21 "SLÄCK INDIKATOR", och därifrån till ruta 22. En indikatorlampa får då släckimpuls och kommer att lysa med blinkande sken till följd av snabb upprepning av det beskrivna förlop- pet. (Startrutinen tänder lampan varje programcykel). Är svaret "NEJ" går pro- grammet direkt tm ruta 22. I ruta 22 med texten "FÜRBIKOPPLING i" undersöks om det automatiska antikollisionsövervakningssystemet är förbikopplat eller inte, vilket sker genom att undersöka tillståndet hos en manuellt påverkbar omkopplare som används för att åstadkomma sådan förbikoppling. Är svaret "JA" gär pragraninet 'vidare tiii biaek 23 ned texten “ÅiERsiÄLL sioPP ocH LÅNesAM STATUS" och därefter till 24 som representerar en returrutin. Block 23 innebär att minnesceller som används för att indikera uppnående av stopptillstånd eller tillståndet med reducerad hastighet återställes. Är svaret "NEJ" går programmet vidare tm ruta zs ned texten "LÅnesAM sTATus FRÅN i". Långsam status innebar att det största säkerhetsavståndet har underskridits under ett föregående be- räkningsförlopp. Detta underskridande indikeras första gången det inträffar genom att en 1:a skrivs in i vissa av stegen i en åtta bitars binärräknare rep- resenterande ett tal 'få 255. Talet T är t.ex. =z25 motsvarande 'en tidsför- dröjning av 5 sek. Så länge en 1:a är inskriven 1 något av binärräknarens steg innebär detta tillståndet "LÃNGSAM STATUS" och motorerna tvingas att gå med reducerad hastighet. Rutan 25 innebär således en undersökning av om den nämnda A456 odà binärräknaren befinner sig i tillståndet "O". Är svaret "JA" går programmet :in index 26 med texten "ÅisRsTÄLL LÅNesAM ureÅNe", viixet innebär ett den utgång (DUTI i fig 4) som verkställer den långsamma rörelsen inaktiveras.

Därefter kommer blocket 27 "NYA PUNKTER" vilket innebär att nya centrumpunkter på kropparna A och B tas fram för avståndsjämförelse. År svaret på frågan i ruta 25 "NEJ" vilket således innebär att tillståndet “LÅNGSAM STATUS" fortfa- rande râder går programmet till block 28 med texten "MINSKA LÅNGSAM STATUS-TAL MED 1", vilket innebär att det i nämnda räknare inskrivna talet minskas med ett. Sedan tillståndet “LÅNGSAM STATUS" väl har uppnåtts kan man således inte komma ut ur detta tillstånd förrän 2: arbetscykler av det beskrivna beräk- ningsförloppet genomförts. Meningen med detta är att återgång till snabb rörel- se endast skall kunna ske med avsevärd fördröjning, medan övergång till den långsamma rörelsen sker omedelbart vid underskridande av säkerhetsavståndet.

Från 28 går programmet också vidare till blocket 27 som innebär framtagning av nya centrumpunkter för avståndsbetämning. Avståndsbestämningen sker i ruta 29 med texten "AVSTÅND < GRÄNS 1 ?". Här undersöks om avståndet mellan de två betraktade sfärerna är mindre än det största säkerhetsavståndet S1. Den signalbehandling som är representerad genom rutan 29 kan antingen innebära en komplett avståndsbestämning enligt sambandet (4) och jämförelse enligt samban- det (5) eller den tidigare omnämnda förenklade beräkningsmodellen som kommer att utvecklas nännare i anslutning till fig 6. Är svaret på frågan i ruta 29 "NEJ" går programmet tillbaka till 27 och jämförelsen upprepas för nya centrum- punkter och således nya sfärer. Är svaret på frågan i ruta 29 "JA" går program- met till ruta 30 med texten “SISTA PUNKTERNA ?". Det observeras att om den för- enklade beräkningsmodellen användes så övergår programmet automatiskt till den exakta beräkningen enligt sambanden (4) och (5) innan svaret "JA" avges i ruta 29. I ruta 30 undersöks om de jämförda punkterna är de sista som skall jämföras enligt den uppställda jämförelsesekvensen eller inte. Är svaret "NEJ" går pro- grammet m1 bidek 31 med texten “LÅuesAM uieÅNe ocn LÅNesAM smus TILL". be:- ta innebär att den nämnda utgången som verkställer reducerad hastighet hos motorerna aktiveras och att den nämnda 8-ställiga binärräknaren som anger till- ståndet "LÅNGSAM STATUS" ställs i läget 7: . Från 31 går programmet vidare till ruta 32 med texten “AVSTÅNDET < GRÄNS 2 ?". Här undersöks om det i 29 beräknade avståndet mellan två betraktade sfärer är mindre än det minsta säkerhetsavstån- det eller inte. Är svaret "NEJ" är signalbehandlingen avslutad vad gäller dessa tvâ betraktade sfärer och programmet går tillbaka till block 27, där två nya sfärers centrumpunkter tas fram. Är svaret "JA" aktiveras stoppsignalutgången, 456 048 10 . vilket är representerat genom blocket 33 "STOPPSIGNALUTGÅNG TILL". Härigenom stoppas således alla motorer. Därefter gär programmet tillbaka till 27 och nya punkter tas fram. Är svaret i ruta 30 "JA" vilket innebär att det är de sista punkterna som behandlas gär programmet vidare till ruta 34 med texten "VÃGGAR < GRÃNS 1 7".

Här undersöks om avståndet mellan sfärerna som representerar de rörliga krop- parnas A och B ytterkonturer och de fasta väggarna är mindre än det största säkerhetsavståndet S1. Är svaret "NEJ" avslutas signalbehandlingen för den betraktade sfären genom en returrutin 38. Är svaret "JA" aktiveras den utgång som verkställer den långsamma rörelsen och talet 'Zf skrivs in i den nämnda åttaställiga binärräknaren, vilket är representerat genom blocket 35 "LÅNGSAM UTGÅNG OCH LÅNGSAM STATUS TILL", varefter programmet går till ruta 36 med tex- ten “VÄGGAR < GRÄNS 2 ?". Här jämförs om det nämnda avståndet till de fasta väggarna är mindre det minsta säkerhetsavstândet. Är svaret "NEJ" är signalbe- handlingen avslutad. Är svaret "JA" aktiveras den utgång som verkställer stop- pandet av motorerna tillsammans med en minnescell som indikerar stopptillstân- det, vilket är representerat genom blocket 37 "STOPPSIGNALUTGÅNG OCH STUPP- STATUS TILL".

I fig 6 visas ett flödesschema för den nämnda förenklade beräkningsmodel- len som innebär att sfärerna i detta steg approximeras med kuber. Programnet består av tre identiskt lika uppbyggda kedjor vardera omfattande tre opera- tionssteg: den första kedjan omfattar stegen benämnda EKSX, EKSY och EKSZ efterföljda av ett steg benämnt DIST, den andra kedjan omfattar stegen HHYY, HHYZ och HHYX efterföljda av steget DIST och.den tredje kedjan omfattar stegen ZEDZ, ZEDY och ZEDX efterföljda av steget DIST. Antag att programmet alltid startar i rutan EKSX. Här ställs frågan: är avståndet mellan de två betraktade sfärernas projektion på x-axeln större än det största säkerhetsavståndet ? Är svaret "JA" sker ingen ytterligare signalbehandling vad gäller de tvâ aktuella punkterna (sfärerna) utan två nya punkter tas fram representerat genom steget NEW. Samma sak upprepas för dessa punkter och är svaret fortfarande "JA" tas nya punkter fram o.s.v. Så länge de beräknade avstânden längs x-axeln är stör- re än det största säkerhetsavståndet sker således ingen annan signalbehandling än den som är representerad genom rutan EKSX. Men så snart svaret på frågan i ruta EKSX blir "NEJ" ökas tillståndet i en adresspekare med ett, representerat med cirkeln "+1“ vilket innebär att programmet går vidare till ruta EKSY. Här ställs frågan: är avståndet mellan de två betraktade sfärernas projektion på y-axeln större än det största säkerhetsavståndet ? Är svaret "JA" sker ingen ytterligare signalbehandling vad gäller dessa två punkter utan två nya punkter F) " 11 tas fram, representerat genom cirkeln NEN, varefter programmet går över till ruta HHYY. Här ställs samma fråga vad gäller dessa nya punkter d.v.s. "är avståndet mellan de två betraktade sfärernas projektion på Y-axeln större än det största säkerhetsavståndet 2". Så länge svaret är ”JA",hämtas ständigt nya punkter fram och samma fråga ställs för dessa. Avståndsbestämningen har således nu gått över till y-axeln. Skulle svaret i ruta EKSY bli "NEJ" ökas adresspeka- ren med ett representerat genom cirkeln “+1“ vilket innebär att programmet går till EKSZ. Här ställs frågan "är avståndet mellan de två betraktade sfärernas projektion på z-axeln större än det största säkerhetsavståndet ?". Är svaret på frågan "JA" avslutas signalbehandlingen för dessa två punkter och två nya punk- ter hämtas fram representerat genom cirkeln NEH, varefter programmet går till rutan ZEDZ. Här ställs sama fråga och så länge svaret "JA" plockas ständigt nya punkter fram. Jämförelsen har nu gått över till z-axeln.

Skulle svaret i ruta EKSZ blir "NEJ" vilket innebär att två betraktade sfärer gett svaret "NEJ" i följd i rutorna EKSX, EKSY och EKSZ, d.v.s att av- ståndet mellan sfärerna längs alla axlar är mindre än det största säkerhetsav- ståndet, går programmet till blocket DIST. Här beräknas det verkliga avståndet mellan de två aktuella sfärerna enligt sambandet (4), varefter detta avstånd jämförs med säkerhetsavståndet. Resultatet av denna jämförelse får sedan utlösa de förlopp som beskrivits tidigare i samband med beskrivningen av huvudprogram- met.

Om avståndsbestämningen gått över till y-axeln via ruta HHYY och svaret i denna ruta blir "NEJ" ökas adresspekaren med ett representerat genom cirkeln "+1" så att avståndsbestämningen går över till z-axeln representerat genom rutan HHYZ. År svaret i denna ruta också "NEJ" minskas adresspekaren med två så att avståndsbestämningen går över till x-axeln representerat genom rutan NHYX.

Skulle svaret återigen bli "NEJ" vilket således innebär att två betraktade sfärer gett mindre avstånd än säkerhetsavståndet längs alla axlar, men denna gång med start längs y-axeln, därefter längs z-axeln och slutligen längs x-axeln, går programmet till blocket DIST där återigen det exakta avståndet mellan sfärerna bestämmes och jämförs med säkerhetsavståndet samt nya punkter hämtas fram. Samma sak upprepas vid start utefter z-axeln representerat genom rutan ZEDZ då programmet vid svaret "NEJ" går till ZEDY och om svaret fortfa~ rande är "NEJ" till ZEDX och därifrån till blocket DIST. De tre blocken beteck- nade med "DIST" representerar således ett och samma beräkningsprogram, nämligen bestämning av avståndet i enlighet med sambandet (4). På detta sätt minimeras det erforderliga beräkningsarbetet eftersom i de flesta fall mätning utefter en axel är tillräcklig. '

Claims (8)

. 456 048 ; Kb Patentkrav

1. Sätt att bestämma kollisionsrisken för tvâ inbördes rörliga kroppar, av vilka åtminstone en kan utföra en sammansatt rörelse omfattande vridning om- kring minst en axel, varvid kropparna samverkar med givare som är känsliga för irespektive kropps rörelse i varje rörelsefribetsgrad under ett rörelse- förlopp, k ä n n e t e c k n a t av att respektive kropps ytterkontur approxi- meras av ett antal virtuella delvolymer i form av sfärer med känd radie, att de virtuella sfärernas centrumpositioner fastställes upprepat under rörelse- förloppet ur givarnas momentana utsignaler, att avståndet mellan sfärerna som representerar de respektive kropparnas ytterkonturer beräknas ur de fastställ- da centrumpositionerna och sfärernas radier, och att beräknat avstånd jämförs med ett säkerhetsavstând.

2. Sätt enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t av att i ett första beräkningssteg sfärerna representeras av kuber därigenom att endast sfärernas projektion på axlarna i ett ortogonalt koordinatsystem tas i beaktande vid av- stândsbestämningen mellan sfärerna.

3. Anordning för utförande av sättet enligt patentkravet 2 eller 3 för att bestämma kollisionsrisken för tvâ inbördes rörliga kroppar av vilka åtminstone en kan utföra en sammansatt rörelse omfattande vridning omkring minst en axel, varvid givare är anordnade för att under ett rörelseförlopp avkänna respektive kropps rörelse i varje rörelsefrihetsgrad, k ä n n e t e c k n a d av en lag- ringsanordning som íineehåller koordinaterna för centrumpunkterna av ett antal virtuella sfärer, vilka tillsammans approximerar respektive kropps ytterkontur, jämte storleken av varje sfärs radie, en beräkningsenhet som upprepat under nö- relseförloppet med tillhjälp av nämnda centrumpunktskoordinater och givarnas positionsangivelse beräknar det rådande läget av sfärernas centrumpunkter och därefter med tillhjälp av dessa fastlagda centrumpositioner och sfärernas kän- da radier beräknar avståndet mellan de sfärer som representerar den ena kroppen och de sfärer som representerar den andra kroppen, samt jämförelseorgan för att jämföra varje framräknat avstånd med ett säkerhetsavstånd.

4. Anordning enligt patentkravet 3, i vilken varje givare avger en signal som representerar kroppens abšoluta avvikelse i en given rörelseriktning relativt O- eller referensposition i denna riktning, k ä n n e t e c k n a d av att de i lagringsanordningen lagrade värdena representerar de olika sfärernas centrum- hl' ,Ö 456 o4a -positioner då kropparna befinner sig i den nämnda 0- eller referenspositionen och att beräkningsenheten är utförd att vid varje beräkningsförlopp utföra en komplett lägesbestämning av de olika sfärernas centrumpositioner med hjälp av dessa fasta lagrade värden och givarnas utgångssignaler.

5. Anordning enligt patentkravet 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d av att beräkningsenheten är utförd att bestämma avståndet mellan sfärernas pro- jektion på axlarna i ett ortogonalt koordinatsystem och så länge avståndet mellan sfärernas projektion på den aktuella axeln överstiger ett givet värde av- sluta signalbehandlingen för de aktuella två sfärerna och påbörja avståndsbe- stämningen längs samma axel för efterföljande sfärer.

6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att beräk- ningsenheten är utförd att om avståndet mellan sfärernas proádtkion på en axel understiger ett givet värde initiera bestämning av avståndet mellan sfärernas projektion på en annan axel och att först när avståndet mellan sfärernas pro- jektion på samtliga tre axlar understiger det givna värdet utföra bestämning av det verkliga avståndet mellan sfärerna för att jämföra detta med säkerhets- avståndet.

7. Anordning enligt något av patentkraven 3-6, k ä n n e t e c k n a d av att jämförelseorganenïr utförda att jämföra de framräknade avstånden med två olika stora säkerhetsavstånd, varvid signal uppträder på en första utgång då det beräknade avståndet understiger det större säkerhetsavståndet och signal uppträder på en andra utgång då det beräknade avståndet understiger det mindre säkerhetsavståndet.

8. Anordning enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda utgångar är anslutna till styrketsar för motorerna som åstadkommer rörelsen i respektive rörelseriktning, vilka styrkretsar är så utfönh att då signal upp- träder på den första utgången motorernas hastighet reduceras och att då signal uppträder på den andra utgången motorerna stoppas!