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/ NetNews Usenet Archive 1992 #18 / NN_1992_18.iso / spool / bit / listserv / csgl / 767 < prev    next >
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Text File  |  1992-08-21  |  4.0 KB  |  81 lines
  1. Comments: Gated by NETNEWS@AUVM.AMERICAN.EDU
  2. Subject: (no subject given)
  3. Path: sparky!uunet!paladin.american.edu!auvm!FAC.ANU.EDU.AU!ANDALING
  4. Message-ID: <9208221022.AA02074@fac.anu.edu.au>
  5. Newsgroups: bit.listserv.csg-l
  6. Date:         Sat, 22 Aug 1992 20:22:51 EST
  7. Sender:       "Control Systems Group Network (CSGnet)" <CSG-L@UIUCVMD.BITNET>
  8. From:         Avery Andrews <andaling@FAC.ANU.EDU.AU>
  9. X-To:         csg-l@vmd.cso.uiuc.edu
  10. Lines: 69
  11.  
  12. I've been thinking a bit about steering, & here's what I've come up
  13. with so far.  The only direct and simple relationship is between
  14. the absolute angular position of the wheel, and the curvature of
  15. the car's path, but I think that people pay little, if any, attention
  16. to either of these factos.  What probably does matter are such things as:
  17.  
  18.   a) the difference between where you are and where you want to be
  19.       (transverse to the road), P*
  20.  
  21.   b) the rate at the car is drifting across the road, dP*.
  22.       There may be serveral ways of picking this up (such as
  23.       differentiating P*, or watching the motions of lines on
  24.       the road w.r.t. the car hood, & I'm sure other things as well).
  25.  
  26.   c) the rotational velocity of the steering wheel.
  27.  
  28.   d) the angle between the orientation of the car and the tangent
  29.       to the road.
  30.  
  31.   e) how far the wheel has turned since some time t0.
  32.  
  33. I'll only consider (a-c), tho (d-e) seem like they might play a role
  34. too.
  35.  
  36. Observe that on a big lane change you don't normally try to get into
  37. your new lane as quickly as possible, but drift transverse to the
  38. road at a fairly steady rate.  And also, that when you get close to where
  39. you want to be, the drift rate needs to be smoothly decreased to zero.
  40. So I propose that P* is controlled by means of controlling dP*.  So dP*_ref
  41. should be a function of P*, zero when P* is zero, small when P* is small,
  42. but flattening off to a constant fairly quickly under normal
  43. circumstances (I won't speculate about panic swerves).
  44.  
  45. Then dP* itself gets controlled by controlling the perceived rate
  46. of motion of the steering wheel: when dP* is too big in the rightward
  47. direction, crank the wheel counterclockwise, & vice versa (I suspect that
  48. there are various ways in which the reference rate of wheel-rotation might be
  49. determined, and that it might even be possible to devise experiments to
  50. figure out which one(s) people were actuallay using).  Lower-level
  51. systems take care of summoning up enough torque to get the wheel to
  52. rotate at the right speed (and producing the hand-over-hand motion needed
  53. to effect a large total rotation).
  54.  
  55. Hence there is a three-level hierarchy of controlled perceptions: relative
  56. position, rate-of-change of position, and rate-of-rotation of the steering
  57. wheel.  And of course there'd be some more levels involved in producing
  58. the wheel movements.  Monitoring the rate of change of (transverse) position
  59. makes it unnecessary to do the otherwise complex calculations that would be
  60. needed to figure out how fast to turn the steering wheel when, and monitoring
  61. the rate of rotation of the steering while makes it unnecessary to predict
  62. how much force needs to be applied to the wheel to get the required curvature
  63. of the path.
  64.  
  65. A further elaboration:  it seems plausible that drivers also assess the
  66. curvature of the upcoming road, and anticipate how much turning of the
  67. steering wheel will be needed to keep the car on course (it ought
  68. to be possible to do a video-game experiment to see whether they
  69. actually do this).    So there could be an anticipator circuit
  70. assessing the appearance of the road ahead, and producing
  71. reference levels for rate of wheel-turning.  The higher-level feedback
  72. loop can then add an additional term to correct for the anticipator's errors.
  73. Having control for a rate-of-turn of the steering wheel means that this
  74. anticipator can be a lot simpler than it would otherwise have to be,
  75. since it doesn't have to guess how much force ought to be applied to
  76. the wheel (though there could be anticipators contributing the force
  77. reference levels, they wouldn't have to be very precise).
  78.  
  79. Avery.Andrews@anu.edu.au
  80. ,
  81.