一種無軌自導(dǎo)向汽車列車的自導(dǎo)向控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明主要涉及到城市交通工具領(lǐng)域，特指一種適用于無軌自導(dǎo)向汽車列車的自 導(dǎo)向控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代社會中，道路變得越來越擁擠，常年的被堵在擁擠道路上，必然造成人們巨 大的經(jīng)濟(jì)與精神上的損失。因此廉價(jià)、快速、可靠 W及準(zhǔn)時(shí)的公共交通系統(tǒng)變有越來越有吸 引力。
[0003] 在現(xiàn)代城市中主要的公共交通系統(tǒng)有地鐵、輕軌、有軌電車、公共汽車等。送些類 型的公共交通系統(tǒng)都有其固有的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。地鐵和輕軌系統(tǒng)由于建設(shè)在地下或者高架橋 上，不會妨礙其他的車輛和行人，且準(zhǔn)點(diǎn)性強(qiáng)。但其最大缺點(diǎn)是前期投入巨大，且軌道上由 于發(fā)生意外事故出現(xiàn)障礙物時(shí)，只能停止運(yùn)行。與地鐵和輕軌相比，有軌電車所需的基礎(chǔ)設(shè) 施建設(shè)便宜很多（但軌道及架空線的建設(shè)費(fèi)用仍然龐大），有軌電車可W與其他車輛共用 行車道，不需額外占用空間，然而正是因?yàn)槿绱?，可能?dǎo)致延誤。有軌電車同樣需要軌道和 電力供應(yīng)，當(dāng)前方出現(xiàn)障礙物時(shí)，只能停止運(yùn)行。有軌電車、地鐵、輕軌都能準(zhǔn)確的?？空?點(diǎn)，車輛與平臺的間距很小，旅客們上下車非常方便。
[0004] 相比于地鐵、輕軌和電車，傳統(tǒng)公交車的運(yùn)力要小很多，而轉(zhuǎn)彎時(shí)后輪的偏移使得 汽車需要更寬的道路空間，為了增加運(yùn)力將傳統(tǒng)公交車較接延長后，其通過性會變得更差。 但是傳統(tǒng)公交車相比于有軌車輛非常靈活，當(dāng)前方有障礙物時(shí)，能夠很方便的躲開障礙物 繼續(xù)行駛，當(dāng)車輛發(fā)生故障時(shí)，可W靠邊，不會影響其他車輛行駛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于；針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一 種原理簡單、控制精度高、能夠提高多節(jié)車廂車輪跟隨性、提高汽車列車道路通過性的無軌 自導(dǎo)向汽車列車的自導(dǎo)向控制方法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0007] -種無軌自導(dǎo)向汽車列車的自導(dǎo)向控制方法，其步驟為：
[0008] 步驟（1);記錄車輛在行進(jìn)中的各個(gè)車軸的實(shí)時(shí)位置信息；
[0009] 步驟（2);通過調(diào)整對應(yīng)軸上車輪的轉(zhuǎn)向角來使得車軸運(yùn)行于一定軌跡，各個(gè)車 軸需運(yùn)行于第一軸運(yùn)行的軌跡上。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)；所述步驟（1)的具體流程為：
[0011] 車輛在行進(jìn)中的各個(gè)車軸的位置信息通過已知前車質(zhì)必處的實(shí)時(shí)坐標(biāo)Τι (XI，yi)、 通過測量到的各個(gè)車輛的橫擺角Ψ?，Ψ2, Ψ3···.. Ψ。W及車輛的尺寸實(shí)時(shí)計(jì)算出來：
[0012] 又2 二 Xi_ (Ifi+lri) cos Ψ 1
[0013] Υ2 = Yi-dfi+lri) sin Ψι
[0014] 又3 = Xi-Qfl + lgi) cos Vi-(lf2+lr2) cos Ψ2
[001 引 y3 = yi_ (Ifi+lgi) sin Ψ 1_ Qf2+lr2) sin Ψ2
[0016] ......
[0017] Xn = Xi-(lfi + lgl)c〇S￥i......-Qf(n 3+lg(n 3)C0SWn 廠（lf(n l)+lr(n l))C〇S￥n 1
[001 引 y。= yi_(lfl + lgi)sinWi......" Qf(n 2)+lg(n 2)) sin 廠 Qf(n l)+lr(n l)) sin 1
[0019] 通過上述表達(dá)式得出自導(dǎo)向列車各個(gè)車軸中點(diǎn)的位置信息。
[0020] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)；所述步驟（2)的具體流程為：
[0021] 步驟（2. 1) 第一節(jié)車為例，車輛在行駛時(shí)第一軸中必處的坐標(biāo)Τι (XI，yi)不斷 更新，將其W數(shù)組的形式存儲在車輛控制器內(nèi)存內(nèi)；
[0022] 步驟（2. 2);后一個(gè)轉(zhuǎn)向軸中必的坐標(biāo)通過步驟（1)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算；通過查詢車 輛控制器內(nèi)存中存儲的所有前轉(zhuǎn)向軸中必的坐標(biāo)，找出與前轉(zhuǎn)向軸中必距離為前后軸軸距 的、且與此時(shí)后一轉(zhuǎn)向軸中必最近的坐標(biāo)點(diǎn)/)，將其作為目標(biāo)坐標(biāo)，用來調(diào)整車輛的 后一轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向角；
[002引步驟化扣；將目標(biāo)坐標(biāo)AK/)變換到第一節(jié)車輛坐標(biāo)系Xvl-Yvl上，得到A點(diǎn) 在Xvl-Yvl坐標(biāo)系下Υν?向距離為：
[0024]
[00巧]當(dāng)將控制，，為零時(shí)，即可使得后輪行進(jìn)在前輪的軌跡上；
[0026] 步驟（2. 4);重復(fù)步驟化2)~（2. 3)，得到其他所有各節(jié)車輛轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向角的控 制方案。
[0027] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)；所述數(shù)組的長度根據(jù)車輛的怠速速度W及車輛控制器 控制周期確定。
[0028] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)；所述自導(dǎo)向控制方法包括對第一個(gè)轉(zhuǎn)向軸的軌跡確 定，當(dāng)確定方式為自動駕駛模式時(shí)，通過在車頭安裝攝像機(jī)實(shí)時(shí)的識別前方路徑邊界，自動 調(diào)整方向盤，調(diào)整車輛第一個(gè)轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向，確保車輛第一個(gè)轉(zhuǎn)向軸始終行駛在路徑內(nèi)。
[0029] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)；所述自導(dǎo)向控制方法包括對第一個(gè)轉(zhuǎn)向軸的軌跡確 定，當(dāng)確定方式為自動駕駛模式時(shí)，采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，將期望路徑的經(jīng)締度曲線事先 存儲于車輛控制器的內(nèi)存內(nèi)，同時(shí)在車輛第一軸中必處安裝全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，通過自動 調(diào)整方向盤控制車輛第一個(gè)轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向，確保車輛第一軸的經(jīng)締度與存儲的期望路徑經(jīng) 締度曲線一致；同時(shí)其他軸通過第一軸安裝的高精度全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)與各節(jié)車輛上安裝 的定位元件推算出其他各軸的經(jīng)締度坐標(biāo)。
[0030] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)；所述自導(dǎo)向控制方法包括對第一個(gè)轉(zhuǎn)向軸的軌跡確 定，當(dāng)確定方式為手動駕駛模式時(shí)，采用路面-人-車輛閉環(huán)系統(tǒng)，人用眼睛識別路徑，用手 調(diào)整方向盤控制車輛第一個(gè)轉(zhuǎn)向軸的方向，使車輛行駛在路徑內(nèi)；車上控制器記錄第一軸 相對于起點(diǎn)的相對坐標(biāo)，W用作導(dǎo)向控制。
[0031] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)；所述自導(dǎo)向控制方法包括站臺停靠流程，其方法為： 在自導(dǎo)向列車的側(cè)向安裝微波探測器進(jìn)行精確測距，在客車靠站時(shí)通過控制全輪轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)，使車輛斜行停靠 W實(shí)現(xiàn)停靠，實(shí)現(xiàn)車輛地板與站臺地板的小縫隙對接。
[0032] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)；所述自導(dǎo)向控制方法包括紅綠燈檢測流程，其方法為： 在安裝有紅綠燈的路口，安裝交互式點(diǎn)式應(yīng)答系統(tǒng)，將前方紅綠燈信號傳遞給整車控制器， 由交互式點(diǎn)式應(yīng)答系統(tǒng)完成紅綠燈應(yīng)答后的車輛行走控制。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于；本發(fā)明提出了一種無軌自導(dǎo)向汽車列車的 自導(dǎo)向控制方法，基于自導(dǎo)向汽車列車的結(jié)構(gòu)，原理簡單、控制精度高，可W使擁有線控全 輪轉(zhuǎn)向汽車列車根據(jù)預(yù)定義的軌跡自動調(diào)整方向盤控制車輛第一軸的轉(zhuǎn)向，亦可W通過人 工調(diào)整方向盤控制車輛第一軸的轉(zhuǎn)向，而其它軸均跟隨第一軸的軌跡行進(jìn)；該行進(jìn)方式可 W使得具有兩個(gè)及W上的車廂的汽車列車在道路上行駛時(shí)具有良好的道路通過性和安全 性，能夠提高多節(jié)車廂車輪跟隨性，實(shí)現(xiàn)了自導(dǎo)向功能，真正形成無軌自導(dǎo)向汽車列車。
【附圖說明】
[0034] 圖1是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中的無軌自導(dǎo)向汽車列車的導(dǎo)向原理示意圖。
[0035] 圖2是在具體應(yīng)用實(shí)例中車廂轉(zhuǎn)向時(shí)單個(gè)內(nèi)側(cè)車輪與外側(cè)車輪之間的關(guān)系示意 圖。
[0036] 圖3是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中車廂轉(zhuǎn)向時(shí)所有內(nèi)側(cè)車輪與外側(cè)車輪之間的關(guān) 系W意圖。
[0037] 圖4是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中調(diào)整轉(zhuǎn)向角來使車軸運(yùn)行于同一軌跡時(shí)的示意 圖。
[003引圖5是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中進(jìn)行轉(zhuǎn)向角控制目標(biāo)的原理示意圖。
[0039] 圖6是本發(fā)明自導(dǎo)向列車導(dǎo)向控制的原理示意圖