[發(fā)明專利]一種跟隨軸的轉(zhuǎn)向控制方法及其裝置

在審

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• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN112849222A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍海泉;肖磊;彭京;任曉軍;劉小聰;尤旺;黃松
• 申請（專利權(quán)）人: 中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
• 主分類號: B61L23/14
• 分類號: B61L23/14;B61C17/12
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 徐偉

本發(fā)明提供了一種跟隨軸的轉(zhuǎn)向控制方法，適用于多節(jié)編組車輛，所述多編組車輛沿其行駛方向上的第一個車軸為控制軸，所述多編組車輛的其余車軸為跟隨軸，所述轉(zhuǎn)向控制方法包括：利用整車運(yùn)動算法確定每一跟隨軸的第一轉(zhuǎn)向角；利用橫向偏差算法確定每一跟隨軸由于橫向偏差產(chǎn)生的第二轉(zhuǎn)向角；基于每一跟隨軸的所述第一轉(zhuǎn)向角和所述第二轉(zhuǎn)向角確定所述跟隨軸的控制轉(zhuǎn)向角；以及利用所述跟隨軸的控制轉(zhuǎn)向角控制所述跟隨軸轉(zhuǎn)向。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交通控制領(lǐng)域，尤其涉及一種多編組車輛的跟隨軸的轉(zhuǎn)向控制方法及其裝置。

背景技術(shù)

隨著國內(nèi)外城市的經(jīng)濟(jì)與人口的發(fā)展，交通擁堵日益嚴(yán)重，很多城市開始大力發(fā)展大中運(yùn)量的公共交通方式。地鐵和有軌電車是現(xiàn)有的公共交通方式中較為常見的中大運(yùn)量的交通方式。然而，現(xiàn)有的地鐵或有軌電車需要專門的電力系統(tǒng)和軌道配合實現(xiàn)運(yùn)行，且基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和車輛購置成本高。

隨著車輛轉(zhuǎn)向與驅(qū)動技術(shù)的日益發(fā)展，多編組車輛的生產(chǎn)與制造變成了可能。為解決基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和車輛購置成本高的問題，中車株洲電力機(jī)車研究所提出了多編組車輛，該種車輛能夠循跡地面上的虛擬軌道，取消了鋼軌，通過膠輪承載和方向盤轉(zhuǎn)向的方式跟隨地面虛擬軌道行駛，且可通過鉸接的方式串聯(lián)多節(jié)編組，滿足中大運(yùn)量的要求。

目前，多編組車輛由于建設(shè)周期短、運(yùn)量大、建設(shè)周期靈活已經(jīng)成為許多城市優(yōu)先考慮的公共交通制式。對應(yīng)地，多編組車輛的轉(zhuǎn)向控制方法也成為研究的重點。

多編組車輛的轉(zhuǎn)向控制分為前端軸和后端軸的轉(zhuǎn)向控制。其中，前端軸的轉(zhuǎn)向控制方式有兩種：基于圖像識別的機(jī)器視覺技術(shù)的控制方式以及傳統(tǒng)的方向盤人工控制方式。而跟隨軸的轉(zhuǎn)向控制是基于前端軸的轉(zhuǎn)向角、軸距和車速作為輸入按照一定的算法計算出轉(zhuǎn)向角。由于數(shù)據(jù)采集精度以及控制算法等多方面的原因，使得車輛的循跡精度即與目標(biāo)循跡線的橫向偏差約為±20cm。然而，車輛在進(jìn)站或在站點停靠時，各節(jié)編組與站點位置之間存在嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，車輛與站點之間的停車間隙也有嚴(yán)格的距離要求，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向控制方法顯然不能滿足車輛進(jìn)站位置要求和停車間隙的距離要求。因而亟需一種能夠控制車輛進(jìn)站位置和停車間隙的車輛控制方法。

為解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種跟隨軸的轉(zhuǎn)向控制方法，以提高車輛的停車和進(jìn)站精度。

發(fā)明內(nèi)容

以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構(gòu)想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認(rèn)出所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細(xì)的描述之序。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種跟隨軸的轉(zhuǎn)向控制方法，適用于多節(jié)編組車輛，每節(jié)編組包括前端軸和跟隨軸，所述轉(zhuǎn)向控制方法包括：利用整車運(yùn)動算法確定每一跟隨軸的第一轉(zhuǎn)向角；利用橫向偏差算法確定每一跟隨軸由于橫向偏差產(chǎn)生的第二轉(zhuǎn)向角；基于每一跟隨軸的所述第一轉(zhuǎn)向角和所述第二轉(zhuǎn)向角確定所述跟隨軸的控制轉(zhuǎn)向角；以及利用所述跟隨軸的控制轉(zhuǎn)向角控制所述跟隨軸轉(zhuǎn)向。

更進(jìn)一步地，所述基于每一跟隨軸的第一轉(zhuǎn)向角和第二轉(zhuǎn)向角確定所述跟隨軸的控制轉(zhuǎn)向角包括：利用跟隨軸的控制轉(zhuǎn)向角計算公式a＝p₁a₁+p₂a₂計算出所述跟隨軸的控制轉(zhuǎn)向角，其中，a為所述跟隨軸的控制轉(zhuǎn)向角，a₁和a₂分別為所述跟隨軸的第一轉(zhuǎn)向角和第二轉(zhuǎn)向角，p₁和p₂分別為所述第一轉(zhuǎn)向角和第二轉(zhuǎn)向角的權(quán)重系數(shù)。