[發(fā)明專利]用于無鉸接角度傳感器的半掛汽車列車倒車軌跡預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010136240.X
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111252078B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏光;趙名卓;石鵬;許立平;縱華宇;李嘉誠;于星海;王躍強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B60W50/00
• 分類號: B60W50/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

1.一種用于無鉸接角度傳感器的半掛汽車列車倒車軌跡預(yù)測方法，其特征是按如下步驟進(jìn)行：

步驟1、當(dāng)半掛汽車列車倒車行駛時(shí)，利用式(1)和式(2)確定在當(dāng)前t時(shí)刻下預(yù)測t₁時(shí)刻后的鉸接點(diǎn)軌跡(X₂(t+t₁),Y₂(t+t₁))：

式(1)和式(2)中，v表示牽引車的速度；δ表示牽引車的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角；L為牽引車轉(zhuǎn)向軸至鉸接點(diǎn)的距離；X₂(t+t₁)表示t₁時(shí)刻后，鉸接點(diǎn)P₂在世界坐標(biāo)系下的X軸坐標(biāo)，Y₂(t+t₁)表示t₁時(shí)刻后，鉸接點(diǎn)P₂在世界坐標(biāo)系下的Y軸坐標(biāo)；

步驟2、當(dāng)半掛汽車列車倒車行駛時(shí)，在當(dāng)前t時(shí)刻考慮無鉸接角度傳感器下，確定t₁時(shí)刻后的鉸接角度預(yù)測值θ(t+t₁)；

步驟2.0、若啟動(dòng)時(shí)刻的鉸接角度θ(0)與當(dāng)前t時(shí)刻的鉸接角度θ(t)未進(jìn)行過初始校驗(yàn)或在斷電期間牽引車與半掛車的相對位置發(fā)生改變，則對啟動(dòng)時(shí)刻的鉸接角度θ(0)與當(dāng)前t時(shí)刻的鉸接角度θ(t)進(jìn)行初始校驗(yàn)；

步驟2.1、當(dāng)半掛汽車列車倒車啟動(dòng)時(shí)，獲取上一次倒車過程最后時(shí)刻的鉸接角度，并賦值給啟動(dòng)時(shí)刻的鉸接角度θ(0)；

步驟2.2、獲取方向盤轉(zhuǎn)角δ，并利用式(3)計(jì)算第i個(gè)時(shí)間間隔Δt_i內(nèi)半掛汽車列車鉸接角度的變化趨勢Δθ_i；

式(3)中，L₁表示牽引車的軸距；L₂表示牽引車后軸離鉸接點(diǎn)的距離；L₃表示鉸接點(diǎn)離半掛車尾部中心點(diǎn)的距離；θ表示牽引車與半掛車之間的鉸接角度；

步驟2.3、利用式(4)對所有時(shí)間間隔下的變化趨勢進(jìn)行累加，得到當(dāng)前t時(shí)刻下的鉸接角度值θ(t)：

步驟2.4、若要在當(dāng)前t時(shí)刻下預(yù)測t₁時(shí)刻后的軌跡，則執(zhí)行步驟2.6；否則，執(zhí)行步驟2.5；

步驟2.5、判斷當(dāng)前t時(shí)刻下所述半掛汽車列車是否經(jīng)過校驗(yàn)位，若是，則將θ(t)與θ(0)進(jìn)行過程校驗(yàn)后，執(zhí)行步驟2.2；否則，將θ(t+Δt_i)賦值給θ(t)后，執(zhí)行步驟2.2；

步驟2.6、利用式(5)得到t₁時(shí)刻后的鉸接角度預(yù)測值θ(t+t₁)：

步驟3、利用式(6)得到在當(dāng)前t時(shí)刻下確定t₁時(shí)刻后的半掛車尾部中心點(diǎn)倒車的預(yù)測軌跡(X₃(t+t₁),Y₃(t+t₁))：

式(6)中，X₃(t+t₁)表示t₁時(shí)刻后，半掛車尾部中心點(diǎn)P₃在世界坐標(biāo)系下的X軸坐標(biāo)，Y₃(t+t₁)表示t₁時(shí)刻后，半掛車尾部中心點(diǎn)P₃在世界坐標(biāo)系下的Y軸坐標(biāo)，表示牽引車的縱軸方向和世界坐標(biāo)系的X軸方向夾角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無鉸接角度傳感器的半掛汽車列車倒車軌跡預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟2.0是按如下步驟進(jìn)行：

步驟a：在牽引車尾部中心點(diǎn)沿著牽引車軸線方向安裝光源O₁，在半掛車頂部中心點(diǎn)與兩側(cè)頂點(diǎn)沿著半掛車軸線方向安裝第一光敏元件O₂、第二光敏元件O₃、第三光敏元件O₄，且使得光源O₁與第一光敏元件O₂、第二光敏元件O₃、第三光敏元件O₄在同一個(gè)水平面上；

步驟b：在半掛汽車列車上電重啟后使其向前行駛，直至第一光敏元件O₂接收到光源O₁后，將θ(0)與θ(t)歸零。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無鉸接角度傳感器的半掛汽車列車倒車軌跡預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟2.5中的過程校驗(yàn)是按如下過程進(jìn)行：

當(dāng)半掛汽車列車啟動(dòng)后倒車時(shí)，若第一光敏元件O₂接收到光源O₁，則將θ(0)和θ(t)歸零；若第二光敏元件O₃接收到光源O₁，則將θ(0)和θ(t)設(shè)置為預(yù)設(shè)的鉸接角度θ₁；若第三光敏元件O₄接收到光源O₁，則將θ(0)和θ(t)設(shè)置為預(yù)設(shè)的鉸接角度-θ₁。