[發明專利]大型車輛交叉口右轉彎內輪差區域范圍確定方法及其應用

有效

• 申請號: 202010654407.1
• 申請日: 2020-07-08
• 公開（公告）號: CN112069559B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 李英帥;閆琦若;顏家強;鄧駿珉
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G06F30/12
• 分類號: G06F30/12;G06F30/13;G06F30/20
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 談倩;任立

1.一種大型車輛交叉口右轉彎內輪差區域范圍確定方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)確定交叉口和車輛類型的適應性，保證交叉口垂直相交且無右轉專用車道，車輛類型為非鉸鏈式大型車輛；

(2)根據所述步驟(1)確定的交叉口和車輛類型，依據車輛運動軌跡的幾何特性以及車輛右轉轉角與交叉口進口道右轉彎區域長寬比之間的關系，構建內輪差計算模型；

(3)通過編寫輔助程序計算所述步驟(2)的內輪差模型，獲得大型車輛在交叉口右轉時，前內輪與后內輪的連續行駛軌跡坐標，得到大型車輛交叉口右轉彎內輪差區域范圍；

其中，所述步驟(2)構建內輪差計算模型具體包括：

(21)模型建立基于以下假設：

①車輛整體是一個剛體，在轉彎過程中不發生形變；

②轉彎時車不發生側滑現象，且前內輪與外前輪的轉角相同；

③轉向傳動比為固定值，即，車輛在實施轉向時，方向盤的轉動角度與前輪的轉動角度的比值為固定值；

(22)假設車輛駕駛員在交叉口的轉彎模式為：車輛轉向開始時就逐漸將方向盤打至合適位置，然后在轉向接近完成時進行連續性的回正，并且在車輛剛好完成整個轉向操作時，方向盤剛好回到初始位置；

(23)以大型車輛軸距L、交叉口進口道右轉彎區域長寬比M作為自變量，對車輛右轉彎時駕駛員轉動方向盤的轉動圈數進行線性擬合，獲得不同車輛駕駛員面對不同交叉口時做出的車輛轉角θ，并計算車輛的轉彎半徑；

(24)建立基于實時車輛轉角與車輛轉彎半徑的內輪差計算模型，模型可根據不同的車輛轉角與車輛轉彎半徑計算車輛前、后內輪轉彎半徑，進而將前、后內輪轉彎半徑相減獲得車輛內輪差變化情況，因前軸中點運動軌跡與車道中心線重合且軸距L不變，求得后內輪中心線的運動半徑a及車輛前軸和后軸中點各自與轉彎圓心的連線所夾角度α；

(25)根據平行線同位角相等原理和余弦定理，計算出前內輪中心線的運動半徑b；

(26)求得大型車輛內輪差們＝b-a；

具體計算公式：

根據車輛軸距L、交叉口進口道右轉彎區域長寬比M，得到方向盤轉動圈數O，

根據大型車輛最大轉角彎度為β，得到不同車型駕駛員面對不同交叉口做出的車輛轉角θ，

轉彎過程中車輛轉彎半徑R，

根據車輛后輪距d₂，得到后內輪中心線的運動半徑a，

根據車輛前軸和后軸中點各自與轉彎圓心的連線所夾角度α，

根據車輛前輪距d₁，得到前內輪中心線的運動半徑b，

2.根據權利要求1所述的一種大型車輛交叉口右轉彎內輪差區域范圍確定方法，其特征在于：所述步驟(1)確定的交叉口為標準十字型交叉口或T型交叉口。

3.根據權利要求1所述的一種大型車輛交叉口右轉彎內輪差區域范圍確定方法，其特征在于：所述步驟(1)確定的車輛軸距為5.1～6.2m。

4.根據權利要求1所述的一種大型車輛交叉口右轉彎內輪差區域范圍確定方法，其特征在于：所述步驟(3)中，編寫輔助程序具體包括：

(31)開發內輪差計算程序，程序界面顯示所需輸入的交叉口幾何參數數據以及大型車輛特征參數，包括交叉口進口道右轉彎區域長度與寬度、車輛最大轉彎角β、車輛軸距L、前輪距d₁和后輪距d₂，程序默認道路轉角為90°；

(32)利用Python將已求得的前內輪和后內輪行駛軌跡坐標顯示在實際交叉口中，前內輪和后內輪行駛軌跡形成的閉合區域即為內輪差區域。

5.根據權利要求4所述的一種大型車輛交叉口右轉彎內輪差區域范圍確定方法，其特征在于：所述步驟(31)中，如果交叉口進口道右轉彎區域長度和寬度不足以讓車輛轉彎通過時，內輪差計算程序提示車輛無法一次性通過，并輸出最小轉彎半徑。

6.如權利要求1-5任意一項所述的一種大型車輛交叉口右轉彎內輪差區域范圍確定方法的應用，其特征在于：確定不同幾何尺寸交叉口對應的大型車輛右轉彎時內輪差區域邊界的連續坐標值，對內輪差區域鋪設彩色路面，降低此類交通事故。