[發(fā)明專利]大型車輛交叉口右轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪差區(qū)域范圍確定方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010654407.1
• 申請日: 2020-07-08
• 公開（公告）號: CN112069559B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李英帥;閆琦若;顏家強(qiáng);鄧駿珉
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 談倩;任立

本發(fā)明公開了一種大型車輛交叉口右轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪差區(qū)域范圍確定方法及其應(yīng)用，涉及交通管理與控制技術(shù)領(lǐng)域，包括確定交叉口和車輛類型的適應(yīng)性；根據(jù)確定的交叉口和車輛類型，依據(jù)車輛運(yùn)動軌跡的幾何特性以及車輛右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角與交叉口進(jìn)口道右轉(zhuǎn)彎區(qū)域長寬比之間的關(guān)系，構(gòu)建內(nèi)輪差計算模型；通過編寫輔助程序計算的內(nèi)輪差模型，獲得大型車輛在交叉口右轉(zhuǎn)時，前內(nèi)輪與后內(nèi)輪的連續(xù)行駛軌跡坐標(biāo)，得到大型車輛交叉口右轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪差區(qū)域范圍?？朔爽F(xiàn)有內(nèi)輪差模型在工程應(yīng)用中的技術(shù)瓶頸，可為不同幾何尺寸的交叉口提供內(nèi)輪差區(qū)域邊界連續(xù)坐標(biāo)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交通管理與控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種大型車輛交叉口右轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪差區(qū)域范圍確定方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

內(nèi)輪差是車輛轉(zhuǎn)彎時前內(nèi)輪的轉(zhuǎn)彎半徑與后內(nèi)輪的轉(zhuǎn)彎半徑之差。車輛轉(zhuǎn)向時，因前內(nèi)輪(轉(zhuǎn)向一側(cè)的輪稱為內(nèi)輪)與后內(nèi)輪轉(zhuǎn)彎半徑不同，前后內(nèi)輪的行駛軌跡可以圍成一個閉合的區(qū)域，稱為內(nèi)輪差區(qū)域。隨著車輛軸距的增加，內(nèi)輪差的區(qū)域范圍也在增加，處在該區(qū)域的交通參與者很易容被轉(zhuǎn)向的車輛卷入，引發(fā)交通事故。公安部交管局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，大型車輛發(fā)生的惡性交通事故中，內(nèi)輪差區(qū)域引發(fā)的事故占70％以上，絕大多數(shù)發(fā)生在右轉(zhuǎn)彎時，事故死亡率高達(dá)90％以上。

鑒于此，國內(nèi)外學(xué)者對內(nèi)輪差開展了研究，研究大致分為兩個階段：第一個階段，假設(shè)在理想情況下車輛前內(nèi)輪與后內(nèi)輪均做勻速圓周運(yùn)動，基于此，模擬車輛行駛軌跡，并計算得到內(nèi)輪差面積與車輛軸距、車輛輪距之間的關(guān)系；第二階段，鑒于車輛轉(zhuǎn)彎時前內(nèi)輪與后內(nèi)輪運(yùn)動軌跡并非為理想條件下的勻速圓周運(yùn)動，使用高等數(shù)學(xué)及運(yùn)動學(xué)方法，對車輪實際運(yùn)動軌跡進(jìn)行擬合，逐步降低內(nèi)輪差模型對車輪運(yùn)動軌跡擬合的誤差。

目前，第二階段的研究使得內(nèi)輪差模型對實際車輪運(yùn)動軌跡擬合程度越來越高，模型的參數(shù)也包括了車輛的軸距、輪距、方向盤的轉(zhuǎn)角變量，但是研究的成果卻很難在實際工程中使用。原因在于，方向盤轉(zhuǎn)角這一自變量受駕駛?cè)艘蛩氐挠绊戄^大，具有不確定性，導(dǎo)致求得的內(nèi)輪差區(qū)域也存在較高的不確定性。一些研究人員習(xí)慣將方向盤轉(zhuǎn)角取極限值，以求得一個最大的內(nèi)輪差，以此獲得的內(nèi)輪差區(qū)域具有最大的寬度，但往往短于實際內(nèi)輪差區(qū)域的長度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述技術(shù)問題，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種大型車輛交叉口右轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪差區(qū)域范圍確定方法，克服了現(xiàn)有內(nèi)輪差模型在工程應(yīng)用中的技術(shù)瓶頸，可為不同幾何尺寸的交叉口提供內(nèi)輪差區(qū)域邊界連續(xù)坐標(biāo)值。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種大型車輛交叉口右轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪差區(qū)域范圍確定方法，包括以下步驟：

(1)確定交叉口和車輛類型的適應(yīng)性，保證交叉口垂直相交且無右轉(zhuǎn)專用車道，車輛類型為非鉸鏈?zhǔn)酱笮蛙囕v；

(2)根據(jù)所述步驟(1)確定的交叉口和車輛類型，依據(jù)車輛運(yùn)動軌跡的幾何特性以及車輛右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角與交叉口進(jìn)口道右轉(zhuǎn)彎區(qū)域長寬比之間的關(guān)系，構(gòu)建內(nèi)輪差計算模型；

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

本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：

前所述的一種大型車輛交叉口右轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪差區(qū)域范圍確定方法，步驟(1)確定的交叉口為標(biāo)準(zhǔn)十字型交叉口或T型交叉口。

前所述的一種大型車輛交叉口右轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪差區(qū)域范圍確定方法，步驟(1)確定的車輛軸距為5.1～6.2m。

前所述的一種大型車輛交叉口右轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪差區(qū)域范圍確定方法，步驟(2)中，構(gòu)建內(nèi)輪差計算模型具體包括：

(21)模型建立基于以下假設(shè)：

①車輛整體是一個剛體，在轉(zhuǎn)彎過程中不發(fā)生形變；

②轉(zhuǎn)彎時車輛不發(fā)生側(cè)滑現(xiàn)象，且前內(nèi)輪與外前輪的轉(zhuǎn)角相同；