[發明專利]虛擬軌道列車及其軌道生成方法、輔助駕駛方法、系統

在審

• 申請號: 202111311202.4
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN113928372A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 劉宏達;杜求茂;羅顯光;張煥;黃眾;孫俊勇
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車有限公司
• 主分類號: B61L23/14
• 分類號: B61L23/14;B61L23/00;B61L23/04;G06K9/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 王娟

本發明公開了一種虛擬軌道列車及其軌道生成方法、輔助駕駛方法、系統，實時感知外部環境，控制車輛自動轉向與自動加減速，解決超長靈活編組給駕駛員帶來的駕駛盲區的問題，提升了整車智能化及安全水平，提高了整車的舒適度。

技術領域

本發明涉及軌道交通領域，特別是一種虛擬軌道列車及其輔助駕駛方法、系統。

背景技術

大中城市的公共交通擁堵狀況已嚴重的影響著我國城市的健康發展，即使是在二、三線城市的公共交通狀況也不容樂觀。堅持公共交通優先發展，建立以快速軌道交通為骨干、道路公交為主體、出租車為補充的多層次一體化的公共客運交通體系已成為當前城市公共交通發展的主流。以地鐵和輕軌為主的軌道交通線網，其建設周期長，成本巨大，無法覆蓋大中城市所有區域，二、三線城市無力承擔其建設費用。因此，構建一種大運量、低成本、智能化的公共交通系統是解決部分城市公共交通擁堵問題的首選。有軌電車與無軌電車是解決城市路面公共交通的兩種重要交通工具，近年來，現代有軌電車與無軌電車從過去的高地板過渡到100％低地板，由過去的單一編組逐步過渡到超長靈活編組。此外，從車輛技術的發展趨勢來看“綠色”“智能”是未來交通工具的主流發展趨。

超級虛擬軌道列車采用四輛編組，其長度超過30米，已不滿足目前的道路交通車輛標準要求，因此其運行線路通常為封閉式專用道路，或者專用/優先道路，以及少量交叉路口。由于超級虛擬軌道列車車輛的特殊性，其尾部側面等位置駕駛員無法僅憑視覺觀察來判定障礙物或者危險，且由駕駛員來控制車輛轉向與加減速已很難滿足車輛的操控需求，因此需要一種實時感知外部環境，控制車輛自動轉向與自動加減速的輔助駕駛系統。

現有技術的方法只對單輛車(即單節車輛)進行控制，或者只對列車的縱向的牽引和制動進行控制，無法解決超長靈活編組給駕駛員帶來的駕駛盲區的問題，也無法解決超級虛擬軌道列車帶來的車輛橫向控制(橫向控制即為車輛各軸輪胎的轉向控制)問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種虛擬軌道列車及其軌道生成方法、輔助駕駛方法、系統，實現超級虛擬軌道列車的橫向控制。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種超級虛擬軌道列車的輔助駕駛方法，包括以下步驟：

1)采集車道線，生成車道線的俯視圖，利用所述俯視圖提取車道線上的離散坐標點集(P₁,P₂,...,P_i,...,P_n)；其中，n為離散坐標點的個數；擬合所述離散坐標點集中的離散坐標點，得到行駛軌跡曲線C(u)；利用所述行駛軌跡曲線計算得到虛擬數字軌道的道路曲率信息ρ(u_k)；

根據車輛的最大運行速度V_max，時間周期ΔT，計算得到下一周期的行駛目標點的預估距離偏差ΔL_p：

ΔL_p＝ΔT*V_max；

2)根據預估距離偏差ΔL_p，計算出預估弧長參數將弧長參數代入道路曲率信息ρ(u_k)的表達式，得到計算下一周期允許的最大速度

其中：L為離散坐標點P₁至離散坐標點P_n的行駛軌跡總弧長；

3)比較車輛的最大運行速度V_max以及道路曲率允許的最大速度，計算實際允許的距離偏差ΔL：

4)根據實際允許的距離偏差ΔL，計算實際的弧長參數將實際弧長參數代入行駛軌跡曲線C(u)表達式中，得到下一時間周期車輛行駛目標點坐標為：