一种无轨自导向汽车列车的自导向控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要涉及到城市交通工具领域，特指一种适用于无轨自导向汽车列车的自 导向控制方法。
【背景技术】
[0002] 在现代社会中，道路变得越来越拥挤，常年的被堵在拥挤道路上，必然造成人们巨 大的经济与精神上的损失。因此廉价、快速、可靠 W及准时的公共交通系统变有越来越有吸 引力。
[0003] 在现代城市中主要的公共交通系统有地铁、轻轨、有轨电车、公共汽车等。送些类 型的公共交通系统都有其固有的优点和缺点。地铁和轻轨系统由于建设在地下或者高架桥 上，不会妨碍其他的车辆和行人，且准点性强。但其最大缺点是前期投入巨大，且轨道上由 于发生意外事故出现障碍物时，只能停止运行。与地铁和轻轨相比，有轨电车所需的基础设 施建设便宜很多（但轨道及架空线的建设费用仍然庞大），有轨电车可W与其他车辆共用 行车道，不需额外占用空间，然而正是因为如此，可能导致延误。有轨电车同样需要轨道和 电力供应，当前方出现障碍物时，只能停止运行。有轨电车、地铁、轻轨都能准确的停靠站 点，车辆与平台的间距很小，旅客们上下车非常方便。
[0004] 相比于地铁、轻轨和电车，传统公交车的运力要小很多，而转弯时后轮的偏移使得 汽车需要更宽的道路空间，为了增加运力将传统公交车较接延长后，其通过性会变得更差。 但是传统公交车相比于有轨车辆非常灵活，当前方有障碍物时，能够很方便的躲开障碍物 继续行驶，当车辆发生故障时，可W靠边，不会影响其他车辆行驶。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题就在于；针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一 种原理简单、控制精度高、能够提高多节车厢车轮跟随性、提高汽车列车道路通过性的无轨 自导向汽车列车的自导向控制方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用W下技术方案：
[0007] -种无轨自导向汽车列车的自导向控制方法，其步骤为：
[0008] 步骤（1);记录车辆在行进中的各个车轴的实时位置信息；
[0009] 步骤（2);通过调整对应轴上车轮的转向角来使得车轴运行于一定轨迹，各个车 轴需运行于第一轴运行的轨迹上。
[0010] 作为本发明的进一步改进；所述步骤（1)的具体流程为：
[0011] 车辆在行进中的各个车轴的位置信息通过已知前车质必处的实时坐标Τι (XI，yi)、 通过测量到的各个车辆的横摆角Ψ?，Ψ2, Ψ3···.. Ψ。W及车辆的尺寸实时计算出来：
[0012] 又2 二 Xi_ (Ifi+lri) cos Ψ 1
[0013] Υ2 = Yi-dfi+lri) sin Ψι
[0014] 又3 = Xi-Qfl + lgi) cos Vi-(lf2+lr2) cos Ψ2
[001 引 y3 = yi_ (Ifi+lgi) sin Ψ 1_ Qf2+lr2) sin Ψ2
[0016] ......
[0017] Xn = Xi-(lfi + lgl)c〇S￥i......-Qf(n 3+lg(n 3)C0SWn 厂（lf(n l)+lr(n l))C〇S￥n 1
[001 引 y。= yi_(lfl + lgi)sinWi......" Qf(n 2)+lg(n 2)) sin 厂 Qf(n l)+lr(n l)) sin 1
[0019] 通过上述表达式得出自导向列车各个车轴中点的位置信息。
[0020] 作为本发明的进一步改进；所述步骤（2)的具体流程为：
[0021] 步骤（2. 1) 第一节车为例，车辆在行驶时第一轴中必处的坐标Τι (XI，yi)不断 更新，将其W数组的形式存储在车辆控制器内存内；
[0022] 步骤（2. 2);后一个转向轴中必的坐标通过步骤（1)进行实时计算；通过查询车 辆控制器内存中存储的所有前转向轴中必的坐标，找出与前转向轴中必距离为前后轴轴距 的、且与此时后一转向轴中必最近的坐标点/)，将其作为目标坐标，用来调整车辆的 后一转向轴的转向角；
[002引步骤化扣；将目标坐标AK/)变换到第一节车辆坐标系Xvl-Yvl上，得到A点 在Xvl-Yvl坐标系下Υν?向距离为：
[0024]
[00巧]当将控制，，为零时，即可使得后轮行进在前轮的轨迹上；
[0026] 步骤（2. 4);重复步骤化2)~（2. 3)，得到其他所有各节车辆转向轴转向角的控 制方案。
[0027] 作为本发明的进一步改进；所述数组的长度根据车辆的怠速速度W及车辆控制器 控制周期确定。
[0028] 作为本发明的进一步改进；所述自导向控制方法包括对第一个转向轴的轨迹确 定，当确定方式为自动驾驶模式时，通过在车头安装摄像机实时的识别前方路径边界，自动 调整方向盘，调整车辆第一个转向轴的转向，确保车辆第一个转向轴始终行驶在路径内。
[0029] 作为本发明的进一步改进；所述自导向控制方法包括对第一个转向轴的轨迹确 定，当确定方式为自动驾驶模式时，采用全球卫星定位系统，将期望路径的经缔度曲线事先 存储于车辆控制器的内存内，同时在车辆第一轴中必处安装全球卫星定位系统，通过自动 调整方向盘控制车辆第一个转向轴的转向，确保车辆第一轴的经缔度与存储的期望路径经 缔度曲线一致；同时其他轴通过第一轴安装的高精度全球卫星定位系统与各节车辆上安装 的定位元件推算出其他各轴的经缔度坐标。
[0030] 作为本发明的进一步改进；所述自导向控制方法包括对第一个转向轴的轨迹确 定，当确定方式为手动驾驶模式时，采用路面-人-车辆闭环系统，人用眼睛识别路径，用手 调整方向盘控制车辆第一个转向轴的方向，使车辆行驶在路径内；车上控制器记录第一轴 相对于起点的相对坐标，W用作导向控制。
[0031] 作为本发明的进一步改进；所述自导向控制方法包括站台停靠流程，其方法为： 在自导向列车的侧向安装微波探测器进行精确测距，在客车靠站时通过控制全轮转向系 统，使车辆斜行停靠 W实现停靠，实现车辆地板与站台地板的小缝隙对接。
[0032] 作为本发明的进一步改进；所述自导向控制方法包括红绿灯检测流程，其方法为： 在安装有红绿灯的路口，安装交互式点式应答系统，将前方红绿灯信号传递给整车控制器， 由交互式点式应答系统完成红绿灯应答后的车辆行走控制。
[0033] 与现有技术相比，本发明的优点在于；本发明提出了一种无轨自导向汽车列车的 自导向控制方法，基于自导向汽车列车的结构，原理简单、控制精度高，可W使拥有线控全 轮转向汽车列车根据预定义的轨迹自动调整方向盘控制车辆第一轴的转向，亦可W通过人 工调整方向盘控制车辆第一轴的转向，而其它轴均跟随第一轴的轨迹行进；该行进方式可 W使得具有两个及W上的车厢的汽车列车在道路上行驶时具有良好的道路通过性和安全 性，能够提高多节车厢车轮跟随性，实现了自导向功能，真正形成无轨自导向汽车列车。
【附图说明】
[0034] 图1是本发明在具体应用实例中的无轨自导向汽车列车的导向原理示意图。
[0035] 图2是在具体应用实例中车厢转向时单个内侧车轮与外侧车轮之间的关系示意 图。
[0036] 图3是本发明在具体应用实例中车厢转向时所有内侧车轮与外侧车轮之间的关 系W意图。
[0037] 图4是本发明在具体应用实例中调整转向角来使车轴运行于同一轨迹时的示意 图。
[003引图5是本发明在具体应用实例中进行转向角控制目标的原理示意图。
[0039] 图6是本发明自导向列车导向控制的原理示意图