。
[0040] 图7是本发明在具体应用实例中进行斜行靠站的原理示意图。
【具体实施方式】
[0041] W下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0042] 本发明将地铁轻轨电车W及传统公共汽车的优势进行互补，提出一种无轨汽车列 车，送种列车被称为自导向列车，自导向列车为汽车，具有简单传统较接型公交车相近的结 构，可W与传统公共汽车零件通用，不需要大的基础设施建设，无需轨道和电力网的架设， 成本低廉，采用本发明后该列车能够实现自动导向像有轨电车沿可控轨迹行驶，当前方出 现障碍物时该列车可W脱离轨迹也可W像传统公共汽车一样绕过障碍物。送种自导向列车 与传统较接型公交列车有稍许不同，该列车需要具有全轴转向（或全轮转向技术）。当自 导向列车拥有全轴驱动（或全轮驱动）能力时，该列车的运行更为稳定。W典型Η节编组 自导向车为例，该车由前车、后车、中车组成，其中前车包含有驾驶室，可供司机进行操作， 中车的前后均采用较接盘与前车及后车相连，当采用混合动力时，后车后部安装有发电装 置且实现全封闭，W保证乘客的安全，当采用纯电动配制时，亦可W安装电池 W给电动机供 电。
[0043] 基于自导向汽车列车的结构，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，利用本发明的方法可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，实现自导向功能，真正形成无轨自导向汽 车列车，如图1所示，图中A为预设轨迹，Β为车轮行驶路径，C为车轮，D为车身。
[0044] 在阐述本发明的自导向控制方法之间，先做一些假设，即与实际的车辆模型相 比：
[0045] (1)轮胎与道路之间无侧偏角，即轮子的方向决定了车辆的方向；
[0046] (2)无内力与外力的作用；
[0047] (3)质量和惯性被忽略；
[004引 （4)车辆的移动速度非常小。
[0049] 当上述假设完成后，自导向列车的静态模型可W降阶为"单轮模型"，常称之为"单 车模型"化icycle-model)，单车模型简化过程如图2所示。
[0050] 由图2所示有：
[005引式中δ。，δ。为车辆两侧轮胎转角，δ 1为等效车轮转角，Wi为两侧车轮之间的轮 距，Li为前后轴轴距。下标1为表示第一轴，下标11表示第一轴左侧车轮，下标12表示为 第一轴右侧车轮。
[0054] 因此，自导向列车的运动特性可W用轮子位于车辆中轴线的"单车"的运动特性来 描述。因此N节较接的公交列车可由图3所示的单车模型来描述。
[00巧]由于，车辆的同轴车轮通过连杆连接，因此同轴车轮只需给定一个转向角，来调整 该轴车轮的转向，送个转向角同样可W用单车模型中的等效轮的转向角来表述。
[005引如图6所示，本发明的一种无轨自导向汽车列车的自导向控制方法，通过控制可 W实现自导向列车所有后轮跟随前轮轨迹从而实现导向，其步骤为：
[0057] 步骤（1);记录车辆在行进中的各个车轴的位置信息；车辆在行进中的各个车轴 的位置信息可W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···.. 及车辆的尺寸实时计算出来。
[0058] Χ2 = Xi-(lfi + lrl) cos Ψ 1 (3)
[0059] Υ2 = Yi-dfi+lri) sin Ψι (4)
[0060] 又3 = Xi_ (Ifi + lgi) cos Ψ 1_ (If2+!r2) cos ψ 2 妨
[0061] Υ3 = Yi-dfi+lgi) sin Vi-(lf2+lr2) sin Ψ2 做
[0062] ......
[006引 Xn = Xl_(lfl + lgi)C0SWi......-Qf(n w+lg(n 2))C0S Ψη 厂(lf(n l) + lr(n 1))C0S Ψη 1 (7)
[0064] Yn = yi-(lfi + lgi)sin￥i......-Qf(n 幻+lg(n 幻)sin 厂 Qf(n U + lr(n 1)) sin 1 (8)
[0065] 式中Xi、X2、X3···. X。分别表示第1、2、3、…n轴在坐标X轴上的坐标；
[0066] 式中Yi、y2、y3···. y。分别表示第1、2、3、…η轴在坐标y轴上的坐标；
[0067] 式中Ψι，Ψ2, Ψ3···. . V。分别表示第1、2、3、"·η节车厢的横摆角；
[0068] 式中Ifi表示第一节车厢质必到第一个车轴的距离；
[0069] 式中Igi表示第一节车厢质必到第一节车厢与第二节车厢交接处的距离；
[0070] 式中lf2表示第二节车厢与第一节车厢较接处到第二节车厢质必之间的距离；
[0071] 式中lf2表示第二节车厢上的车轴到质必的距离；
[007引式中Ifh ?表示第（11-?节车厢上质必到第（11-?节车厢与第（n-：3)节车厢之间 交接处的距离；
[007引式中U ?表示第（11-?节车厢上质必到第（11-?节车厢与第（n-1)节车厢之间 交接处的距离；
[0074] 式中Ifh U表示第01-?节车厢上质必到第（11-?节车厢与第（n-1)节车厢之间 交接处的距离；
[00巧]式中If h U表示第（n-2)节车厢上车轴到该节车厢质必的距离；
[0076] 通过上述表达式就得出自导向列车各个车轴中点的位置信息。
[0077] 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；如图4所 示，对于自导向列车而言，各个车轴需运行于第一轴运行的轨迹上。
[0078] 在具体应用实例中，其详细的步骤为：
[0079] 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。其中，数组的长度可根据车辆的怠速 速度W及车辆控制器控制周期确定。例如；对于第一节车而言，W其轴距为7m，怠速车速 0.1 m/s，控制周期为0. 01s，则数组长度需大于7000。
[0080] 步骤（2. 2);后一个转向轴中必的坐标可根据上述公式（3)~（4)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、且与此时后转向轴中必最近的坐标点A(x>^ /)，将其作为目标坐标，来用来 调整车辆的后一转向轴的转向角。
[0081] 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：
[0082]
-9,
[008引如图5所示，图中Ε为期望轨迹，当将控制方为零时，即可使得后轮行进在前 轮的轨迹上。
[0084] 步骤（2. 4);重复步骤步骤化2)~（2. 3)，可得到其他所有各节车辆转向轴转向 角的控制方案。
[0085] 在本实施例中，进一步对第一个转向轴的轨迹进行确定，可W采用两种模式：
[0086] 3.1自动驾驶模式；
[0087] 在该模式下，采用路径识别技术（如图像识别技术），通过在车头安装摄像机实时 的识别前方路径边界，通过自动调整方向盘，从而调整车辆第