[发明专利]一种跟随轴的转向控制方法及其装置

说明书

本发明提供了一种跟随轴的转向控制方法，适用于多节编组车辆，所述多编组车辆沿其行驶方向上的第一个车轴为控制轴，所述多编组车辆的其余车轴为跟随轴，所述转向控制方法包括：利用整车运动算法确定每一跟随轴的第一转向角；利用横向偏差算法确定每一跟随轴由于横向偏差产生的第二转向角；基于每一跟随轴的所述第一转向角和所述第二转向角确定所述跟随轴的控制转向角；以及利用所述跟随轴的控制转向角控制所述跟随轴转向。

技术领域

本发明涉及交通控制领域，尤其涉及一种多编组车辆的跟随轴的转向控制方法及其装置。

背景技术

随着国内外城市的经济与人口的发展，交通拥堵日益严重，很多城市开始大力发展大中运量的公共交通方式。地铁和有轨电车是现有的公共交通方式中较为常见的中大运量的交通方式。然而，现有的地铁或有轨电车需要专门的电力系统和轨道配合实现运行，且基础设施建设和车辆购置成本高。

随着车辆转向与驱动技术的日益发展，多编组车辆的生产与制造变成了可能。为解决基础设施建设和车辆购置成本高的问题，中车株洲电力机车研究所提出了多编组车辆，该种车辆能够循迹地面上的虚拟轨道，取消了钢轨，通过胶轮承载和方向盘转向的方式跟随地面虚拟轨道行驶，且可通过铰接的方式串联多节编组，满足中大运量的要求。

目前，多编组车辆由于建设周期短、运量大、建设周期灵活已经成为许多城市优先考虑的公共交通制式。对应地，多编组车辆的转向控制方法也成为研究的重点。

多编组车辆的转向控制分为前端轴和后端轴的转向控制。其中，前端轴的转向控制方式有两种：基于图像识别的机器视觉技术的控制方式以及传统的方向盘人工控制方式。而跟随轴的转向控制是基于前端轴的转向角、轴距和车速作为输入按照一定的算法计算出转向角。由于数据采集精度以及控制算法等多方面的原因，使得车辆的循迹精度即与目标循迹线的横向偏差约为±20cm。然而，车辆在进站或在站点停靠时，各节编组与站点位置之间存在严格的对应关系，车辆与站点之间的停车间隙也有严格的距离要求，现有的转向控制方法显然不能满足车辆进站位置要求和停车间隙的距离要求。因而亟需一种能够控制车辆进站位置和停车间隙的车辆控制方法。

为解决上述问题，本发明旨在提供一种跟随轴的转向控制方法，以提高车辆的停车和进站精度。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种跟随轴的转向控制方法，适用于多节编组车辆，每节编组包括前端轴和跟随轴，所述转向控制方法包括：利用整车运动算法确定每一跟随轴的第一转向角；利用横向偏差算法确定每一跟随轴由于横向偏差产生的第二转向角；基于每一跟随轴的所述第一转向角和所述第二转向角确定所述跟随轴的控制转向角；以及利用所述跟随轴的控制转向角控制所述跟随轴转向。

更进一步地，所述基于每一跟随轴的第一转向角和第二转向角确定所述跟随轴的控制转向角包括：利用跟随轴的控制转向角计算公式a＝p₁a₁+p₂a₂计算出所述跟随轴的控制转向角，其中，a为所述跟随轴的控制转向角，a₁和a₂分别为所述跟随轴的第一转向角和第二转向角，p₁和p₂分别为所述第一转向角和第二转向角的权重系数。