[发明专利]用于无铰接角度传感器的半挂汽车列车倒车轨迹预测方法

权利要求书

1.一种用于无铰接角度传感器的半挂汽车列车倒车轨迹预测方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、当半挂汽车列车倒车行驶时，利用式(1)和式(2)确定在当前t时刻下预测t₁时刻后的铰接点轨迹(X₂(t+t₁),Y₂(t+t₁))：

式(1)和式(2)中，v表示牵引车的速度；δ表示牵引车的转向轮转角；L为牵引车转向轴至铰接点的距离；X₂(t+t₁)表示t₁时刻后，铰接点P₂在世界坐标系下的X轴坐标，Y₂(t+t₁)表示t₁时刻后，铰接点P₂在世界坐标系下的Y轴坐标；

步骤2、当半挂汽车列车倒车行驶时，在当前t时刻考虑无铰接角度传感器下，确定t₁时刻后的铰接角度预测值θ(t+t₁)；

步骤2.0、若启动时刻的铰接角度θ(0)与当前t时刻的铰接角度θ(t)未进行过初始校验或在断电期间牵引车与半挂车的相对位置发生改变，则对启动时刻的铰接角度θ(0)与当前t时刻的铰接角度θ(t)进行初始校验；

步骤2.1、当半挂汽车列车倒车启动时，获取上一次倒车过程最后时刻的铰接角度，并赋值给启动时刻的铰接角度θ(0)；

步骤2.2、获取方向盘转角δ，并利用式(3)计算第i个时间间隔Δt_i内半挂汽车列车铰接角度的变化趋势Δθ_i；

式(3)中，L₁表示牵引车的轴距；L₂表示牵引车后轴离铰接点的距离；L₃表示铰接点离半挂车尾部中心点的距离；θ表示牵引车与半挂车之间的铰接角度；

步骤2.3、利用式(4)对所有时间间隔下的变化趋势进行累加，得到当前t时刻下的铰接角度值θ(t)：

步骤2.4、若要在当前t时刻下预测t₁时刻后的轨迹，则执行步骤2.6；否则，执行步骤2.5；

步骤2.5、判断当前t时刻下所述半挂汽车列车是否经过校验位，若是，则将θ(t)与θ(0)进行过程校验后，执行步骤2.2；否则，将θ(t+Δt_i)赋值给θ(t)后，执行步骤2.2；

步骤2.6、利用式(5)得到t₁时刻后的铰接角度预测值θ(t+t₁)：

步骤3、利用式(6)得到在当前t时刻下确定t₁时刻后的半挂车尾部中心点倒车的预测轨迹(X₃(t+t₁),Y₃(t+t₁))：

式(6)中，X₃(t+t₁)表示t₁时刻后，半挂车尾部中心点P₃在世界坐标系下的X轴坐标，Y₃(t+t₁)表示t₁时刻后，半挂车尾部中心点P₃在世界坐标系下的Y轴坐标，表示牵引车的纵轴方向和世界坐标系的X轴方向夹角。

2.根据权利要求1所述的用于无铰接角度传感器的半挂汽车列车倒车轨迹预测方法，其特征在于，所述步骤2.0是按如下步骤进行：

步骤a：在牵引车尾部中心点沿着牵引车轴线方向安装光源O₁，在半挂车顶部中心点与两侧顶点沿着半挂车轴线方向安装第一光敏元件O₂、第二光敏元件O₃、第三光敏元件O₄，且使得光源O₁与第一光敏元件O₂、第二光敏元件O₃、第三光敏元件O₄在同一个水平面上；

步骤b：在半挂汽车列车上电重启后使其向前行驶，直至第一光敏元件O₂接收到光源O₁后，将θ(0)与θ(t)归零。

3.根据权利要求1所述的用于无铰接角度传感器的半挂汽车列车倒车轨迹预测方法，其特征在于，所述步骤2.5中的过程校验是按如下过程进行：

当半挂汽车列车启动后倒车时，若第一光敏元件O₂接收到光源O₁，则将θ(0)和θ(t)归零；若第二光敏元件O₃接收到光源O₁，则将θ(0)和θ(t)设置为预设的铰接角度θ₁；若第三光敏元件O₄接收到光源O₁，则将θ(0)和θ(t)设置为预设的铰接角度-θ₁。