[发明专利]大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法及其应用

权利要求书

1.一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)确定交叉口和车辆类型的适应性，保证交叉口垂直相交且无右转专用车道，车辆类型为非铰链式大型车辆；

(2)根据所述步骤(1)确定的交叉口和车辆类型，依据车辆运动轨迹的几何特性以及车辆右转转角与交叉口进口道右转弯区域长宽比之间的关系，构建内轮差计算模型；

(3)通过编写辅助程序计算所述步骤(2)的内轮差模型，获得大型车辆在交叉口右转时，前内轮与后内轮的连续行驶轨迹坐标，得到大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围；

其中，所述步骤(2)构建内轮差计算模型具体包括：

(21)模型建立基于以下假设：

①车辆整体是一个刚体，在转弯过程中不发生形变；

②转弯时车不发生侧滑现象，且前内轮与外前轮的转角相同；

③转向传动比为固定值，即，车辆在实施转向时，方向盘的转动角度与前轮的转动角度的比值为固定值；

(22)假设车辆驾驶员在交叉口的转弯模式为：车辆转向开始时就逐渐将方向盘打至合适位置，然后在转向接近完成时进行连续性的回正，并且在车辆刚好完成整个转向操作时，方向盘刚好回到初始位置；

(23)以大型车辆轴距L、交叉口进口道右转弯区域长宽比M作为自变量，对车辆右转弯时驾驶员转动方向盘的转动圈数进行线性拟合，获得不同车辆驾驶员面对不同交叉口时做出的车辆转角θ，并计算车辆的转弯半径；

(24)建立基于实时车辆转角与车辆转弯半径的内轮差计算模型，模型可根据不同的车辆转角与车辆转弯半径计算车辆前、后内轮转弯半径，进而将前、后内轮转弯半径相减获得车辆内轮差变化情况，因前轴中点运动轨迹与车道中心线重合且轴距L不变，求得后内轮中心线的运动半径a及车辆前轴和后轴中点各自与转弯圆心的连线所夹角度α；

(25)根据平行线同位角相等原理和余弦定理，计算出前内轮中心线的运动半径b；

(26)求得大型车辆内轮差们＝b-a；

具体计算公式：

根据车辆轴距L、交叉口进口道右转弯区域长宽比M，得到方向盘转动圈数O，

根据大型车辆最大转角弯度为β，得到不同车型驾驶员面对不同交叉口做出的车辆转角θ，

转弯过程中车辆转弯半径R，

根据车辆后轮距d₂，得到后内轮中心线的运动半径a，

根据车辆前轴和后轴中点各自与转弯圆心的连线所夹角度α，

根据车辆前轮距d₁，得到前内轮中心线的运动半径b，

2.根据权利要求1所述的一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法，其特征在于：所述步骤(1)确定的交叉口为标准十字型交叉口或T型交叉口。

3.根据权利要求1所述的一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法，其特征在于：所述步骤(1)确定的车辆轴距为5.1～6.2m。

4.根据权利要求1所述的一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法，其特征在于：所述步骤(3)中，编写辅助程序具体包括：

(31)开发内轮差计算程序，程序界面显示所需输入的交叉口几何参数数据以及大型车辆特征参数，包括交叉口进口道右转弯区域长度与宽度、车辆最大转弯角β、车辆轴距L、前轮距d₁和后轮距d₂，程序默认道路转角为90°；

(32)利用Python将已求得的前内轮和后内轮行驶轨迹坐标显示在实际交叉口中，前内轮和后内轮行驶轨迹形成的闭合区域即为内轮差区域。

5.根据权利要求4所述的一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法，其特征在于：所述步骤(31)中，如果交叉口进口道右转弯区域长度和宽度不足以让车辆转弯通过时，内轮差计算程序提示车辆无法一次性通过，并输出最小转弯半径。

6.如权利要求1-5任意一项所述的一种大型车辆交叉口右转弯内轮差区域范围确定方法的应用，其特征在于：确定不同几何尺寸交叉口对应的大型车辆右转弯时内轮差区域边界的连续坐标值，对内轮差区域铺设彩色路面，降低此类交通事故。