[发明专利]一种适用于无人铰接车列的控制系统

说明书

本发明公开一种适用于无人铰接车列的控制系统，包括n个纵向排列的车体，n＝2，车体包括两类：分别是牵引车体和跟随车体，其中牵引又分为两种类型，即主牵引车体和副牵引车体，所述车体包括置于车列最前端的主牵引车体，置于车列最后端的副牵引车体，以及位于主副牵引车体中间的跟随车体，所述的主牵引车体和副牵引车体不同时处于牵引状态，铰接车通过铰接杆及跟随车体助力牵引实现平稳起步，其次通过将预设路径分段为多个直线段从而实现转向，并在牵引车体牵引车列行驶路径的基础之上实现了跟随车体的跟随行驶，保证了整个车列的动态稳定性，在车列行驶过程中从多个角度监测车辆稳定性保障车列的安全。

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域,特别是指一种无人铰接车列的控制系统。

背景技术

铰接式车列由于其车体数量众多，使得铰接车列在行驶过程中存在诸多问题，如车体的轨迹跟随能力，车列的整体转向能力、车列的避障安全等问题。现有的转向技术方法，对于车体数量超过两个的铰接式车列，由于车列车体数量众多，整体纵向长度较长，在经过弯道时，各车体路径跟随能力较难保证，整体稳定性较差。

无人驾驶车辆主要包括环境感知、定位导航、路径规划和决策控制等关键技术。保证车辆行驶安全性的前提是实现对无人驾驶车辆快速、精确、稳定的控制。

由于法规及相关技术的限制，目前暂无车体数量大于3的车列相关设计及试验标准，因此，提供一种能够实现平稳转向且具有良好的稳定性的车列控制方法，是目前本领域人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明设计了一种无人铰接式车列的控制系统，目的在提供车列起步、转向、制动、行驶的稳定控制方式。

为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：

一种适用于无人铰接车列的控制系统，包括n个纵向排列的车体，n＝2，车体包括两类：分别是牵引车体和跟随车体，其中牵引又分为两种类型，即主牵引车体和副牵引车体，所述车体包括置于车列最前端的主牵引车体，置于车列最后端的副牵引车体，以及位于主副牵引车体中间的跟随车体，所述的主牵引车体和副牵引车体不同时处于牵引状态，且主牵引车体的控制权限高于副牵引车体。

所述车列定义一个车列坐标系，以车列未启动时牵引车体为前轴中心点为原点，牵引车体朝向为x轴，牵引车体侧向为y轴，车列坐标系在车列运行过程中位置保持不变。

包括所述n个车体中任意相邻两个车体组成的车组，共有n-1个车组，每个车组包括一个车组坐标系，以车组中距离当前处于运行状态的牵引车体较近的车体为前车体，以车组中距离当前处于运行状态的牵引车体较远的车体为后车体，以所述后车体朝向为x轴，后车体侧向为y轴，所述车组坐标系随着车组的运动实时变换位置。

所述牵引车体与跟随车体，跟随车体与跟随车体之间通过铰接杆铰接的方式连接，所述铰接杆到车体左侧和车体右侧的距离相等，分为两种类型，一种是配有液压装置的铰接杆，一种是无液压装置的铰接杆；其中与前车体相连的铰接杆配备有液压装置，所述液压装置将车体与铰接杆相连，所述液压装置分为力控制和位移控制两种模式，同时，力控制模式下，液压装置具有缓冲作用，车列制动过程中吸收缓解车体之间的纵向冲击力，铰接杆长度保持不变，位移控制模式下，通过液压控制将铰接杆保持固定长度，所述具有液压装置的铰接杆初始长度与无液压装置液压杆长度相等。

所述车体均具有两个轮轴，每个车体与主牵引车体相近的轮轴为主轮轴，与副牵引车体相近的轮轴为副轮轴，当所述主牵引车体牵引车列时，由主轮轴进行转向及驱动，当所述副牵引车体牵引车列时，由副轮轴进行转向及驱动。

所述牵引车体包括两个模式，牵引模式和跟随模式，当主牵引车体进入牵引模式时，副牵引车体进入跟随模式，当车列需要倒车时，主牵引车体进入跟随模式，副牵引车体进入牵引模式，在所述牵引模式下，车体提供车列驱动力，控制车列依照预设规划路径行驶，所述跟随模式下，所述车体具有辅助驱动能力，该能力需要所述牵引车体信号激活，同时根据预设规划路径及前车行驶信息进行跟随行驶。