CN109693584B - 一种无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，通过运行道路上方的供电设备和安装在电车上的触网取电杆获取导电设备给电车提供的运行电力，由于供电电线或导电电轨在道路的横向坐标固定，再利用取电时标记的导电信号位置进而判断和识别车辆在本车道的横向坐标，以及计算出偏离本车道中心的偏移量，对电车行进位置的矫正，确保电车沿道路轨迹运行；该发明可精准、灵活的控制和矫正无轨智能电车的运行轨迹，降低制造成本的同时，使无轨智能电车的运行更加安全、可靠，反应速度更加灵敏。特别是相对与电子设备的定位更为即时、精准和非常高的经济效益。
Description
技术领域
本发明为公共交通领域，具体涉及无轨智能电车（以下简称电车）前进轨迹偏差判断与矫正方法。
背景技术
无轨电车素有“绿色公交”之称。其对公共汽车的主要优点为节能环保、舒适卫生；对轨道交通的主要优点为廉价、灵活。无轨电车直接使用来源广泛的二次能源电能。与使用燃料的公共汽车相比，可减少对煤、石油、天然气等化石能源的依赖，且不排放尾气。与电动客车相比，无需经过将电池的化学能转化为电能的过程，效率进一步提高；无需大量使用动力蓄电池等储能设备，不会或较少造成生产时和报废后的二次污染。
由于发电厂在能量转换效率、废气控制等方面要优于生产汽车燃料的石化冶炼，且车辆的电动机效率要高于内燃机，则无轨电车即使使用火电仍然更加环保。
在能源日益短缺的未来，公共交通的建设更需要清洁能源。任何汽车尾气均会排放有害气体，均有致癌的可能性。无轨电车是零污染公交车，也是环保的标志。无轨电车的牵引电动机在运行时产生的噪音要低于汽车的内燃机，橡胶轮胎比金属轮轨摩擦产生的噪音小很多，从而增加了其乘坐的舒适度。
目前市场上的无轨电车主要通过驾驶员操控行驶，还未有无轨智能无人驾驶电车出现。而市场上出现无人驾驶汽车又主要采用视频分析、雷达扫描或无线定位技术等等实现车辆在道路的横向坐标判断。驾驶员驾驶不稳定，而高科技方法虽然可行，但是成本非常昂贵、响应速度慢, 灵活性差，且容易受到外界环境的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个，提出一种简单、高效、稳定、低成本的无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，其包括：供电设备、触网取电杆；供电设备，所述供电设备固定设在运行道路的上方，或者设置在车道表面或下方；触网取电杆，所述触网取电杆包括导电小段、绝缘小段和升降杆，所述触网取电杆通过所述升降杆安装在无轨智能电车顶部；电车运动过程中，当所述导电小段与所述供电设备接触，电车由所述供电设备供电,当所述绝缘小段与所述供电设备接触，电车由车载能源供电；
所述无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法包括以下步骤：
S1：选定基准位置，
所述电车智能系统采集导电信号作为判断依据，初始设置为所述触网取电杆中间的所述导电小段与供电设备接触导电，该导电的所述导电小段的中间位置作为基准位置；
S2：判断偏离位置方向，
判断所述无轨智能电车电源取自所述触网取电杆中的哪一导电小段，参照基准位置，标记并判断获取电源的所述导电小段的当前位置在基准位置的哪一方向，则所述无轨智能电车发生位置偏移的方向与该方向相反；
S3：计算偏移量，
由于车道上方的所述供电设备距离中心车道横坐标固定，即可识别车辆距离中心车道的横向坐标；将所述触网取电杆上依次间隔串接的所述导电小段和所述绝缘小段整体作为横坐标轴，以所述导电小段中间位置作为坐标点，与所述供电设备接触导电的中心所述导电小段中间位置为原点，原点右侧 为正，原点左侧为负；所述无轨智能电车发生位置偏移时，新接通的所述导电小段导电，得知该所述导电小段在所述触网取电杆上的坐标点，智能系统通过读取到的坐标点数字与坐标点间的固定距离相乘得到电车在本车道的偏移量，电车在本车道的偏移量与本车道横坐标相加得到电车距离中心车道的偏移量；
S4：矫正位置，
所述无轨智能电车发生位置偏移后，所述智能系统自动控制所述无轨智能电车在前进过程中沿偏移方向的反方向行进，直至所述触网取电杆上的中心所述导电小段与所述供电设备接触导电。
无轨智能电车通常沿预设轨迹在道路上行驶，预设轨迹以二进制数组形式预先存储在无轨智能电车的智能系统中，其与无轨智能电车智能系统采集到的通过触网取电杆获取电源的中心导电小段传输的导电信号的位置一一对应，当无轨智能电车在行驶过程中发生位置偏移时，智能系统可迅速地通过接收到的导电信号位置准确判断无轨智能电车偏移方向，由于采用车载微电脑控制系统作为智能系统，进而可以更加精确、高效的对无轨智能电车的位置偏移量进行推算，并且灵活、精准的控制和矫正无轨智能电车的运行轨迹，对于预设轨迹和偏移量计算参数的设置也更加方便、快捷。
根据本发明背景技术中对现有技术所述，目前市场上的无轨电车主要通过驾驶员操控行驶，还未有无轨智能无人驾驶电车出现。而市场上出现无人驾驶汽车又主要采用视频分析、雷达扫描或无线定位技术等等实现车辆在道路的横向坐标判断，驾驶员驾驶不稳定，而高科技方法虽然可行，但是成本非常昂贵、响应速度慢, 灵活性差，且容易受到外界环境的影响；而本发明公开的无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，通过运行道路上方的供电设备和安装在电车上的触网取电杆获取导电设备给电车提供的运行电力，由于供电电线或导电电轨在道路的横向坐标固定，再利用取电时标记的导电信号位置进而判断和识别车辆在本车道的横向坐标，以及计算出偏离本车道中心的偏移量，对电车行进位置的矫正，确保电车沿道路轨迹运行。
另外，根据本发明公开的无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，还具有如下附加技术特征：
进一步地，所述供电设备为至少一根电线或至少一组导电电轨。
更进一步地，所述电线为火线，运行道路上方只有一根所述电线时，所述无轨智能电车装有特制装置接地，构成回路；或者运行道路上方有两根电线为一根火线和一根零线时，所述无轨智能电车直接构成回路；
优选地，所述供电设备为一根电线，则电线与所述触网取电杆中间的所述导电小段接触，该中间的所述导电小段作为基准位置，判断偏离位置方向与偏移量；
或
所述供电设备为两根电线，则将电线与触网取电杆中间部位相交时任意一根电线所接触的所述导电小段作为基准位置，判断偏离位置方向与偏移量。
更进一步地，所述电轨由火线和零线连接组成，所述无轨智能电车直接构成回路。
优选地，所述供电设备为导电电轨，则将电轨与触网取电杆正中间部位相交时的任意一根电轨所接触的所述导电小段作为基准位置。
进一步地，所述导电小段与所述绝缘小段相互间隔排列，且通过绝缘杆串接，所述升降杆的一端与串接的所述导电小段和所述绝缘小段垂直连接，且连接在中部的所述绝缘小段上，所述升降杆的另一端固定在所述无轨智能电车顶端。
进一步地，所述导电小段与所述绝缘小段是通过横杆串接，所述导电小段为围绕横杆旋转的导电滚轮，所述绝缘小段是材料绝缘或空隙绝缘。
进一步地，所述导电小段尺寸为0.1cm≤a≤5cm,所述绝缘小段尺寸0.01cm≤a≤3cm。
进一步地，所述升降杆至少一根。
为了使车顶上安装的触网取电杆更加牢靠，并且伸缩后的触网取电杆接触导电设备时更加稳定，可选择2-6根升降杆均匀地安装车辆顶部固定触网取电杆。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是无轨智能电车在车道上的运行图；
图2是根据本发明的无轨智能电车与其上方供电设备接触示意图；
图3是根据本发明的触网取电杆结构图。
图1中，101是道路边缘，102是供电设备，103是无轨智能电车，104是触网取电杆；
图2中，102是供电设备， 103是无轨智能电车，104是触网取电杆；
图3中，102是供电设备，301是导电小段， 302绝缘小段，303是绝缘杆。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“底”、“顶”、“横”、“竖”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的发明构思如下，通过运行道路上方的供电设备和安装在电车上的触网取电杆获取导电设备给电车提供的运行电力，由于供电电线或导电电轨在道路的横向坐标固定，再利用取电时标记的导电信号位置进而判断和识别车辆在本车道的横向坐标，以及计算出偏离本车道中心的偏移量，对电车行进位置的矫正，确保电车沿道路轨迹运行，提高电车运行的可靠性和灵活性，因此具有明显的优点。
下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法。
如图1-3所示，根据本发明的实施例，包括：供电设备102、触网取电杆104；供电设备102，所述供电设备102固定设在运行道路的上方，或者设置在车道表面或下方；触网取电杆104，所述触网取电杆104包括导电小段301、绝缘小段302和升降杆，所述触网取电杆104通过所述升降杆安装在无轨智能电车103顶部；无轨智能电车103运动过程中，当所述导电小段301与所述供电设备102接触，无轨智能电车103由所述供电设备102供电,当所述绝缘小段302与所述供电设备102接触，无轨智能电车103由车载能源供电；
所述无轨智能电车103前进轨迹偏差判断与矫正方法包括以下步骤：
S1：选定基准位置，
所述无轨智能电车103智能系统采集导电信号作为判断依据，将所述触网取电杆104中间的所述导电小段301中心作为基准位置；
S2：判断偏离位置方向，
判断所述无轨智能电车103电源取自所述触网取电杆104中的哪一导电小段，参照基准位置，标记并判断获取电源的所述导电小段301的当前位置在基准位置的哪一方向，则所述无轨智能电车103发生位置偏移的方向与该方向相反；
S3：计算偏移量，
由于车道上方的所述供电设备102距离中心车道横坐标固定，即可识别车辆距离中心车道的横向坐标；将所述触网取电杆104上依次间隔串接的所述导电小段301和所述绝缘小段302整体作为横坐标轴，以所述导电小段301中间位置作为坐标点，与所述供电设备102接触导电的中心所述导电小段301中间位置为原点，原点右侧为正，原点左侧为负；所述无轨智能电车103发生位置偏移时，新接通的所述导电小段301导电，得知该所述导电小段301在所述触网取电杆104上的坐标点，智能系统通过读取到的坐标点数字与坐标点间的固定距离相乘得到无轨智能电车103在本车道的偏移量，无轨智能电车103在本车道的偏移量与本车道横坐标相加得到电车距离中心车道的偏移量；
S4：矫正位置，
所述无轨智能电车103发生位置偏移后，所述智能系统自动控制所述无轨智能电车103在前进过程中沿偏移方向的反方向行进，直至所述触网取电杆104上的中心所述导电小段301与所述供电设备102接触导电。
根据本发明背景技术中对现有技术所述，目前市场上的无轨电车主要通过驾驶员操控行驶，还未有无轨智能无人驾驶电车出现。而市场上出现无人驾驶汽车又主要采用视频分析、雷达扫描或无线定位技术等等实现车辆在道路的横向坐标判断，驾驶员驾驶不稳定，而高科技方法虽然可行，但是成本非常昂贵、响应速度慢, 灵活性差，且容易受到外界环境的影响；而本发明公开的无轨智能电车103前进轨迹偏差判断与矫正方法，通过运行道路上方的供电设备102和安装在无轨智能电车103上的触网取电杆104获取导电设备给电车提供的运行电力，由于供电电线或导电电轨在道路的横向坐标固定，再利用取电时标记的导电信号位置进而判断和识别车辆在本车道的横向坐标，以及计算出偏离本车道中心的偏移量，对电车行进位置的矫正，确保电车沿道路轨迹运行。
另外，根据本发明公开的无轨智能电车103前进轨迹偏差判断与矫正方法还具有如下附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述供电设备102为至少一根电线或至少一组导电电轨。
进一步地，所述电线为火线，运行道路上方只有一根所述电线时，所述无轨智能电车103装有特制装置接地，构成回路；或者运行道路上方有两根电线为一根火线和一根零线时，所述无轨智能电车103直接构成回路。
可选地，所述供电设备102为一根电线，则电线与所述触网取电杆104中间的所述导电小段301接触，该中间的所述导电小段301作为基准位置，判断偏离位置方向与偏移量；
或所述供电设备102为两根电线，则将电线与触网取电杆104中间部位相交时任意一根电线所接触的所述导电小段301作为基准位置，判断偏离位置方向与偏移量。
进一步地，所述电轨由火线和零线连接组成，所述无轨智能电车103直接构成回路。
可选地，所述供电设备102为导电电轨，则将电轨与触网取电杆104正中间部位相交时的任意一根电轨所接触的所述导电小段301作为基准位置。
根据本发明的一个实施例，所述导电小段301与所述绝缘小段302相互间隔排列，且通过绝缘杆303串接，所述升降杆的一端与串接的所述导电小段301和所述绝缘小段302垂直连接，且连接在中部的所述绝缘小段302上，所述升降杆的另一端固定在所述无轨智能电车103顶端。
根据本发明的一个实施例，所述导电小段301与所述绝缘小段302是通过横杆串接，所述导电小段301为围绕横杆旋转的导电滚轮，所述绝缘小段302是材料绝缘或空隙绝缘。
根据本发明的一个实施例，所述导电小段301尺寸为0.1cm≤a≤5cm,所述绝缘小段302尺寸0.01cm≤a≤3cm。根据本发明的一个实施例，所述升降杆至少一根。
任何提及“一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。
尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，其特征在于包括：
供电设备、触网取电杆；
供电设备，所述供电设备固定设置在运行道路的上方；
触网取电杆，所述触网取电杆包括导电小段、绝缘小段和升降杆；
所述触网取电杆通过所述升降杆安装在无轨智能电车顶部；
电车运动过程中，当所述导电小段与所述供电设备接触，电车由所述供电设备供电；当所述绝缘小段与所述供电设备接触，或取电杆与供电设备分离，电车由车载能源供电；
所述无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法包括以下步骤：
S1：选定基准位置，
电车智能系统采集导电信号作为判断依据，将所述触网取电杆中间的所述导电小段中心作为基准位置，但考虑到使用时间较长时，基准位置的导电小段磨损较其它位置严重，故基准导电小段的位置可调整；
S2：判断偏离位置方向，
判断所述无轨智能电车电源取自所述触网取电杆中的哪一导电小段，参照基准位置，标记并判断获取电源的所述导电小段的当前位置在基准位置的哪一方向，则所述无轨智能电车发生位置偏移的方向与该方向相反；
S3：计算偏移量，
由于车道上方的所述供电设备距离中心车道横坐标固定，即可识别车辆距离中心车道的横向坐标；将所述触网取电杆上依次间隔串接的所述导电小段和所述绝缘小段整体作为横坐标轴，以所述导电小段中心位置作为坐标点，以所述触网取电杆中间的所述导电小段中心位置为原点，原点右侧为正，原点左侧为负；所述无轨智能电车发生位置偏移时，新接通的所述导电小段导电，得知该所述导电小段在所述触网取电杆上的坐标点，智能系统通过读取到的坐标点数字与坐标点间的固定距离相乘得到电车在本车道的偏移量，电车在本车道的偏移量与本车道横坐标相加得到电车距离中心车道的偏移量；
S4：矫正位置，
所述无轨智能电车发生位置偏移后，所述智能系统自动控制所述无轨智能电车在前进过程中沿偏移方向的反方向行进，直至所述触网取电杆上中间的所述导电小段与所述供电设备接触导电。
2.根据权利要求1所述的无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，其特征在于，所述供电设备为至少一根电线或至少一组导电电轨。
3.根据权利要求2所述的无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，其特征在于，所述电线为火线，运行道路上方只有一根所述电线时，所述无轨智能电车装有特制装置接地，构成回路；或者运行道路上方有两根电线为一根火线和一根零线时，所述无轨智能电车直接构成回路。
4.根据权利要求3所述的无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，其特征在于，所述供电设备为一根电线，则电线与所述触网取电杆中间的所述导电小段接触，该中间的所述导电小段中心作为基准位置，判断偏离位置方向与偏移量；
或所述供电设备为两根电线，则将电线与触网取电杆中间部位相交时任意一根电线所接触的所述导电小段中心作为基准位置，判断偏离位置方向与偏移量。
5.根据权利要求2所述的无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，其特征在于，所述供电设备为导电电轨，所述电轨由火线和零线连接组成，所述无轨智能电车直接构成回路。
6.根据权利要求5所述的无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，其特征在于，将电轨与触网取电杆正中间部位相交时的任意一根电轨所接触的所述导电小段中心作为基准位置，判断偏离位置方向与偏移量。
7.根据权利要求1所述的无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，其特征在于，所述导电小段与所述绝缘小段相互间隔排列，且通过绝缘杆串接，所述升降杆的一端与串接的所述导电小段和所述绝缘小段垂直连接，且连接在中部的所述绝缘小段上，所述升降杆的另一端固定在所述无轨智能电车顶端。
8.根据权利要求1所述的无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，其特征在于，所述导电小段与所述绝缘小段是通过横杆串接，所述导电小段为围绕横杆旋转的导电滚轮，所述绝缘小段是材料绝缘或空隙绝缘。
9.根据权利要求1所述的无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，其特征在于，所述导电小段宽度尺寸为0.1cm≤a≤5cm,所述绝缘小段宽度尺寸0.01cm≤a≤3cm。
10.根据权利要求1所述的无轨智能电车前进轨迹偏差判断与矫正方法，其特征在于，所述升降杆至少一根。
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