CN111766876B - 一种实现平板车转弯路径智能规划的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现平板车转弯路径智能规划的方法，所述方法包括如下步骤：S1、获取平板车参数和道路参数；S2、根据平板车参数和道路参数，获取可使平板车安全过弯的安全起始位置的范围；S3、根据平板车参数和道路参数，获取可使平板车安全过弯的安全中心转向角的范围；S4、将平板车的实际起始位置与平板车的安全起始位置的范围进行比较，将平板车的实际中心转向角与平板车的安全中心转向角的范围和道路转向角进行比较，根据比较结果获取对应的平板车中心的转弯半径，然后根据平板车中心的转弯半径，确认平板车的转弯模式，即完成路径规划。本发明所述方法有效提高了平板车转弯中参数的普适性与准确性，实际操作性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种实现平板车转弯路径智能规划的方法，属于智能规划技术领域。
背景技术
大件运输技术随着物流行业的不断发展，成为当中不可或缺的一部分，并在能源、化工、建筑、制造、航空航天、船舶制造等行业得到快速发展与应用，给大件物流业的发展带来了许多新的机遇，同时也引发了许多问题。由于时代的进步，大件货物也是越来越多样化，使得其在运输时出现的问题也越来越严峻。
平板车是大件货物的主要运输工具，平板车在运输过程中转弯时难免发生碰撞路牙、偏离弯道等问题，容易发生故障，安全性差，因此，需要对平板车的转弯进行路径规划，但是目前平板车转弯的路径规划没有考虑多变的道路参数及连续的参数变化范围等问题，导致转弯的路径规划依旧是个难点问题。张建立等人提出了Goldhofer平板车转弯机构的分析及计算(Goldhofer平板车转弯机构分析及计算，张建立,陈齐益,陈太国，吴逸民，《重型汽车》，2010.3，第23-25页)，实现了在确定道路参数的情况下，如何依据平板车的轴数来计算转弯半径，并判断能否通过该道路，该方法虽然针对平板车能否转弯问题进行了创新与改进，但是其利用平板车轴数来判断，只适用于单一变量条件下的平板车转弯，平板车转弯中参数的普适性较弱，实际操作性不强。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种实现平板车转弯路径智能规划的方法，以提高平板车转弯中参数的普适性与准确性。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种实现平板车转弯路径智能规划的方法，包括如下步骤：
S1、获取平板车参数和道路参数；
S2、根据平板车参数和道路参数，获取可使平板车安全过弯的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]；
S3、根据平板车参数和道路参数，获取可使平板车安全过弯的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]；
S4、将平板车的实际起始位置V与平板车的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]进行比较，将平板车的实际中心转向角θ与平板车的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]和道路转向角θ0进行比较，根据比较结果获取对应的平板车中心的转弯半径，然后根据平板车中心的转弯半径，确认平板车的转弯模式，即完成路径规划。
一种实施方案，步骤S1中，所述平板车参数包括平板车宽度w、平板车长度L、平板车的实际中心转向角θ、平板车的实际起始位置V，所述道路参数包括道路宽度W、道路内半径R、道路转向角θ0。
一种实施方案，步骤S2的具体操作为：根据道路宽度W和平板车宽度w，按照公式和公式Vmax＝W-Vmin计算得到可使平板车安全过弯的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]。
一种实施方案，步骤S3的具体操作为：根据道路内半径R和平板车的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]，按照公式和公式计算得到可使平板车安全过弯的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]。
一种实施方案，步骤S4的具体操作如下：
S41、将平板车的实际起始位置V与平板车的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]进行比较，若V＝Vmin，则进行步骤S42；若V＝Vmax，则进行步骤S43；若Vmin＜V＜Vmax，则进行步骤S44；
S42、将平板车的实际中心转向角θ与平板车的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]和道路转向角θ0进行比较，且安全中心转向角的范围缩小为[θmin,θ0]，若θmin≤θ＜θ0，则根据道路内半径R，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R1，此情况下，平板车的实际中心转向角θ处于安全范围内，可以安全转弯，同时尽量减小平板车的实际中心转向角θ，使转弯半径变大更利于转弯，需要注意平板车与道路外侧之间的距离，避免碰撞；若θ＝θ0，则平板车中心的转弯半径为R+V，此情况下平板车可安全转弯，同时需要注意平板车与道路内侧之间的距离，可适当增加平板车的实际起始位置V，即向道路中间移动；若θ＞θ0或θ＜θmin，则根据平板车宽度w和平板车长度L，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R3，此情况下平板车的实际中心转向角θ处在安全范围外，不能安全转弯，需多次变换实际中心转向角θ，或者清理路边障碍；
S43、将平板车的实际中心转向角θ与平板车的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]和道路转向角θ0进行比较，且安全中心转向角的范围缩小为[θ0,θmax]，若θ0＜θ≤θmax，则根据道路内半径R，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R2，此情况下，平板车实际中心转向角θ处于安全范围内，可以安全转弯，同时尽量减小平板车的实际中心转向角θ，使转弯半径变大更利于转弯，需要注意平板车与路段外侧之间的距离，避免碰撞；若θ＝θ0，则平板车中心的转弯半径为R+V，此情况下平板车可安全转弯，同时需要注意平板车与道路外侧之间的距离，可适当减少平板车的实际起始位置V，即向道路中间移动；若θ＜θ0或θ＞θmax，则根据平板车宽度w和平板车长度L，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R3，此情况下平板车的实际中心转向角θ处在安全范围外，不能安全转弯，需多次变换实际中心转向角θ，或者清理路边障碍；
S44、将平板车的实际中心转向角θ与平板车的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]和道路转向角θ0进行比较，若θmin≤θ＜θ0，则根据道路内半径R，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R1，此情况下，平板车实际中心转向角θ处于安全范围内，可以安全转弯，同时尽量减小平板车的实际中心转向角θ，使转弯半径变大更利于转弯，需要注意平板车与道路外侧之间的距离，避免碰撞；若θ＝θ0，则平板车中心的转弯半径为R+V，此情况下平板车可安全转弯，可适当使平板车的实际起始位置V贴近道路中间；若θ0＜θ≤θmax，则根据道路内半径R，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R2，此情况下，平板车实际中心转向角θ处于安全范围内，可以安全转弯，同时尽量减小平板车的实际中心转向角θ，使转弯半径变大更利于转弯，需要注意平板车与路段外侧之间的距离，避免碰撞；若θ＜θmin或θ＞θmax，则根据平板车宽度w和平板车长度L，按照公式/>计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R3，此情况下平板车的实际中心转向角θ处在安全范围外，不能安全转弯，需多次变换实际中心转向角，或者清理路边障碍。
与现有技术相比，本发明具有如下显著性有益效果：
本发明提供的实现平板车转弯路径智能规划的方法，是先根据平板车参数和道路参数，计算获取可使平板车安全过弯的安全起始位置的范围和安全中心转向角的范围，然后将平板车的实际起始位置与平板车的安全起始位置的范围进行比较，将平板车的实际中心转向角与平板车的安全中心转向角的范围和道路转向角进行比较，根据比较结果获取对应的平板车中心的转弯半径，然后根据平板车中心的转弯半径，确认平板车的转弯模式，相较于传统的依据平板车的轴数来计算转弯半径的方法而言，有效提高了平板车转弯中参数的普适性与准确性，降低了实际模拟中的复杂度，有效提高了实际操作性，可有效解决平板车在转弯过程中碰撞路牙、偏离弯道的问题，有效提高了转弯的安全性，相较于现有技术，取得了显著性进步和出乎意料的效果。
附图说明
图1为本发明中V＝Vmin，且θmin≤θ＜θ0时，平板车的转弯情况；
图2为本发明中V＝Vmin，且θ＝θ0时，平板车的转弯情况；
图3为本发明中V＝Vmax，且θ0＜θ≤θmax时，平板车的转弯情况；
图4为本发明中V＝Vmax，且θ＝θ0时，平板车的转弯情况。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明技术方案做进一步详细、完整地说明。
实施例1
本发明提供了一种实现平板车转弯路径智能规划的方法，所述方法包括如下步骤：
S1、获取平板车参数和道路参数：所述平板车参数包括平板车宽度w、平板车长度L、平板车的实际中心转向角θ、平板车的实际起始位置V，所述道路参数包括道路宽度W、道路内半径R、道路转向角θ0；
S2、根据平板车参数和道路参数，获取可使平板车安全过弯的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]，具体为：根据道路宽度W和平板车宽度w，按照公式和公式Vmax＝W-Vmin计算得到可使平板车安全过弯的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]；
S3、根据平板车参数和道路参数，获取可使平板车安全过弯的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]，具体为：根据道路内半径R和平板车的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]，按照公式和公式/>计算得到可使平板车安全过弯的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]；
S4、将平板车的实际起始位置V与平板车的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]进行比较，将平板车的实际中心转向角θ与平板车的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]和道路转向角θ0进行比较，根据比较结果获取对应的平板车中心的转弯半径，然后根据平板车中心的转弯半径，确认平板车的转弯模式，即完成路径规划，具体操作如下：
S41、将平板车的实际起始位置V与平板车的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]进行比较，若V＝Vmin，则进行步骤S42；若V＝Vmax，则进行步骤S43；若Vmin＜V＜Vmax，则进行步骤S44；
S42、将平板车的实际中心转向角θ与平板车的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]和道路转向角θ0进行比较，且安全中心转向角的范围缩小为[θmin,θ0]，若θmin≤θ＜θ0，则根据道路内半径R，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R1，此情况下，平板车的转弯情况如图1所示，平板车实际中心转向角θ处于安全范围内，可以安全转弯，同时尽量减小平板车的实际中心转向角θ，使转弯半径变大更利于转弯，需要注意平板车与道路外侧之间的距离，避免碰撞；若θ＝θ0，则平板车中心的转弯半径为R+V，此情况下，平板车的转弯情况如图2所示，平板车可安全转弯，同时需要注意平板车与道路内侧之间的距离，可适当增加平板车的实际起始位置V，即向道路中间移动；若θ＞θ0或θ＜θmin，则根据平板车宽度w和平板车长度L，按照公式/>计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R3，此情况下平板车的实际中心转向角θ处在安全范围外，不能安全转弯，需多次变换实际中心转向角θ，或者清理路边障碍；
S43、将平板车的实际中心转向角θ与平板车的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]和道路转向角θ0进行比较，且安全中心转向角的范围缩小为[θ0,θmax]，若θ0＜θ≤θmax，则根据道路内半径R，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R2，此情况下，平板车的转弯情况如图3所示，平板车实际中心转向角θ处于安全范围内，可以安全转弯，同时尽量减小平板车的实际中心转向角θ，使转弯半径变大更利于转弯，需要注意平板车与路段外侧之间的距离，避免碰撞；若θ＝θ0，则平板车中心的转弯半径为R+V，此情况下，平板车的转弯情况如图4所示，平板车可安全转弯，同时需要注意平板车与道路外侧之间的距离，可适当减少平板车的实际起始位置V，即向道路中间移动；若θ＜θ0或θ＞θmax，则根据平板车宽度w和平板车长度L，按照公式/>计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R3，此情况下平板车的实际中心转向角θ处在安全范围外，不能安全转弯，需多次变换实际中心转向角θ，或者清理路边障碍；
S44、将平板车的实际中心转向角θ与平板车的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]和道路转向角θ0进行比较，若θmin≤θ＜θ0，则根据道路内半径R，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R1，此情况下，平板车实际中心转向角θ处于安全范围内，可以安全转弯，同时尽量减小平板车的实际中心转向角θ，使转弯半径变大更利于转弯，需要注意平板车与道路外侧之间的距离，避免碰撞；若θ＝θ0，则平板车中心的转弯半径为R+V，此情况下平板车可安全转弯，可适当使平板车的实际起始位置V贴近道路中间；若θ0＜θ≤θmax，则根据道路内半径R，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R2，此情况下，平板车实际中心转向角θ处于安全范围内，可以安全转弯，同时尽量减小平板车的实际中心转向角θ，使转弯半径变大更利于转弯，需要注意平板车与路段外侧之间的距离，避免碰撞；若θ＜θmin或θ＞θmax，则根据平板车宽度w和平板车长度L，按照公式/>计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R3，此情况下平板车的实际中心转向角θ处在安全范围外，不能安全转弯，需多次变换实际中心转向角θ，或者清理路边障碍；
至此，即可完成平板车转弯的路径规划。
从上述可见，本发明是先根据平板车参数(平板车宽度w、平板车长度L、平板车的实际中心转向角θ、平板车的实际起始位置V)和道路参数(道路宽度W、道路内半径R、道路转向角θ0)，计算获取可使平板车安全过弯的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]和安全中心转向角的范围[θmin,θmax]，然后将平板车的实际起始位置V与平板车的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]进行比较，将平板车的实际中心转向角θ与平板车的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]和道路转向角θ0进行比较，根据比较结果获取对应的平板车中心的转弯半径，然后根据平板车中心的转弯半径，确认平板车的转弯模式，给出转弯建议，可以很好的解决两个变量(安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]和安全中心转向角的范围[θmin,θmax])情况下的平板车能否转弯问题，有效提高了平板车转弯中参数的普适性与准确性，降低了实际模拟中的复杂度，有效提高了实际操作性，可有效解决平板车在转弯过程中碰撞路牙、偏离弯道的问题，有效提高了转弯的安全性。
最后需要在此指出的是：以上仅是本发明的部分优选实施例，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种实现平板车转弯路径智能规划的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、获取平板车参数和道路参数；
S2、根据平板车参数和道路参数，获取可使平板车安全过弯的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]；
S3、根据平板车参数和道路参数，获取可使平板车安全过弯的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]；
S4、将平板车的实际起始位置V与平板车的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]进行比较，将平板车的实际中心转向角θ与平板车的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]和道路转向角θ0进行比较，根据比较结果获取对应的平板车中心的转弯半径，然后根据平板车中心的转弯半径，确认平板车的转弯模式，即完成路径规划，具体操作如下：
S41、将平板车的实际起始位置V与平板车的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]进行比较，若V＝Vmin，则进行步骤S42；若V＝Vmax，则进行步骤S43；若Vmin＜V＜Vmax，则进行步骤S44；
S42、将平板车的实际中心转向角θ与平板车的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]和道路转向角θ0进行比较，且安全中心转向角的范围缩小为[θmin,θ0]，若θmin≤θ＜θ0，则根据道路内半径R，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R1，此情况下，平板车的实际中心转向角θ处于安全范围内，可以安全转弯，同时尽量减小平板车的实际中心转向角θ，使转弯半径变大更利于转弯，需要注意平板车与道路外侧之间的距离，避免碰撞；若θ＝θ0，则平板车中心的转弯半径为R+V，此情况下平板车可安全转弯，同时需要注意平板车与道路内侧之间的距离，可适当增加平板车的实际起始位置V，即向道路中间移动；若θ＞θ0或θ＜θmin，则根据平板车宽度w和平板车长度L，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R3，此情况下平板车的实际中心转向角θ处在安全范围外，不能安全转弯，需多次变换实际中心转向角θ，或者清理路边障碍；
S43、将平板车的实际中心转向角θ与平板车的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]和道路转向角θ0进行比较，且安全中心转向角的范围缩小为[θ0,θmax]，若θ0＜θ≤θmax，则根据道路内半径R，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R2，此情况下，平板车实际中心转向角θ处于安全范围内，可以安全转弯，同时尽量减小平板车的实际中心转向角θ，使转弯半径变大更利于转弯，需要注意平板车与路段外侧之间的距离，避免碰撞；若θ＝θ0，则平板车中心的转弯半径为R+V，此情况下平板车可安全转弯，同时需要注意平板车与道路外侧之间的距离，可适当减少平板车的实际起始位置V，即向道路中间移动；若θ＜θ0或θ＞θmax，则根据平板车宽度w和平板车长度L，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R3，此情况下平板车的实际中心转向角θ处在安全范围外，不能安全转弯，需多次变换实际中心转向角θ，或者清理路边障碍；
S44、将平板车的实际中心转向角θ与平板车的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]和道路转向角θ0进行比较，若θmin≤θ＜θ0，则根据道路内半径R，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R1，此情况下，平板车实际中心转向角θ处于安全范围内，可以安全转弯，同时尽量减小平板车的实际中心转向角θ，使转弯半径变大更利于转弯，需要注意平板车与道路外侧之间的距离，避免碰撞；若θ＝θ0，则平板车中心的转弯半径为R+V，此情况下平板车可安全转弯，可适当使平板车的实际起始位置V贴近道路中间；若θ0＜θ≤θmax，则根据道路内半径R，按照公式计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R2，此情况下，平板车实际中心转向角θ处于安全范围内，可以安全转弯，同时尽量减小平板车的实际中心转向角θ，使转弯半径变大更利于转弯，需要注意平板车与路段外侧之间的距离，避免碰撞；若θ＜θmin或θ＞θmax，则根据平板车宽度w和平板车长度L，按照公式/>计算得到此种情况下的平板车中心的转弯半径R3，此情况下平板车的实际中心转向角θ处在安全范围外，不能安全转弯，需多次变换实际中心转向角，或者清理路边障碍。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S1中，所述平板车参数包括平板车宽度w、平板车长度L、平板车的实际中心转向角θ、平板车的实际起始位置V，所述道路参数包括道路宽度W、道路内半径R、道路转向角θ0。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2的具体操作为：根据道路宽度W和平板车宽度w，按照公式和公式Vmax＝W-Vmin计算得到可使平板车安全过弯的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3的具体操作为：根据道路内半径R和平板车的安全起始位置的范围[Vmin,Vmax]，按照公式和公式计算得到可使平板车安全过弯的安全中心转向角的范围[θmin,θmax]。
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| Goldhofer平板车转弯机构分析及计算;张建立 等;《重型汽车》;23-25 * |
| 宋文韬 等.车辆最小转弯直径控制 问题分析.《企业科技与发展》.2016,(第6期),69-73. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111766876A (zh) | 2020-10-13 |
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