本發(fā)明涉及多鉸接車輛的領(lǐng)域，尤其涉及一種多鉸接及多軸車輛的轉(zhuǎn)向誤差補(bǔ)償?shù)难b置、方法、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、大型運(yùn)輸特種裝備，例如某種大噸位起重機(jī)、大軸重礦車，其底盤結(jié)構(gòu)需要多軸進(jìn)行支撐，采用多軸支撐車輛則更需要減少輪胎與地面之間的滑動(dòng)摩擦，同時(shí)也要提升車輛的操控靈活性，因此全輪轉(zhuǎn)向策略應(yīng)運(yùn)而生，所有車輪都的軸線都相交于一點(diǎn)，可在狹小空間內(nèi)操縱并減少輪胎磨耗。

2、多鉸接列車近年來發(fā)展迅猛，其車身長(zhǎng)度較長(zhǎng)，面對(duì)小曲線半徑線路時(shí)，車輛需要全輪轉(zhuǎn)向技術(shù)消除“內(nèi)輪差”，同時(shí)對(duì)車輛的循跡精度有明確要求，盡量減小后軸與路徑之間偏移量，減小車輛行駛限界寬度，避免因車輛占道而發(fā)生剮蹭風(fēng)險(xiǎn)，增加車輛的靈活性。

3、現(xiàn)有技術(shù)中增加了底盤結(jié)構(gòu)，為一種全地形八軸起重特種車輛底盤結(jié)構(gòu)，為了消除輪胎磨耗，提升操縱靈活性，車輛系統(tǒng)中布置一個(gè)ecu控制整車八軸的轉(zhuǎn)角，每個(gè)軸上右側(cè)輪位布置角度傳感器用于監(jiān)測(cè)和反饋車輪轉(zhuǎn)角。然而，前軸與后軸之間的轉(zhuǎn)角要保持一致，即為車輛蟹行模式，但是車輛的過一些小曲線時(shí)，或者掉頭工況中，蟹行模式就不能發(fā)揮出其靈活性的優(yōu)勢(shì)。

4、若想發(fā)揮出車輛靈活性優(yōu)勢(shì)，車輛的前后軸轉(zhuǎn)角需要大小相同、方向相反，但是幾乎所有車輛的轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是沿著車輛對(duì)角線布置，車輛無法判斷此時(shí)轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)的直接作用點(diǎn)位置是內(nèi)測(cè)轉(zhuǎn)角還是外側(cè)轉(zhuǎn)角，就無法實(shí)現(xiàn)車輛姿態(tài)的精準(zhǔn)控制。

5、現(xiàn)有技術(shù)也可以通過轉(zhuǎn)向控制器不斷記錄和存儲(chǔ)首軸的位置信息，記錄的取樣點(diǎn)隨速度增加，取樣點(diǎn)數(shù)量需要不斷增加。在每輛車上設(shè)置橫擺角傳感器，通過比較第二根軸的計(jì)算位置與首軸記錄位置關(guān)系，判斷車輛的轉(zhuǎn)角。在計(jì)算出后車的第三根軸計(jì)算位置，同理，不斷推算出后軸的軌跡，最終通過對(duì)比預(yù)想軌跡和一軸的軌跡來調(diào)整后輪的轉(zhuǎn)角。但是適用在單向行駛，不具備雙向行駛功能，因?yàn)樗惴ㄖ荒苓m用于頭車為兩根車橋組成的底盤系統(tǒng)，尾車均通過鉸接裝置和單根車軸組成，故后方車輛不具備動(dòng)力因此無法實(shí)現(xiàn)雙向行駛。該算法僅考慮了各軸的循跡跟隨的準(zhǔn)確性，但是鉸接車輛在過彎道時(shí)容易發(fā)生車輛折疊問題，使得鉸接受力異常，想要解決這些問題，第二輛的車輪轉(zhuǎn)角是首先計(jì)算出鉸接點(diǎn)位置，根據(jù)兩節(jié)車輛的橫擺角來推算出車輛的鉸接角，在計(jì)算后方車輛位置才可以。沒有考慮后方車輛的鉸接角對(duì)軸距的影響，計(jì)算誤差會(huì)隨著車輛鉸接角的增加從而增大。若是后車的軸數(shù)大于1，則會(huì)造成多維控制競(jìng)爭(zhēng)，車輛控制的魯棒性變差。如果將該算法應(yīng)用在電子導(dǎo)向車輛中，車輛兩端均存在牽引力，同時(shí)后方車輛均為多軸承載，系統(tǒng)的復(fù)雜程度明顯提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述目的，本發(fā)明提出了一種多鉸接及多軸車輛的轉(zhuǎn)向誤差補(bǔ)償?shù)难b置，包括：轉(zhuǎn)向控制器、鉸接組件、縱拉桿、轉(zhuǎn)向執(zhí)行組件和軸橋；

2、在車頭和車尾分別設(shè)置轉(zhuǎn)向控制器；

3、車輛之間設(shè)置鉸接組件；

4、在每個(gè)車輛的車軸的軸橋上通過縱拉桿連接轉(zhuǎn)向執(zhí)行組件，所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行組件對(duì)稱設(shè)置在車內(nèi)兩側(cè)。

5、在一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行組件和所述軸橋的對(duì)角端連接，用于傳遞轉(zhuǎn)向力矩。

6、在一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行組件包括伺服電機(jī)、轉(zhuǎn)向助力泵、轉(zhuǎn)向器；

7、所述伺服電機(jī)的輸出端連接所述轉(zhuǎn)向助力泵的輸入端；

8、所述轉(zhuǎn)向助力泵的輸出端連接所述轉(zhuǎn)向器的輸入端；

9、所述轉(zhuǎn)向器的輸出端連接縱拉桿的一端；

10、所述縱拉桿的另一端連接在所述軸橋。

11、在一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)向控制器用于計(jì)算轉(zhuǎn)角，生成轉(zhuǎn)角命令，并發(fā)送給所有轉(zhuǎn)向執(zhí)行組件。

12、本發(fā)明提出了一種多鉸接及多軸車輛的轉(zhuǎn)向誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?，包括，s1、根據(jù)軸橋獲取車輛軸距和輪距，并基于阿克曼理論結(jié)合所述車輛軸距和輪距計(jì)算車輛的內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值；

13、s2、轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)所述內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值擬合首輪轉(zhuǎn)角和內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值之間的關(guān)系曲線，得到補(bǔ)償量，并根據(jù)補(bǔ)償量產(chǎn)生轉(zhuǎn)角命令；

14、s3、轉(zhuǎn)向控制器將所述轉(zhuǎn)角命令發(fā)送給轉(zhuǎn)向執(zhí)行組件，所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行組件根據(jù)所述轉(zhuǎn)角命令調(diào)整車輛所有的鉸接組件和軸橋的轉(zhuǎn)向角度和速度；

15、s4、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)補(bǔ)償后的多鉸接及多軸車輛轉(zhuǎn)向情況，并重復(fù)步驟s1-s3進(jìn)行微調(diào)。

16、在一些實(shí)施例中，所述根據(jù)軸橋獲取車輛軸距和輪距，并基于阿克曼理論結(jié)合所述車輛軸距和輪距計(jì)算車輛的內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值的步驟包括：

17、獲取車輛軸距和輪距；

18、基于阿克曼理論獲取車輛所有車輪的垂線都指向圓心時(shí)的車輛轉(zhuǎn)彎半徑；

19、基于所述車輛轉(zhuǎn)彎半徑、車輛軸距和輪距分別計(jì)算得到內(nèi)側(cè)車輪的轉(zhuǎn)角反正切和外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)角反正切；

20、通過內(nèi)側(cè)車輪的轉(zhuǎn)角反正切和外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)角反正切計(jì)算得到內(nèi)側(cè)車輪的轉(zhuǎn)角和外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)角，作差得到內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值。

21、在一些實(shí)施例中，所述根據(jù)所述內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值擬合首輪轉(zhuǎn)角和內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值之間的關(guān)系曲線，得到補(bǔ)償量的步驟包括：

22、所述內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值輸入擬合模型得到首輪轉(zhuǎn)角和內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值之間的關(guān)系曲線；

23、根據(jù)所述首輪轉(zhuǎn)角和內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值之間的關(guān)系曲線預(yù)測(cè)首輪轉(zhuǎn)角下的內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值；

24、根據(jù)所述內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值和預(yù)測(cè)首輪轉(zhuǎn)角下的內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值作差得到補(bǔ)償量。

25、在一些實(shí)施例中，所述擬合模型的構(gòu)建過程如下：

26、在測(cè)試跑道上讓車輛以不同的速度、不同的轉(zhuǎn)角進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，記錄每個(gè)轉(zhuǎn)角下的內(nèi)外轉(zhuǎn)角值；

27、計(jì)算內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)角和外側(cè)車輪轉(zhuǎn)角之間的差值；

28、將首輪轉(zhuǎn)角作為自變量，內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值作為因變量輸入到多項(xiàng)式模型進(jìn)行擬合；

29、通過多次擬合得到最佳擬合參數(shù)，根據(jù)最佳擬合參數(shù)構(gòu)建擬合模型。

30、本發(fā)明提出了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括：

31、至少一個(gè)處理器；以及存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)執(zhí)行所述一種多鉸接及多軸車輛的轉(zhuǎn)向誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ牟襟E。

32、本發(fā)明提出了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行所述一種多鉸接及多軸車輛的轉(zhuǎn)向誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ牟襟E。

33、本發(fā)明至少具有以下有益技術(shù)效果：

34、本發(fā)明提出了一種多鉸接及多軸車輛的轉(zhuǎn)向誤差補(bǔ)償?shù)难b置、方法、設(shè)備及介質(zhì)，裝置包括：在車頭和車尾分別設(shè)置轉(zhuǎn)向控制器；車輛之間設(shè)置鉸接組件；在每個(gè)車輛的車軸的軸橋上通過縱拉桿連接轉(zhuǎn)向執(zhí)行組件，所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行組件對(duì)稱設(shè)置在車內(nèi)兩側(cè)。方法包括：s1、根據(jù)軸橋獲取車輛軸距和輪距，并基于阿克曼理論結(jié)合所述車輛軸距和輪距計(jì)算車輛的內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值；s2、轉(zhuǎn)向控制器根據(jù)所述內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值擬合首輪轉(zhuǎn)角和內(nèi)外轉(zhuǎn)角差值之間的關(guān)系曲線，得到補(bǔ)償量，并根據(jù)補(bǔ)償量產(chǎn)生轉(zhuǎn)角命令；s3、轉(zhuǎn)向控制器將所述轉(zhuǎn)角命令發(fā)送給轉(zhuǎn)向執(zhí)行組件，所述轉(zhuǎn)向執(zhí)行組件根據(jù)所述轉(zhuǎn)角命令調(diào)整車輛所有的鉸接組件和軸橋的轉(zhuǎn)向角度和速度；s4、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)補(bǔ)償后的多鉸接及多軸車輛轉(zhuǎn)向情況，并重復(fù)步驟s1-s3進(jìn)行微調(diào)。

35、本發(fā)明要解決多鉸接及多軸車輛的轉(zhuǎn)向策略問題，包含了車輛的布置、轉(zhuǎn)向裝置、控制原理，主要手段是利用車輛各軸之間的轉(zhuǎn)向內(nèi)輪差去補(bǔ)償車輛轉(zhuǎn)角，控制車輛整車運(yùn)行姿態(tài)。減小車輛占道風(fēng)險(xiǎn)，有效減少車輛行駛的輪廓包絡(luò)線寬度。提升車輛姿態(tài)控制精度，充分解耦各車輛之間的連接關(guān)系，車輪橫向受力更小，有利于車輪磨耗降低。車輛的尾部放大系數(shù)減小，提升乘客的乘坐舒適性，車輛的靈活性會(huì)增加，方便車輛變向、掉頭。無需在在各軸一側(cè)車輪上安裝傳感器，轉(zhuǎn)向裝置的集成度更高。采用簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)向控制器的開環(huán)控制，伺服電機(jī)本身轉(zhuǎn)角閉環(huán)控制，也可消除轉(zhuǎn)向誤差。