[发明专利]一种车辆沿边导航的七光电开关弧形阵列与方法

权利要求书

1.一种车辆沿边导航方法，其特征在于采用了七光电开关弧形阵列：

所述七光电开关弧形阵列由七个相同的光电开关(1)按圆弧均匀布置构成，每一光电开关(1)沿圆弧的圆心线方向朝向外；

所述七光电开关弧形阵列(4)安装在车辆(3)靠路沿(2)的一侧，所述七光电开关弧形阵列(4)的弧顶朝向路沿(2)，所述七光电开关弧形阵列(4)的中心线与车辆(3)的纵向中心线方向垂直；

所述路沿(2)包括凸起路沿(7)和下沉路沿(8)两类，其中凸起路沿(7)是指道路侧边具有竖起的墙壁障碍物，下沉路沿(8)是指道路侧边具有沟渠下沉的空间；

所述沿边的位姿检测过程为：按从车辆(3)头部到尾部的顺序，由第2个和第6个光电开关(1)的检测点连线、第3个和第5个光电开关(1)的检测点连线之间构成理想目标带(9)；当路沿(2)处于理想目标带(9)内时，车辆(3)处于理想位姿而不需调节；当路沿(2)跨出理想目标带(9)时，将导致光电开关(1)的高、低电平状态发生变化，根据各光电开关(1)的高低电平状态判断车辆(3)的位姿并做相应调节；

车辆(3)的位姿检测通过信号触发数N_d和触发中心序号N_f来实现，N_d越大表明车辆(3)距离路沿(2)越近，N_f越大表明车辆(3)的头部越偏离路沿(2)；

当路沿(2)为凸起路沿(7)情况时，N_d为在量程范围S内检测到凸起路沿(7)而被触发的光电开关(1)的数量；当路沿(2)为下沉路沿(8)情况时，N_d为在量程范围S内未检测到下沉路沿(8)而未被触发的光电开关(1)的数量；0≤N_d≤7且为正整数；

当路沿(2)为凸起路沿(7)情况时，N_f为量程范围S内检测到凸起路沿(7)而被触发的光电开关(1)的序号的平均值；当路沿(2)为下沉路沿(8)情况时，N_f为量程范围S内未检测到下沉路沿(8)而未被触发的光电开关(1)的序号的平均值；1≤N_f≤7。

2.根据权利要求1所述的一种车辆沿边导航方法，其特征在于：以路沿(2)位于理想目标带(9)的正中为车辆(3)的绝对理想位姿，七光电开关弧形阵列(4)所检测出的车辆(3)的位置偏差⊿D为

(R+S’)[cos(N_dθ/12)-cos(θ/4)]⊿D(R+S’){cos[(N_d-1)θ/12]-cos(θ/4)} (3)

R为七光电开关弧形阵列(4)中各光电开关(1)分布圆弧的半径；θ为七光电开关弧形阵列(4)中各光电开关(1)分布圆弧段的对应圆心角；

S’为光电开关(1)的量程S在水平方向上的投影长度，如路沿(2)为凸起路沿(7)，当由车辆(3)的离地间隙所决定的光电开关(1)离地高度H₀不超过凸起路沿(7)的高度H₁时，S’＝S；如路沿(2)为凸起路沿(7)，当由车辆(3)的离地间隙所决定的光电开关(1)离地高度H₀超过凸起路沿(7)的高度H₁时，S’＝Scosψ；如路沿(2)为下沉路沿(8)，S’＝Scosψ；Ψ为所述光电开关(1)的水平倾角；

N_d为信号触发数，当路沿(2)为凸起路沿(7)情况时，N_d为在量程范围S内检测到凸起路沿(7)而被触发的光电开关(1)的数量；当路沿(2)为下沉路沿(8)情况时，N_d为在量程范围S内未检测到下沉路沿(8)而未被触发的光电开关(1)的数量；0≤N_d≤7且为正整数。