一種無人車測試系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半實物仿真技術領域，更具體的說，涉及一種無人車測試系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]在未來地面作戰(zhàn)中，無人車將成為信息化裝備體系的重要組成部分，同時也將成為提高戰(zhàn)術精確打擊能力的有力保證，尤其是在戰(zhàn)術預警方面，無人車的靈活機動使得其能夠深入危險地域和偵查盲區(qū)，為地面作戰(zhàn)提供重要的戰(zhàn)術信息。
[0003]無人車的核心是無人車控制系統(tǒng)，為保證無人車控制系統(tǒng)控制性能的良好性以及行駛的安全性，在無人車定型前，需要進行一系列的測試實驗，包括在復雜路面行駛、躲避障礙、自主行進功能和控制精度測試等。目前測試常用的方法為系統(tǒng)仿真。系統(tǒng)仿真主要由仿真機和仿真轉臺實現(xiàn)，仿真機中預先存儲有無人車運動學與動力學仿真模型，通過I/o板卡將無人車運動的姿態(tài)信息和垂直高度信息輸出至仿真轉臺實現(xiàn)對仿真轉臺的驅動，仿真轉臺是一種復雜的集光機電一體的現(xiàn)代化設備，它能夠利用接收到的姿態(tài)信息和垂直高度模擬無人車的各種姿態(tài)角運行，復現(xiàn)其運動時的各種動力學特性，在運動過程中，實時的將姿態(tài)信息和垂直高度信息反饋到仿真機實現(xiàn)閉環(huán)仿真，仿真機利用反饋的姿態(tài)信息和垂直高度信息對無人車控制系統(tǒng)的相關參數(shù)進行測試。
[0004]上述測試方法在利用運動學與動力學仿真模型時，需加載不同的初始條件進行模型解算才可實現(xiàn)無人車在不同工況條件下的測試，因此仿真實驗的次數(shù)較多，仿真模型的測試驗證過程較復雜，最終導致測試工作效率低，耗費的人力和物力的成本較高。

【發(fā)明內容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種無人車測試系統(tǒng)及方法，以實現(xiàn)對無人車仿真模型設計驗證過程的簡化，減少仿真試驗的次數(shù)，提高工作效率，節(jié)省人力與物力成本。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供如下技術方案:
[0007]一種無人車測試系統(tǒng)，包括:實時仿真系統(tǒng)、三軸仿真轉臺、視景仿真系統(tǒng)和無人車遠程控制中心；
[0008]所述無人車遠程控制中心與安裝在所述三軸仿真轉臺上的無人車連接，用于向所述無人車發(fā)送轉速控制指令，控制所述無人車按照所述轉速控制指令要求的轉速運動；
[0009]所述實時仿真系統(tǒng)與所述無人車連接，用于接收所述無人車發(fā)送的無人車驅動輪的當前實際轉速，并根據(jù)所述當前實際轉速對預先建立的無人車運動模型進行模型解算，得到所述無人車的二維平面位置信息和航向角信息，所述二維平面位置信息包括水平位置信息和垂直位置信息；
[0010]所述視景仿真系統(tǒng)分別與所述實時仿真系統(tǒng)和所述三軸仿真轉臺連接，用于接收所述實時仿真系統(tǒng)發(fā)送的所述二維平面位置信息和所述航向角信息，并利用所述二維平面位置信息、所述航向角信息和預先建立的無人車運動場景的三維幾何模型對所述無人車在不同工況條件下的運動狀態(tài)進行模擬，并根據(jù)所述二維平面位置信息對所述無人車在場景中的運動進行碰撞檢測，進而解算得到所述無人車的垂直高度信息和姿態(tài)角信息，并將所述垂直高度信息和所述姿態(tài)角信息發(fā)送給所述三軸仿真轉臺，所述姿態(tài)角信息包括滾轉角信息、俯仰角信息和偏航角信息。
[0011]優(yōu)選的，所述無人車測試系統(tǒng)還包括:總控系統(tǒng)；
[0012]所述總控系統(tǒng)分別與所述實時仿真系統(tǒng)、所述三軸仿真轉臺、所述視景仿真系統(tǒng)和所述無人車遠程控制中心連接，用于對所述實時仿真系統(tǒng)、所述三軸仿真轉臺、所述視景仿真系統(tǒng)和所述無人車遠程控制中心進行初始化。
[0013]優(yōu)選的，所述三軸仿真轉臺用于利用接收的所述垂直高度信息和所述姿態(tài)角信息，模擬所述無人車在試驗過程中的姿態(tài)運動和路面起伏運動，并將所述垂直高度信息和所述姿態(tài)家信息反饋到所述總控系統(tǒng)。
[0014]優(yōu)選的，所述無人車測試系統(tǒng)還包括:
[0015]與所述無人車連接的手動控制摩擦履帶裝置，所述手動控制摩擦履帶裝置用于為所述無人車的履帶增加壓力，驗證所述無人車在路面受到摩擦力時的運動情況。
[0016]優(yōu)選的，所述三軸仿真轉臺采用立式結構，內框為滾轉運動，中框為俯仰運動，夕卜框為偏航運動，在所述外框的軸上設有模擬無人車在凹凸不平路面運動的垂直運動自由度。
[0017]本發(fā)明實施例還提供一種無人車測試方法，包括:
[0018]無人車遠程控制中心向安裝在三軸仿真轉臺上的無人車發(fā)送轉速控制指令，控制所述無人車按照所述轉速控制指令要求的轉速運動；
[0019]所述無人車向實時仿真系統(tǒng)發(fā)送無人車驅動輪的當前實際轉速；
[0020]所述實時仿真系統(tǒng)接收所述當前實際轉速，并根據(jù)所述當前實際轉速對預先建立的無人車運動模型進行模型解算，得到所述無人車的二維平面位置信息和航向角信息；
[0021]所述實時仿真系統(tǒng)向視景仿真系統(tǒng)發(fā)送所述二維平面位置信息和所述航向角信息;
[0022]所述視景仿真系統(tǒng)接收所述二維平面位置信息和所述航向角信息，并利用所述二維平面位置信息、所述航向角信息和預先建立的無人車運動場景的三維幾何模型對所述無人車在不同工況條件下的運動狀態(tài)進行模擬；
[0023]所述視景仿真系統(tǒng)根據(jù)所述二維平面位置信息對所述無人車在場景中的運動進行碰撞檢測，解算得到所述無人車的垂直高度信息和姿態(tài)角信息；
[0024]所述視景仿真系統(tǒng)將所述垂直高度信息和所述姿態(tài)角信息發(fā)送給所述三軸仿真轉臺。
[0025]優(yōu)選的，在所述無人車遠程控制中心向安裝在三軸仿真轉臺上的無人車發(fā)送轉速控制指令，控制所述無人車按照所述轉速控制指令要求的轉速運動之前，所述方法還包括:
[0026]總控系統(tǒng)分別對所述實時仿真系統(tǒng)、所述三軸仿真轉臺、所述視景仿真系統(tǒng)和所述無人車遠程控制中心進行初始化。
[0027]優(yōu)選的，所述方法還包括:
[0028]所述三軸仿真轉臺利用接收的所述垂直高度信息和所述姿態(tài)角信息，模擬所述無人車在試驗過程中的姿態(tài)運動和路面起伏運動，并將所述垂直高度信息和所述姿態(tài)家信息反饋到所述總控系統(tǒng)。
[0029]優(yōu)選的，在所述無人車遠程控制中心向安裝在三軸仿真轉臺上的無人車發(fā)送轉速控制指令，控制所述無人車按照所述轉速控制指令要求的轉速運動之后，所述方法還包括:
[0030]手動控制摩擦履帶裝置向所述無人車的履帶增加壓力。
[0031]從上述的技術方案可以看出，本發(fā)明提供了一種無人車測試系統(tǒng)及方法，測試系統(tǒng)包括實時仿真系統(tǒng)、三軸仿真轉臺、視景仿真系統(tǒng)和無人車遠程控制中心，實時仿真系統(tǒng)接收到無人車發(fā)送的當前實際轉速后，根據(jù)該實際轉速對預先建立的無人車運動模型進行模型解算，將解算得到的無人車二維平面位置信息與航向角信息發(fā)送給視景仿真系統(tǒng)，由視景仿真系統(tǒng)模擬無人車在不同工況條件(包括平原、山地、丘陵等)下的運動狀態(tài)，并利用其碰撞檢測功能得到無人車的垂直高度信息和姿態(tài)角信息，并將垂直高度信息與姿態(tài)角信息發(fā)送給三軸仿真轉臺?？梢钥闯?，相比現(xiàn)有技術需要建立復雜的運動學與動力學仿真模型，并通過對該仿真模型加載不同的初始條件進行模型解算，才能得到垂直高度信息Z與姿態(tài)角信息，以實現(xiàn)無人車在不同工況條件下的測試而言，本發(fā)明將視景仿真系統(tǒng)14作為監(jiān)控顯示的手段，同時充分發(fā)揮了視景仿真系統(tǒng)14的碰撞檢測功能，因此，預先在實時仿真系統(tǒng)12中建立的仿真模型與現(xiàn)有技術相