[发明专利]一种确定履带车辆实际转向半径的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种确定履带车辆实际转向半径的方法，更具体涉及一种基于GPS测试数据确定履带车辆实际转向半径的方法。

背景技术：

近来，履带车辆在军事领域中发挥重要作用。在履带式车辆转向的研究中，履带车辆转向时由于履带接地段的滑动，两侧履带接地段转向极均发生横向偏移，致使车辆实际转向半径较之按理论速度计算的转向半径要大。转向半径试验测试的目的：准确获得履带车辆转向时的实际转向半径，用于验证计算模型。目前，最常见的方法主要是在车辆上安装水箱及喷水装置，通过向地面喷射水柱，并记录喷水位置处的转向轨迹。这种计算方法需要测量地面上的轨迹，测量过程中会产生各种误差，结果并不精确。

目前国内学术界关于履带式车辆转向的研究，大多数是在履带-地面附着力矩理论基础上的延伸，例如吴运耕在《试谈双履带行走装置的转弯理论和功率计算》一文中，忽略履带长宽比与转弯力和转弯阻力矩之间的关系的基础上，讨论了履带转弯运动学中绝对回转瞬心点和相对回转瞬心点的问题，指出相对回转瞬心点的概念是履带能够转弯的力学基础。程军伟在《履带车辆转向分析》中通过对打滑条件下的履带车辆转向分析，导出了履带牵引力、转向阻力矩、转向半径等的表达式。Tran Dang Thai在《Numerical analysis to predict turning characteristics of suspension tracked vehicle》对刚性悬挂的履带式车辆在软地面上的转弯问题进行了数值分析，计算出此情况下履带的下沉量、滑转率以及转弯半径，具有较高的可信度。Paul Ayers在《Modeling of terrain impact caused by tracked vehicles》中分析了不同军用履带车辆在不同转弯半径下车辙的分布情况。

本发明以履带车辆转向为研究对象，进行实车试验，提出一种基于GPS测试数据计算履带车辆实际转向半径的方法，以克服上述问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种确定履带车辆实际转向半径的方法，该方法能够准确、实时的记录能够测到的履带车辆转向过程中的经纬度坐标、车辆行驶速度以及航向角等参数。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种确定履带车辆实际转向半径的方法，包括以下步骤：

(1)建立测试装置；

(2)获取被测车辆的实际转向半径数据；

(3)记录实际转向时的数据参数；

(4)对采集的数据进行拟合实际转向轨迹处理。

本发明提供的一种确定履带车辆实际转向半径的方法，所述测试装置为GPS测试装置，包括基准站和移动站。

本发明提供的一种确定履带车辆实际转向半径的方法，所述基准站包括接收机控制器1、分别与所述控制器相连的电台天线、GPS接收天线和PC机；所述基准站用于产生差分数并通过电台向移动站播发，记录GPS原始定位信息，通过电台接收移动站测试数据，并通过PC机监控软件实时显示。

本发明提供的另一优选的一种确定履带车辆实际转向半径的方法，所述移动站设置在被测车辆上，包括接收机控制器2、分别为所述接受机控制器连接的惯量单元、GPS接收天线和电台天线；所述移动站用于接收基准站播发的差分数，发送至GPS/INS组合导航定位系统GPS接收机，接收GPS/INS组合导航定位系统发送的GPS原始数据并记录，接收GPS/INS组合导航定位系统发送的实时位置、速度和姿态数据进行解析和组包，记录并通过电台传回基准站。

本发明提供的再一优选的一种确定履带车辆实际转向半径的方法，所述接收机控制器包括GPS接收板卡、数传电台模块、ARM控制单元和DC稳压电源模块。

本发明提供的又一优选的一种确定履带车辆实际转向半径的方法，所述步骤(2)中的获取数据过程为：启动被测车辆和所述测试装置，被测车辆按照规定的转向半径转向；直到完成需要的不同转向半径的数据参数采集。

本发明提供的又一优选的一种确定履带车辆实际转向半径的方法，所述参数包括履带车辆转向过程中的经纬度坐标、车辆行驶速度以及航向角等参数。

本发明提供的又一优选的一种确定履带车辆实际转向半径的方法，所述步骤(4)中的数据处理通过对全球经纬度坐标的差分运算获得车辆的转向轨迹；并根据运动速度及航向角计算转向轨迹。

本发明提供的又一优选的一种确定履带车辆实际转向半径的方法，所述转向轨迹横、纵坐标的通过下式确定：