[发明专利]一种无人车测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半实物仿真技术领域，更具体的说，涉及一种无人车测试系统及方法。

背景技术

在未来地面作战中，无人车将成为信息化装备体系的重要组成部分，同时也将成为提高战术精确打击能力的有力保证，尤其是在战术预警方面，无人车的灵活机动使得其能够深入危险地域和侦查盲区，为地面作战提供重要的战术信息。

无人车的核心是无人车控制系统，为保证无人车控制系统控制性能的良好性以及行驶的安全性，在无人车定型前，需要进行一系列的测试实验，包括在复杂路面行驶、躲避障碍、自主行进功能和控制精度测试等。目前测试常用的方法为系统仿真。系统仿真主要由仿真机和仿真转台实现，仿真机中预先存储有无人车运动学与动力学仿真模型，通过I/O板卡将无人车运动的姿态信息和垂直高度信息输出至仿真转台实现对仿真转台的驱动，仿真转台是一种复杂的集光机电一体的现代化设备，它能够利用接收到的姿态信息和垂直高度模拟无人车的各种姿态角运行，复现其运动时的各种动力学特性，在运动过程中，实时的将姿态信息和垂直高度信息反馈到仿真机实现闭环仿真，仿真机利用反馈的姿态信息和垂直高度信息对无人车控制系统的相关参数进行测试。

上述测试方法在利用运动学与动力学仿真模型时，需加载不同的初始条件进行模型解算才可实现无人车在不同工况条件下的测试，因此仿真实验的次数较多，仿真模型的测试验证过程较复杂，最终导致测试工作效率低，耗费的人力和物力的成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种无人车测试系统及方法，以实现对无人车仿真模型设计验证过程的简化，减少仿真试验的次数，提高工作效率，节省人力与物力成本。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种无人车测试系统，包括：实时仿真系统、三轴仿真转台、视景仿真系统和无人车远程控制中心；

所述无人车远程控制中心与安装在所述三轴仿真转台上的无人车连接，用于向所述无人车发送转速控制指令，控制所述无人车按照所述转速控制指令要求的转速运动；

所述实时仿真系统与所述无人车连接，用于接收所述无人车发送的无人车驱动轮的当前实际转速，并根据所述当前实际转速对预先建立的无人车运动模型进行模型解算，得到所述无人车的二维平面位置信息和航向角信息，所述二维平面位置信息包括水平位置信息和垂直位置信息；

所述视景仿真系统分别与所述实时仿真系统和所述三轴仿真转台连接，用于接收所述实时仿真系统发送的所述二维平面位置信息和所述航向角信息，并利用所述二维平面位置信息、所述航向角信息和预先建立的无人车运动场景的三维几何模型对所述无人车在不同工况条件下的运动状态进行模拟，并根据所述二维平面位置信息对所述无人车在场景中的运动进行碰撞检测，进而解算得到所述无人车的垂直高度信息和姿态角信息，并将所述垂直高度信息和所述姿态角信息发送给所述三轴仿真转台，所述姿态角信息包括滚转角信息、俯仰角信息和偏航角信息。

优选的，所述无人车测试系统还包括:总控系统；

所述总控系统分别与所述实时仿真系统、所述三轴仿真转台、所述视景仿真系统和所述无人车远程控制中心连接，用于对所述实时仿真系统、所述三轴仿真转台、所述视景仿真系统和所述无人车远程控制中心进行初始化。

优选的，所述三轴仿真转台用于利用接收的所述垂直高度信息和所述姿态角信息，模拟所述无人车在试验过程中的姿态运动和路面起伏运动，并将所述垂直高度信息和所述姿态角信息反馈到所述总控系统。

优选的，所述无人车测试系统还包括：

与所述无人车连接的手动控制摩擦履带装置，所述手动控制摩擦履带装置用于为所述无人车的履带增加压力，验证所述无人车在路面受到摩擦力时的运动情况。

优选的，所述三轴仿真转台采用立式结构，内框为滚转运动，中框为俯仰运动，外框为偏航运动，在所述外框的轴上设有模拟无人车在凹凸不平路面运动的垂直运动自由度。

本发明实施例还提供一种无人车测试方法，包括：

无人车远程控制中心向安装在三轴仿真转台上的无人车发送转速控制指令，控制所述无人车按照所述转速控制指令要求的转速运动；

所述无人车向实时仿真系统发送无人车驱动轮的当前实际转速；

所述实时仿真系统接收所述当前实际转速，并根据所述当前实际转速对预先建立的无人车运动模型进行模型解算，得到所述无人车的二维平面位置信息和航向角信息；

所述实时仿真系统向视景仿真系统发送所述二维平面位置信息和所述航向角信息；