[发明专利]一种多模态陆空两栖车辆平台仿真系统

权利要求书

1.一种多模态陆空两栖车辆平台仿真系统，其特征在于，包括：仿真平台以及与所述仿真平台通信的运动控制器；所述仿真平台包括仿真环境以及位于所述仿真环境内的陆空两栖车辆；所述陆空两栖车辆的描述模型包括耦合的飞行动力学模型和车辆动力学模型；

所述运动控制器用于根据运动指令向所述仿真平台发送控制指令；

所述仿真平台用于根据所述控制指令控制所述陆空两栖车辆在所述仿真环境内运行；

所述运动控制器还用于采集所述仿真平台的感知信息，根据所述感知信息更新所述控制指令；所述感知信息包括仿真环境的状态和所述陆空两栖车辆的状态；

所述飞行动力学模型为旋翼动力学模型，所述车辆动力学模型包括车轮模型和车身及旋翼支架模型，所述车身及旋翼支架模型分别与所述车轮模型和所述旋翼动力学模型相互耦合；

所述旋翼动力学模型满足以下方程组：

其中，K₁表示第一个空气动力学阻尼参数，K₂表示第二个空气动力学阻尼参数，K₃表示第三个空气动力学阻尼参数，K₄表示第四个空气动力学阻尼参数，K₅表示第五个空气动力学阻尼参数，K₆表示第六个空气动力学阻尼参数；M_r表示所述陆空两栖车辆中旋翼的质量，g表示重力加速度；V_X表示所述陆空两栖车辆在全局坐标系中X轴方向上的速度，V_Y表示所述陆空两栖车辆在全局坐标系中Y轴方向上的速度，V_Z表示所述陆空两栖车辆在全局坐标系中Z轴方向上的速度；表示所述陆空两栖车辆在全局坐标系中X轴方向的加速度，表示所述陆空两栖车辆在全局坐标系中Y轴方向的加速度，表示所述陆空两栖车辆在全局坐标系中Z轴方向的加速度；φ表示所述陆空两栖车辆绕全局坐标系中X轴的滚动角，θ表示所述陆空两栖车辆绕全局坐标系中Y轴的俯仰角，ψ表示所述陆空两栖车辆绕全局坐标系中Z轴的偏航角；J_x表示绕所述陆空两栖车辆x轴相对于质心的转动惯量，J_y表示绕所述陆空两栖车辆y轴相对于质心的转动惯量，J_z表示绕所述陆空两栖车辆z轴相对于质心的转动惯量；l表示所述陆空两栖车辆的旋翼支架半径；U₁表示基于本车坐标系所述陆空两栖车辆在飞行状态垂向运动的动力输入，U₂表示基于本车坐标系所述陆空两栖车辆在飞行状态滚动运动的动力输入，U₃表示基于本车坐标系所述陆空两栖车辆在飞行状态俯仰运动的动力输入，U₄表示基于本车坐标系所述陆空两栖车辆在飞行状态偏航运动的动力输入；p表示本车坐标系中车身滚动角速度，表示本车坐标系中车身滚动角加速度，q表示本车坐标系中车身俯仰角速度，定示本车坐标系中车身俯仰角加速度，r表示本车坐标系中车身横摆角速度；表示本车坐标系中车身横摆角加速度。

2.根据权利要求1所述的多模态陆空两栖车辆平台仿真系统，其特征在于，所述运动控制器与所述仿真平台构成软件在环仿真系统。

3.根据权利要求1所述的多模态陆空两栖车辆平台仿真系统，其特征在于，所述运动控制器与所述仿真平台构成硬件在环仿真系统。

4.根据权利要求1所述的多模态陆空两栖车辆平台仿真系统，其特征在于，所述陆空两栖车辆的仿真系统为可视化仿真系统。

5.根据权利要求1所述的多模态陆空两栖车辆平台仿真系统，其特征在于，所述运动控制器包括：

与所述陆空两栖车辆通信的感知模块，用于采集所述仿真平台的感知信息；

与所述感知模块和所述陆空两栖车辆通信的控制模块，用于根据所述运动指令控制所述陆空两栖车辆在所述仿真环境内运行；根据所述感知信息控制所述陆空两栖车辆在所述仿真环境内运行。

6.根据权利要求1～5任一项所述的多模态陆空两栖车辆平台仿真系统，其特征在于，所述控制指令包括车轮控制信息和旋翼控制信息。