[发明专利]基于虚拟场景的汽车列车行驶通过性及性能分析预测方法

权利要求书

1.一种基于虚拟场景的汽车列车行驶通过性及性能分析预测方法，其特征在于，包括：

建立道路虚拟场景，对拟通过的道路建立虚拟场景；

汽车列车虚拟建模，基于车辆轴距、轮距、载荷等信息建立汽车列车多体动力学模型；

进行汽车列车在道路虚拟场景的低速通过性分析；

进行汽车列车最小转弯半径、最高车速、稳定性分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟场景的汽车列车行驶通过性及性能分析预测方法，其特征在于：

所述建立道路虚拟场景，具体内容如下：

首先提取道路信息，包括基于道路设计规划图建立道路虚拟场景，其中主要包括道路二维方向坐标、道路宽度、道路边缘坐标、识别道路易积雪结冰路面设置地附着系数路面、路面最大最小坡度；

然后通过动力学软件建立包含以上路面信息的道路虚拟场景。

3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟场景的汽车列车行驶通过性及性能分析预测方法，其特征在于：

所述汽车列车虚拟建模，具体内容如下：

建立基于动力学软件的包含车辆结构及参数的机械系统动力学参数化模型，包含汽车列车动力学参数；

包含影响汽车列车运行性能及通过性的汽车总长、宽、高外轮廓，悬架轴距、轮距，各车体之间连接位置及连接形式几何参数，悬架设计硬点、连接结构、衬套参数、轮胎汽车底盘动力学参数；

汽车列车虚拟建模过程中重点考虑铰接点位置及铰接形式；

通过对动力学软件二次开发增加相应的子类型后，对各悬架系统赋予不同子类型，实现多轴悬架与车身的安装连接问题。

4.根据权利要求3所述的一种基于虚拟场景的汽车列车行驶通过性及性能分析预测方法，其特征在于：

所述进行汽车列车在道路虚拟场景的低速通过性分析，具体内容如下：

首先进行汽车列车在虚拟场景道路循迹低车速运行，通过控制汽车列车模型转向盘转角实现对虚拟道路循迹行驶，并控制汽车列车模型循迹运行车速，采集出汽车列车外轮廓轨迹曲线，通过列车外轮廓轨迹曲线与虚拟道路边缘的最小间隙计算分析汽车列车在该道路的通过性，控制汽车列车在虚拟道路场景不同的循迹车速，分析汽车列车运行轨迹受循迹车速影响的变化。

5.根据权利要求4所述的一种基于虚拟场景的汽车列车行驶通过性及性能分析预测方法，其特征在于：

所述虚拟道路边缘的最小间隙计算，包含最小间隙计算的自动化程序编写，通过计算汽车列车运行过程中某一时刻外轮廓与道路边缘轨迹之间直线距离，寻找距离道路边缘轨迹点最近的列车外轮廓轨迹点，计算汽车列车外轮廓与相近道路边缘之间的法向距离，取直线距离与法向距离中最小值作为此刻汽车列车最小间隙，统计道路边缘轨迹中所有弯道中的最小间隙以及整个运行过程中的最小间隙，提前规划车辆在弯道的借道行驶，为车辆运行规则提供参数支持。

6.根据权利要求5所述的一种基于虚拟场景的汽车列车行驶通过性及性能分析预测方法，其特征在于：

所述统计道路边缘轨迹中所有弯道中的最小间隙以及整个运行过程中的最小间隙，具体内容如下：

设两个点A、B坐标分别为A(x₁，y₁)、B(x₂，y₂)，A指道路边缘点、B指列车外轮廓轨迹点；x1指A点距坐标原点的X向距离，y1指A点距坐标原点的Y向距离，x2指B点距坐标原点的X向距离，y2指B点距坐标原点的Y向距离。

则A和B两点之间的距离为：

以数组A(m,2)为道路边缘点集合，m为道路边缘点个数，B(n,2)为列车外轮廓轨迹点集合，n为外轮廓点个数，C(m,n)为外轮廓与路边缘距离点矩阵，矩阵C中每行向量中最小值即是距离该道路边缘点的最小值，统计出每个弯道中道路边缘点最小值可以作为汽车列车在该弯道的通过性；

C＝sqrt(sum(A-B).^2)

则矩阵C中的最小值是整个运行过程中汽车列车距离道路边缘最小值，反应整个运行过程的通过性。