申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2024-04-15

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN118036350B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F30/15;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2024.05.31#实质审查的生效;2024.05.14#公开

摘要：本发明公开一种基于虚幻引擎的履带车辆仿真方法及相关装置，涉及履带车辆仿真领域，方法包括以下步骤：基于虚幻引擎构建虚拟仿真环境以及履带车辆模型，获取用户输入的驾驶控制信号；基于驾驶控制信号和虚拟仿真环境的反馈，计算更新履带车辆模型的动力学状态，包括发动机传递给两个主动轮的力矩、各负重轮的垂向位置、底盘受到的垂向作用力、底盘受到的水平作用力等；最后基于履带车辆模型的动力学状态，更新虚拟仿真环境中履带车辆模型的形态展示，以供用户观察，实现了真实履带车辆动力学特性的履带车辆仿真。本发明基于虚拟引擎构建了高自由度的履带车辆模型，进行具有真实动力学特性的履带车辆仿真，有利于研究履带式车辆的动力学特性。

主权项：1.一种基于虚幻引擎的履带车辆仿真方法，其特征在于，包括：获取驾驶控制信号；所述驾驶控制信号为用户基于外置控制器输入的控制信号；基于所述驾驶控制信号和虚拟仿真环境的反馈，计算更新履带车辆模型的动力学状态；所述虚拟仿真环境为基于虚幻引擎构建的虚拟场景；所述履带车辆模型为基于虚幻引擎构建的仿真模型；所述履带车辆模型包括底盘、若干个车轮、左侧履带和右侧履带；若干个所述车轮包括两个主动轮和若干个负重轮；所述履带车辆模型的动力学状态包括发动机传递给两个所述主动轮的力矩、各负重轮的垂向位置、底盘受到的垂向作用力、底盘受到的水平作用力、底盘的姿态、左侧履带的线速度和右侧履带的线速度；基于所述驾驶控制信号和虚拟仿真环境的反馈，计算更新履带车辆模型的动力学状态，具体包括：基于所述驾驶控制信号，计算更新发动机传递给两个所述主动轮的力矩；所述驾驶控制信号包括左侧操纵杆控制信号、右侧操纵杆控制信号和档位控制信号；根据下式计算更新发动机传递给两个所述主动轮的力矩： ；其中，为发动机传递给左侧主动轮的力矩，为发动机传递给右侧主动轮的力矩，非上标T为发动机提供的转矩，可根据发动机转速确定，Conl为左侧操纵杆控制信号，Conr为右侧操纵杆控制信号，上标T为转置操作；根据下式确定发动机转速： ；其中，n为发动机转速，Ra为当前档位的传动比，可根据档位控制信号确定，ω为左右两个主动轮的转速均值，π为圆周率；基于虚拟仿真环境的反馈，计算更新各负重轮的垂向位置；基于各负重轮的垂向位置，计算更新底盘受到的垂向作用力；任一负重轮与底盘之间通过一悬架连接，底盘受到的垂向作用力由各个悬架施加给底盘的垂向作用力组成；根据下式计算悬架施加给底盘的垂向作用力： ；其中，为第i个悬架施加给底盘的垂向作用力，为第i个悬架的等效扭转刚度，为第i个负重轮的垂向位置，为第i个悬架的等效阻尼常数，t为仿真步长时间间隔，δ为取增量；基于发动机传递给两个所述主动轮的力矩，计算更新底盘受到的水平作用力；基于底盘受到的垂向作用力和底盘受到的水平作用力，计算更新底盘的姿态；基于底盘受到的垂向作用力、底盘受到的水平作用力和发动机传递给两个所述主动轮的力矩，计算更新左侧履带的线速度和右侧履带的线速度；基于底盘受到的垂向作用力、底盘受到的水平作用力和发动机传递给两个所述主动轮的力矩，计算更新左侧履带的线速度和右侧履带的线速度，具体包括：根据底盘受到的垂向作用力、底盘受到的水平作用力和发动机传递给左侧主动轮的力矩，确定左侧履带的线加速度；根据下式计算左侧履带的线加速度： ；其中，为左侧履带的线加速度，为发动机传递给左侧主动轮的力矩，为第i个车轮受到的摩擦力矩，k为单侧的车轮数量，为第i个车轮受到的滚动阻力矩，J为单侧簧下等效转动惯量，为主动轮半径，h为簧下质量占比；根据下式计算第i个车轮受到的摩擦力矩： ；其中，为第i个负重轮下方履带受到地面的切向反作用力，为车辆单位前进向量在接地切平面的投影向量；根据下式计算第i个车轮受到的滚动阻力矩： ；其中，为滚动阻力系数，为单侧第i个车轮的半径，为第i个悬架施加给底盘的垂向作用力；根据左侧履带的线加速度，确定左侧履带的线速度；根据底盘受到的垂向作用力、底盘受到的水平作用力和发动机传递给右侧主动轮的力矩，确定右侧履带的线加速度；根据右侧履带的线加速度，确定右侧履带的线速度；基于所述履带车辆模型的动力学状态，更新虚拟仿真环境中所述履带车辆模型的形态展示，以供用户观察。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 一种基于虚幻引擎的履带车辆仿真方法及相关装置

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