[發明專利]一種地下礦用鉸接車的駕駛模擬系統

有效

• 申請號: 201310368624.4
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103413473A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 孟宇;劉立;豆風鉛;劉雪偉;楊玨;靳添絮;金純
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G09B9/05
• 分類號: G09B9/05;G09B9/04
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種地下礦用鉸接車的駕駛模擬系統，其特征在于，該系統包括：地下礦用鉸接車運動控制模型，可視化數據模型，視景仿真引擎，輔助駕駛單元，聲音仿真引擎，虛擬駕駛單元；其中，地下礦用鉸接車運動控制模型采用如下步驟建立：

設礦車中央鉸接點設為H點，前橋中點為Pf(x1,y1)，該點與中央鉸接點H的距離為l1，車速為vf；后橋中點為Pr(x2,y2)點，該點與中央鉸接點的距離為l2，車速為vr，前車體橫擺角速度為ω1，轉向半徑為r1，后車體橫擺角速度為ω2，轉向半徑為r2，前車體的航向角為θ1，后車體的航向角為θ2，鉸接角為γ，設前橋中點位姿狀態向量s_t=[x₁(t)y₁(t)θ₁(t)]^T代表前車體在t時刻的位置及航向角，則t+1時刻的前橋位姿狀態向量S_t+1=[x₁(t+1)y₁(t+1)θ₁(t+1),^T用非線性離散模型來表示為

St+1=St+Tscosθ1(t)0sinθ1(t)0-sinγ(t)l1cosγ(t)+l2-l2l1cosγ(t)+l2vf(t)γ·1(t)]]>

當前仿真時刻前車體的速度為vf(t)，鉸接角轉動速率為上次仿真到本次仿真的時間間隔為Ts，得出前車體的角速度為

式中——鉸接角轉動速率

γ·t=γt-γt-1Ts,]]>

前車體的航向角等于上一時刻航向角加上本次仿真的增量

θ₁t=θ₁t-1+ω₁(t)T_s，

后車體的航向角等于前車體航向角與鉸接角之和

θ₂t=θ₁t+γT，

由前車體行駛速度和航向角得出車輛前橋中點在t時刻的世界坐標為：

x1t=x1t-1+[vft-1cosθ1t-1+vftcosθ1t]Ts/2y1t=y1t-1+[vft-1sinθ1t-1+vftsinθ1t]Ts/2,]]>

根據幾何關系，求得t時刻后橋中點坐標

x2t=x1t-l2cosθ2(t)+l1cosθ1(t)y2t=y1t-l2sinθ2(t)+l1sinθ1(t)]]>

貨箱的舉升是勻速的，由貨箱的控制參數求得ω3的值，從而得到舉升角度θ3，控制輸入量C值為0時貨箱下降，當C值為1時貨箱舉升，貨箱的舉升角度范圍為0至60度，貨箱的舉升或降落速度為：

ω3t=60TsTu(C=1)60TsTd(C=0),]]>

在t時刻貨箱的舉升角度為：

θ3(t)=θ3t-1+ω3(t)Ts(C=1)θ3t-1-ω3(t)Ts(C=0).]]>