[發(fā)明專利]一種確定履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410486852.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN104386126A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁藝;蓋江濤;李善樂(lè);陳泳丹;王紅巖;芮強(qiáng);萬(wàn)帆;韓政達(dá);孫占春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)北方車輛研究所
• 主分類號(hào): B62D15/02
• 分類號(hào): B62D15/02
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種確定履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法，更具體涉及一種基于GPS測(cè)試數(shù)據(jù)確定履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法。

背景技術(shù)：

近來(lái)，履帶車輛在軍事領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。在履帶式車輛轉(zhuǎn)向的研究中，履帶車輛轉(zhuǎn)向時(shí)由于履帶接地段的滑動(dòng)，兩側(cè)履帶接地段轉(zhuǎn)向極均發(fā)生橫向偏移，致使車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑較之按理論速度計(jì)算的轉(zhuǎn)向半徑要大。轉(zhuǎn)向半徑試驗(yàn)測(cè)試的目的：準(zhǔn)確獲得履帶車輛轉(zhuǎn)向時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑，用于驗(yàn)證計(jì)算模型。目前，最常見的方法主要是在車輛上安裝水箱及噴水裝置，通過(guò)向地面噴射水柱，并記錄噴水位置處的轉(zhuǎn)向軌跡。這種計(jì)算方法需要測(cè)量地面上的軌跡，測(cè)量過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種誤差，結(jié)果并不精確。

目前國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界關(guān)于履帶式車輛轉(zhuǎn)向的研究，大多數(shù)是在履帶-地面附著力矩理論基礎(chǔ)上的延伸，例如吳運(yùn)耕在《試談雙履帶行走裝置的轉(zhuǎn)彎理論和功率計(jì)算》一文中，忽略履帶長(zhǎng)寬比與轉(zhuǎn)彎力和轉(zhuǎn)彎阻力矩之間的關(guān)系的基礎(chǔ)上，討論了履帶轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)學(xué)中絕對(duì)回轉(zhuǎn)瞬心點(diǎn)和相對(duì)回轉(zhuǎn)瞬心點(diǎn)的問(wèn)題，指出相對(duì)回轉(zhuǎn)瞬心點(diǎn)的概念是履帶能夠轉(zhuǎn)彎的力學(xué)基礎(chǔ)。程軍偉在《履帶車輛轉(zhuǎn)向分析》中通過(guò)對(duì)打滑條件下的履帶車輛轉(zhuǎn)向分析，導(dǎo)出了履帶牽引力、轉(zhuǎn)向阻力矩、轉(zhuǎn)向半徑等的表達(dá)式。Tran?Dang?Thai在《Numerical?analysis?to?predict?turning?characteristics?of?suspension?tracked?vehicle》對(duì)剛性懸掛的履帶式車輛在軟地面上的轉(zhuǎn)彎問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值分析，計(jì)算出此情況下履帶的下沉量、滑轉(zhuǎn)率以及轉(zhuǎn)彎半徑，具有較高的可信度。Paul?Ayers在《Modeling?of?terrain?impact?caused?by?tracked?vehicles》中分析了不同軍用履帶車輛在不同轉(zhuǎn)彎半徑下車轍的分布情況。

本發(fā)明以履帶車輛轉(zhuǎn)向?yàn)檠芯繉?duì)象，進(jìn)行實(shí)車試驗(yàn)，提出一種基于GPS測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法，以克服上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種確定履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法，該方法能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的記錄能夠測(cè)到的履帶車輛轉(zhuǎn)向過(guò)程中的經(jīng)緯度坐標(biāo)、車輛行駛速度以及航向角等參數(shù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種確定履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法，包括以下步驟：

(1)建立測(cè)試裝置；

(2)獲取被測(cè)車輛的實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑數(shù)據(jù)；

(3)記錄實(shí)際轉(zhuǎn)向時(shí)的數(shù)據(jù)參數(shù)；

(4)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合實(shí)際轉(zhuǎn)向軌跡處理。

本發(fā)明提供的一種確定履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法，所述測(cè)試裝置為GPS測(cè)試裝置，包括基準(zhǔn)站和移動(dòng)站。

本發(fā)明提供的一種確定履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法，所述基準(zhǔn)站包括接收機(jī)控制器1、分別與所述控制器相連的電臺(tái)天線、GPS接收天線和PC機(jī)；所述基準(zhǔn)站用于產(chǎn)生差分?jǐn)?shù)并通過(guò)電臺(tái)向移動(dòng)站播發(fā)，記錄GPS原始定位信息，通過(guò)電臺(tái)接收移動(dòng)站測(cè)試數(shù)據(jù)，并通過(guò)PC機(jī)監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)顯示。

本發(fā)明提供的另一優(yōu)選的一種確定履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法，所述移動(dòng)站設(shè)置在被測(cè)車輛上，包括接收機(jī)控制器2、分別為所述接受機(jī)控制器連接的慣量單元、GPS接收天線和電臺(tái)天線；所述移動(dòng)站用于接收基準(zhǔn)站播發(fā)的差分?jǐn)?shù)，發(fā)送至GPS/INS組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)GPS接收機(jī)，接收GPS/INS組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)發(fā)送的GPS原始數(shù)據(jù)并記錄，接收GPS/INS組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)發(fā)送的實(shí)時(shí)位置、速度和姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和組包，記錄并通過(guò)電臺(tái)傳回基準(zhǔn)站。

本發(fā)明提供的再一優(yōu)選的一種確定履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法，所述接收機(jī)控制器包括GPS接收板卡、數(shù)傳電臺(tái)模塊、ARM控制單元和DC穩(wěn)壓電源模塊。

本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種確定履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法，所述步驟(2)中的獲取數(shù)據(jù)過(guò)程為：?jiǎn)?dòng)被測(cè)車輛和所述測(cè)試裝置，被測(cè)車輛按照規(guī)定的轉(zhuǎn)向半徑轉(zhuǎn)向；直到完成需要的不同轉(zhuǎn)向半徑的數(shù)據(jù)參數(shù)采集。

本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種確定履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法，所述參數(shù)包括履帶車輛轉(zhuǎn)向過(guò)程中的經(jīng)緯度坐標(biāo)、車輛行駛速度以及航向角等參數(shù)。

本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種確定履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法，所述步驟(4)中的數(shù)據(jù)處理通過(guò)對(duì)全球經(jīng)緯度坐標(biāo)的差分運(yùn)算獲得車輛的轉(zhuǎn)向軌跡；并根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度及航向角計(jì)算轉(zhuǎn)向軌跡。

本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種確定履帶車輛實(shí)際轉(zhuǎn)向半徑的方法，所述轉(zhuǎn)向軌跡橫、縱坐標(biāo)的通過(guò)下式確定：