[發明專利]一種面向工程機械設備的半實物仿真試驗方法及裝置

在審

• 申請號: 202110315305.1
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN112965399A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63653部隊
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G01M99/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 鄒大堅;胡君

本發明公開一種面向工程機械設備的半實物仿真試驗方法及裝置，該方法步驟包括：S1.配置用于模擬試驗環境的虛擬試驗場景系統，在虛擬試驗場景系統中配置虛擬樣機模型；S2.將被測機械設備布置在一地形模擬平臺上，由地形模擬平臺將試驗所需的模擬地形作用于被測機械設備；S3.試驗時控制被測機械設備與虛擬試驗場景系統、地形模擬平臺進行數據交互，將對被測機械設備的操控信息對應映射至虛擬樣機模型，將虛擬試驗場景系統中虛擬試驗環境通過地形模擬平臺反饋到被測機械設備，并將被測機械設備的運行狀態數據反饋到虛擬樣機模型中，輸出得到試驗結果。本發明具有實現操作便捷、成本低、試驗效率高、靈活性強等優點。

技術領域

本發明涉及工程機械試驗技術領域，尤其涉及一種面向工程機械設備的半實物仿真試驗方法及裝置。

背景技術

工程機械由于可以代替人工執行各項作業任務而被廣泛應用。工程機械在研發過程中、投入使用前或長時間投入使用后等各階段，均可能需要進行性能測試，以測試機械的性能。但是工程機械的結構復雜，直接對機械執行測試較為困難，尤其是針對特種工程機械。特種工程機械是特指能夠在危險、惡劣環境下完成作業任務，且具有遙操作或者自主控制功能的非標工程機械，該類型工程機械的研制面臨設計邊界約束條件多、機械性能和可靠性要求高、無人半自主或自主控制策略工程實施難等問題。為此，要求在機械設計、制造、裝配、機電液聯合調試、無人控制算法開發等各個階段均需要能夠有效對該機械的各項設計指標開展測試驗證。

針對任意特種工程機械，目前通常是采用現場實地試驗的方式，即現場直接對機械進行測試。但是現場實地試驗會受地域氣候、施工工期、場地交通、作業環境危險程度等多種因素的影響，不僅會限制開展試驗的時間，導致試驗周期長，且試驗需要投入眾多的人力、物力，使得試驗成本高昂。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種實現操作便捷、成本低、試驗效率高、靈活性強的面向工程機械設備的半實物仿真試驗方法及裝置。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種面向工程機械設備的半實物仿真試驗方法，步驟包括：

S1.配置用于模擬試驗環境的虛擬試驗場景系統，在所述虛擬試驗場景系統中配置與被測機械設備存在映射關系的虛擬樣機模型；

S2.將被測機械設備搭載在一地形模擬平臺上，由所述地形模擬平臺將試驗所需的模擬地形作用于被測機械設備，以模擬試驗時被測機械設備通過的地形；

S3.試驗時控制被測機械設備與虛擬試驗場景系統、地形模擬平臺進行數據交互，將對被測機械設備的操控信息對應映射至虛擬樣機模型，將所述虛擬試驗場景系統中虛擬試驗環境通過所述地形模擬平臺反饋到被測機械設備，并將被測機械設備的運行狀態數據反饋到虛擬樣機模型中，根據虛擬樣機模型在虛擬試驗場景系統下的狀態輸出得到試驗結果。

進一步的，所述步驟S3中試驗時，根據所述虛擬試驗場景系統中虛擬樣機模型所處的虛擬場景地形控制所述地形模擬平臺產生對應的模擬地形，實現地形模擬。

進一步的，所述地形模擬平臺中配置支腿以及與所述支腿配套的連接機構，所述支腿與所述連接機構之間彈性連接，所述實現地形模擬包括：實時將所述虛擬試驗場景系統中虛擬場景地形與虛擬樣機模型的行走履帶之間接觸點的高程數據發送給所述地形模擬平臺中當前與被測機械設備行走履帶接觸的目的支腿，控制目的支腿按照接收到的所述高程數據實現等高度的升高或者降低運動，帶動被測機械設備按照所述虛擬試驗場景系統中虛擬場景地形進行位姿變化。

進一步的，在所述虛擬試驗場景系統中還配置用于提供虛擬地理信息的虛擬地理信息模塊、用于賦予虛擬樣機模型物理屬性的物理特征表現模塊、用于進行任務調度與事件處理、數據處理的實驗流程記錄模塊以及用于實時進行數據交互的實時數據交互模塊中任意一種或多種。