水陆两栖车的参数输出方法、装置和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了水陆两栖车的参数输出方法、装置和存储介质，方法包括以下步骤：获取车轮的测量下陷量、测量变形量以及水陆两栖车的行驶状态；根据测量下陷量、测量变形量和预设第一阈值，获取车轮行驶的路面，其中所述路面包括硬质路面或松软路面；根据所述行驶状态、所述路面和预设土壤参数库，通过松软路面估算模式得到第一输出参数，或根据所述行驶状态和所述路面，通过硬质路面估算模式得到第二输出参数；根据第一输出参数或第二输出参数进行参数输出。通过本发明专利技术能根据不同的路面和行驶状态使用不同的模式进行估算，保证了估算结果的准确性。本发明专利技术可广泛应用于水陆两栖车技术领域。

【技术实现步骤摘要】
水陆两栖车的参数输出方法、装置和存储介质
本专利技术涉及水陆两栖车
，尤其是一种水陆两栖车的参数输出方法、装置和存储介质。
技术介绍
水陆两栖车辆通常由轮毂电机驱动，兼具水、陆双重行驶性能，可以完成近海抢险登陆、物资运输等功能，具有非常重要价值。而通常为了水陆两栖车的稳定性，会对车辆的状态参数进行估计，并将估计得到的车辆状态参数进行输出，使得水陆两栖车的控制系统能够根据输出的车辆状态参数自动进行调整。现今水陆两栖车的状态参数估计主要基于陆地行驶的情况，通过车辆在陆地的硬质路面行驶时的车辆运动学估计模型进行估算得到，然而水陆两栖车的行驶状态和行驶路面不确定，例如可能为陆地行驶、出水或入水时的状态，硬质路面或软质路面，在水陆过渡状态时车辆会受到水流速度、浮力等其他因素的影响；在软质路面行驶时，车轮会出现下陷等情况的发生，利用现有的估计方法无法准确地对车辆状态参数进行输出，导致水陆两栖车没办法进行准确的自动调整，水陆两栖车可能会存在侧翻，摇摆严重，车轮打滑、下陷，车辆动力性减弱等情况，严重影响水陆两栖车行驶的动力性、稳定性和安全性。
技术实现思路
有鉴于此，为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供能准确地进行参数输出的一种水陆两栖车的参数输出方法、装置和存储介质。本专利技术采用的技术方案是：水陆两栖车的参数输出方法，包括以下步骤：获取车轮的测量下陷量、测量变形量以及水陆两栖车的行驶状态；根据测量下陷量、测量变形量和预设第一阈值，获取车轮行驶的路面，其中所述路面包括硬质路面或松软路面；根据所述行驶状态、所述路面和预设土壤参数库，通过松软路面估算模式得到第一输出参数，或根据所述行驶状态和所述路面，通过硬质路面估算模式得到第二输出参数；根据第一输出参数或第二输出参数进行参数输出；其中，所述行驶状态包括水陆过渡状态或陆地状态，所述第一输出参数包括纵向速度、质心侧偏角和估算下沉深度，所述第二输出参数包括纵向速度和质心侧偏角，所述预设土壤进一步，所述根据测量下陷量、测量变形量和预设第一阈值，获取车轮行驶的路面的步骤中，包括以下步骤：若测量下陷量大于或等于第一预设阈值，测量变形量小于或等于第二预设阈值，所述路面为松软路面；若测量下陷量小于第一预设阈值，测量变形量大于第二预设阈值，所述路面为硬质路面；其中，预设第一阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值。进一步，所述根据所述行驶状态、所述路面和预设土壤参数库，通过松软路面估算模式得到第一输出参数的步骤中，包括以下步骤：若所述路面为松软路面，根据所述行驶状态和预设土壤参数库，基于第一车轮模型进行计算得到第一输出参数，其中，第一车轮模型包括Wong-Reece车轮模型，特征参数包括土壤内聚变形模量、土壤摩擦变形模量、第一土壤最大应力角系数、第二土壤最大应力角系数、离去角系数、内摩擦角、土壤内聚和土壤剪切变形模。进一步，所述根据所述行驶状态和预设土壤参数库，基于第一车轮模型进行计算得到第一输出参数的步骤中，包括以下步骤：根据所述行驶状态和预设土壤参数库，基于第一车轮模型对水陆两栖车的状态进行分析，根据分析结果得到第一输出参数；其中，所述分析结果包括对水陆两栖车纵向方向上的力平衡或侧向的方向上的力平衡的至少一种，以及对车轮接近角、车轮离去角、车轮最大应力角、车轮纵向力、车轮接触土壤单位支承面积最大载荷、车轮接触土壤最大剪切载荷、路面最大剪切位移、车轮滑转率、车轮侧向力、接触土壤侧向剪切应力和路面侧向剪切位移的分析结果。进一步，所述根据所述行驶状态和预设土壤参数库，基于第一车轮模型对水陆两栖车的状态进行分析，根据分析结果得到第一输出参数的步骤中，包括以下步骤：基于第一车轮模型，得到第一关系式集合，其中第一关系式集合包括车轮半径、估算下沉深度和车轮接近角的第一关系式，车轮接近角、所述离去角系数和车轮离去角的第二关系式，所述第一土壤最大应力角系数、所述第二土壤最大应力角系数和车轮最大应力角的第三关系式，车轮半径、车轮有效接地宽度、车轮接近角、车轮离去角、车轮接触土壤单位支承面积最大载荷、车轮接触土壤最大剪切载荷和车轮纵向力的第四关系式，车轮有效接地宽度、所述土壤内聚变形模量、所述土壤摩擦变形模量、估算下沉深度、下沉指数和车轮接触土壤单位支承面积最大载荷的第五关系式，所述土壤内聚、车轮接触土壤单位支承面积最大载荷、所述内摩擦角、所述土壤剪切变形模、路面最大剪切位移和车轮接触土壤最大剪切载荷的第六关系式，车轮半径、车轮接近角、车轮最大应力角、车轮滑转率和路面最大剪切位移的第七关系式，车轮角速度、车轮半径、纵向速度和车轮滑转率的第八关系式，车轮接近角、车轮离去角、车轮半径、车轮有效接地宽度、接触土壤侧向剪切应力和车轮侧向力的第九关系式，所述土壤内聚、车轮接触土壤单位支承面积最大载荷、所述内摩擦角、所述土壤剪切变形模、路面侧向剪切位移和接触土壤侧向剪切应力的第十关系式，车轮半径、车轮滑转率、车轮接近角、车轮最大应力角、车轮侧偏角和路面侧向剪切位移的第十一关系式；若所述行驶状态为水陆过渡状态：获取实时数值，其中实时数值包括车轮角速度、轮毂电机转矩、车轮转动惯量、车轮旋转速度变化率、喷水流速、横摆角速度和车轮转角，以及纵向加速度和侧向加速度中的至少一个；根据预设数值和实时数值进行计算，其中预设数值包括车轮半径、车轮有效接地宽度、下沉指数、车轮侧偏角、水陆两栖车质量、流体密度和体积流量，具体地：根据轮毂电机转矩、车轮转动惯量、车轮旋转速度变化率和车轮半径，计算得到车轮纵向力；根据流体密度、体积流量和喷水流速，根据预设第一纵向力平衡方程或预设第一侧向力平衡方程的其中一个，以及根据所述第一关系式集合、预设数值、所述计算得到的所述车轮纵向力和所述预设土壤参数库，计算得到纵向速度和估算下沉深度；根据纵向加速度或侧向加速度，以及根据纵向速度和横摆角速度，得到质心侧偏角；其中预设第一纵向力平衡方程基于水陆两栖车质量和纵向加速度，以及在纵向方向上位于后方的两个车轮的车轮纵向力、在纵向方向上位于前方的两个车轮的车轮侧向力和车轮纵向力以及车轮转角、流体密度、体积流量、喷水流速和纵向速度所建立；所述预设第一侧向力平衡方程基于水陆两栖车质量和侧向加速度，以及在纵向方向上位于后方的两个车轮的车轮侧向力、在纵向方向上位于前方的两个车轮的车轮侧向力、在纵向方向上位于前方的其中一个车轮的车轮纵向力、在纵向方向上位于后方的其中一个车轮的车轮纵向力、车轮转角、流体密度、体积流量、喷水流速和纵向速度所建立；或者若所述行驶状态为陆地状态：获取实时数值，其中实时数值包括车轮角速度、轮毂电机转矩、车轮转动惯量、车轮旋转速度变化率、横摆角速度和车轮转角，以及纵向加速度和侧向加速度中的至少一个；根据预设数值和实时数值进行计算，其中预设数值包括车轮半径、车轮有效接地宽度、下沉指数、车轮侧偏角和水陆两栖车质量，具体地：根据轮毂电机转矩、车轮转动惯量、车轮旋转速度变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水陆两栖车的参数输出方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取车轮的测量下陷量、测量变形量以及水陆两栖车的行驶状态；/n根据测量下陷量、测量变形量和预设第一阈值，获取车轮行驶的路面，其中所述路面包括硬质路面或松软路面；/n根据所述行驶状态、所述路面和预设土壤参数库，通过松软路面估算模式得到第一输出参数，或根据所述行驶状态和所述路面，通过硬质路面估算模式得到第二输出参数；/n根据第一输出参数或第二输出参数进行参数输出；/n其中，所述行驶状态包括水陆过渡状态或陆地状态，所述第一输出参数包括纵向速度、质心侧偏角和估算下沉深度，所述第二输出参数包括纵向速度和质心侧偏角，所述预设土壤参数库包括若干种土壤的特征参数。/n

【技术特征摘要】
1.水陆两栖车的参数输出方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取车轮的测量下陷量、测量变形量以及水陆两栖车的行驶状态；
根据测量下陷量、测量变形量和预设第一阈值，获取车轮行驶的路面，其中所述路面包括硬质路面或松软路面；
根据所述行驶状态、所述路面和预设土壤参数库，通过松软路面估算模式得到第一输出参数，或根据所述行驶状态和所述路面，通过硬质路面估算模式得到第二输出参数；
根据第一输出参数或第二输出参数进行参数输出；
其中，所述行驶状态包括水陆过渡状态或陆地状态，所述第一输出参数包括纵向速度、质心侧偏角和估算下沉深度，所述第二输出参数包括纵向速度和质心侧偏角，所述预设土壤参数库包括若干种土壤的特征参数。


2.根据权利要求1所述水陆两栖车的参数输出方法，其特征在于：所述根据测量下陷量、测量变形量和预设第一阈值，获取车轮行驶的路面的步骤中，包括以下步骤：
若测量下陷量大于或等于第一预设阈值，测量变形量小于或等于第二预设阈值，所述路面为松软路面；
若测量下陷量小于第一预设阈值，测量变形量大于第二预设阈值，所述路面为硬质路面；
其中，预设第一阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值。


3.根据权利要求1水陆两栖车的参数输出方法，其特征在于：所述根据所述行驶状态、所述路面和预设土壤参数库，通过松软路面估算模式得到第一输出参数的步骤中，包括以下步骤：
若所述路面为松软路面，根据所述行驶状态和预设土壤参数库，基于第一车轮模型进行计算得到第一输出参数，其中，第一车轮模型包括Wong-Reece车轮模型，特征参数包括土壤内聚变形模量、土壤摩擦变形模量、第一土壤最大应力角系数、第二土壤最大应力角系数、离去角系数、内摩擦角、土壤内聚和土壤剪切变形模。


4.根据权利要求3所述水陆两栖车的参数输出方法，其特征在于：所述根据所述行驶状态和预设土壤参数库，基于第一车轮模型进行计算得到第一输出参数的步骤中，包括以下步骤：
根据所述行驶状态和预设土壤参数库，基于第一车轮模型对水陆两栖车的状态进行分析，根据分析结果得到第一输出参数；
其中，所述分析结果包括对水陆两栖车纵向方向上的力平衡或侧向的方向上的力平衡的至少一种，以及对车轮接近角、车轮离去角、车轮最大应力角、车轮纵向力、车轮接触土壤单位支承面积最大载荷、车轮接触土壤最大剪切载荷、路面最大剪切位移、车轮滑转率、车轮侧向力、接触土壤侧向剪切应力和路面侧向剪切位移的分析结果。


5.根据权利要求4所述水陆两栖车的参数输出方法，其特征在于：所述根据所述行驶状态和预设土壤参数库，基于第一车轮模型对水陆两栖车的状态进行分析，根据分析结果得到第一输出参数的步骤中，包括以下步骤：
基于第一车轮模型，得到第一关系式集合，其中第一关系式集合包括车轮半径、估算下沉深度和车轮接近角的第一关系式，车轮接近角、所述离去角系数和车轮离去角的第二关系式，所述第一土壤最大应力角系数、所述第二土壤最大应力角系数和车轮最大应力角的第三关系式，车轮半径、车轮有效接地宽度、车轮接近角、车轮离去角、车轮接触土壤单位支承面积最大载荷、车轮接触土壤最大剪切载荷和车轮纵向力的第四关系式，车轮有效接地宽度、所述土壤内聚变形模量、所述土壤摩擦变形模量、估算下沉深度、下沉指数和车轮接触土壤单位支承面积最大载荷的第五关系式，所述土壤内聚、车轮接触土壤单位支承面积最大载荷、所述内摩擦角、所述土壤剪切变形模、路面最大剪切位移和车轮接触土壤最大剪切载荷的第六关系式，车轮半径、车轮接近角、车轮最大应力角、车轮滑转率和路面最大剪切位移的第七关系式，车轮角速度、车轮半径、纵向速度和车轮滑转率的第八关系式，车轮接近角、车轮离去角、车轮半径、车轮有效接地宽度、接触土壤侧向剪切应力和车轮侧向力的第九关系式，所述土壤内聚、车轮接触土壤单位支承面积最大载荷、所述内摩擦角、所述土壤剪切变形模、路面侧向剪切位移和接触土壤侧向剪切应力的第十关系式，车轮半径、车轮滑转率、车轮接近角、车轮最大应力角、车轮侧偏角和路面侧向剪切位移的第十一关系式；
若所述行驶状态为水陆过渡状态：
获取实时数值，其中实时数值包括车轮角速度、轮毂电机转矩、车轮转动惯量、车轮旋转速度变化率、喷水流速、横摆角速度和车轮转角，以及纵向加速度和侧向加速度中的至少一个；
根据预设数值和实时数值进行计算，其中预设数值包括车轮半径、车轮有效接地宽度、下沉指数、车轮侧偏角、水陆两栖车质量、流体密度和体积流量，具体地：
根据轮毂电机转矩、车轮转动惯量、车轮旋转速度变化率和车轮半径，计算得到车轮纵向力；
根据流体密度、体积流量和喷水流速，根据预设第一纵向力平衡方程或预设第一侧向力平衡方程的其中一个，以及根据所述第一关系式集合、预设数值、所述计算得到的所述车轮纵向力和所述预设土壤参数库，计算得到纵向速度和估算下沉深度；
根据纵向加速度或侧向加速度，以及根据纵向速度和横摆角速度，得到质心侧偏角；
其中预设第一纵向力平衡方程基于水陆两栖车质量和纵向加速度，以及在纵向方向上位于后方的两个车轮的车轮纵向力、在纵向方向上位于前方的两个车轮的车轮侧向力和车轮纵向力以及车轮转角、流体密度、体积流量、喷水流速和纵向速度所建立；所述预设第一侧向力平衡方程基于水陆两栖车质量和侧向加速度，以及在纵向方向上位于后方的两个车轮的车轮侧向力、在纵向方向上位于前方的两个车轮的车轮侧向力、在纵向方向上位于前方的其中一个车轮的车轮纵向力、在纵向方向上位于后方的其中一个车轮的车轮纵向力、车轮转角、流体密度、体积流量、喷水流速和纵向速度所建立；
或者若所述行驶状态为陆地状态：
获取实时数值，其中实时数值包括车轮角速度、轮毂电机转矩、车轮转动惯量、车轮旋转速度变化率、横摆角速度和车轮转角，以及纵向加速度和侧向加速度中的至少一个；
根据预设数值和...

【专利技术属性】
技术研发人员：付翔，赵熙金，吴森，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42