一种操控特性可调的车辆验证平台及实现方法技术

本发明专利技术提供一种操控特性可调的车辆验证平台，包括：数据采集系统，用于采集变稳车的动力系统的控制参数以及变稳车在六个自由度上的第一运动状态，并作为输入数据；数值模拟系统，用于基于输入数据，分析变稳车在六个自由度上的第二运动状态，并作为控制输入；智能控制系统，用于根据控制输入计算变稳车在当前状态下的最佳控制方案，并转换成相应的输出信号；动力系统，用于根据输出信号，输出输出参数到数据采集系统，智能控制系统，还用于将的输入数据与第二运动状态进行对比分析，来对动力系统的输出参数进行修正。通过模拟动力学特性目标车辆驾驶状态的变稳车作为自动驾驶程序的验证平台，验证自动驾驶程序在不同车辆上的操纵能力。

【技术实现步骤摘要】
一种操控特性可调的车辆验证平台及实现方法
本专利技术涉及车辆自动驾驶控制与仿真
，特别涉及一种操控特性可调的车辆验证平台及实现方法。
技术介绍
自动驾驶时代，车辆的驾驶将逐渐交由人工智能程序完成，如何评价人工智能程序具备操纵不同车辆的能力，成为一个核心难题。其中一个主要障碍在于不同车辆的尺度、动力学特性等都存在极大的区别。在某一车辆上具备自主驾驶能力的人工智能程序，很难证明在其他车辆上一样有效，未来直接让不经验证的人工智能程序操作不同车辆本身十分危险，重复建设不同车辆模型验证平台费用高昂，需要一个通用的验证平台。在研制现代飞机的过程中，变稳飞机已经成为一种研制飞机的综合试验方法的主要手段。变稳飞机，全称变稳定性飞机，又叫空中飞行模拟器。它作为模拟空中飞行的专用载体，能够在不改变飞行条件的情况下，通过使用特殊的电传操纵系统，调整变稳飞行控制律的参数，使得飞机以及操纵系统的性能在较大参数范围内可变，甚至在必要时，也能改变座舱环境和飞行仪表，改变飞机的动态特性，从而在空中模拟其他飞机的操纵品质。参考飞机的研发过程，同样可以开发出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操控特性可调的车辆验证平台，其特征在于，包括：数据采集系统、数值模拟系统、智能控制系统和动力系统；/n所述数据采集系统，用于采集变稳车的动力系统的控制参数以及所述变稳车在六个自由度上的第一运动状态，并将所述控制参数以及第一运动状态作为所述变稳车的整体构架的输入数据；/n所述数值模拟系统，用于基于所述数据采集系统采集的输入数据，分析所述变稳车在六个自由度上的第二运动状态，并将所述第二运动状态转化成所述变稳车的控制输入；/n所述智能控制系统，用于根据所述数值模拟系统的控制输入计算所述变稳车在当前状态下对应的所述动力系统的最佳控制方案，并转换成相应的输出信号传递给所述动力系统；/n所述动力系...

【技术特征摘要】
1.一种操控特性可调的车辆验证平台，其特征在于，包括：数据采集系统、数值模拟系统、智能控制系统和动力系统；
所述数据采集系统，用于采集变稳车的动力系统的控制参数以及所述变稳车在六个自由度上的第一运动状态，并将所述控制参数以及第一运动状态作为所述变稳车的整体构架的输入数据；
所述数值模拟系统，用于基于所述数据采集系统采集的输入数据，分析所述变稳车在六个自由度上的第二运动状态，并将所述第二运动状态转化成所述变稳车的控制输入；
所述智能控制系统，用于根据所述数值模拟系统的控制输入计算所述变稳车在当前状态下对应的所述动力系统的最佳控制方案，并转换成相应的输出信号传递给所述动力系统；
所述动力系统，用于根据所述输出信号，执行相应的动力操作，并输出相关的输出参数到所述数据采集系统；
同时，所述智能控制系统，还用于将所述数据采集系统采集的输入数据与所述变稳车的第二运动状态进行对比分析，并根据对比分析结果，对所述动力系统的所述输出参数进行修正。


2.如权利要求1所述的车辆验证平台，其特征在于，所述数据采集系统包括：惯性测量模块、定位模块、轮速传感器和角度传感器；
所述惯性测量模块，用于当所述变稳车运动时，测量所述变稳车在六个自由度上的任意时刻速度与加速度，并获得所述变稳车的实时运动状态；
所述定位模块，用于当所述变稳车在运动时，测量所述变稳车的实时运动轨迹以及运动航向角；
所述轮速传感器，用于当所述变稳车运动时，测量所述变稳车的车辆实际轮速；
所述角度传感器，用于当所述变稳车运动时，测量所述变稳车的车辆前轮转向角；
其中，所述实时运动状态、实时运动轨迹、运动航向角、车辆实际轮速以及车辆前轮转向角构成第一运动状态。


3.如权利要求1所述的车辆验证平台，其特征在于，所述数值模拟系统包括：车辆动力学模块和预测控制模块；
所述车辆动力学模块，用于模拟并获取与所述变稳车对应的预先存储的目标车辆的车辆动力学模型；
所述预测控制模块，用于基于所述车辆动力学模型以及预测控制模型对所述目标车辆车的运动参数进行分析处理，获取所述目标车辆的模拟运行参数；
其中，所述模拟运行参数作为所述变稳车的控制输入。


4.如权利要求1所述的车辆验证平台，其特征在于，所述智能控制系统包括：反馈模块、决策控制模块和执行模块；
所述决策控制模块，用于接收所述数值模拟系统的控制输入，并将所述控制输入转化为相应的车辆控制信号；
所述执行模块，用于根据所述决策控制模块获取的目标车辆的车辆控制信号，并基于所述车辆控制信号控制所述变稳车的车辆加速度和车辆转向角；
所述反馈模块，用于接收所述数据采集系统的反馈信号，并与目标车辆的车辆控制信号进行对比分析，并进行PID参数调节，改变所述动力系统的控制参数，控制所述变稳车的六个自由度的速度与加速度与对应的所述目标车辆的车辆控制信号保持一致。


5.如权利要求1所述的车辆验证平台，其特征在于，所述动力系统包括：车辆控制模块、驱动电机以及转向电机；
所述车辆控制模块，用于模拟目标车辆的动力与转向装置，并基于驱动电机和转动电机，控制所述变稳车的运动状态与所述目标车辆保持一致。


6.如权利要求1所述的车辆验证平台，其特征在于，还包括：修正系统，所述修正系统与所述数值模拟系统连接，用于对所述数值模拟系统中的车辆动力学模型以及预测控制模型进行预修正，且所述修正系统包括：
扫描模块，用于扫描并获取存储所述车辆动力学模型的第一存储单元的第一单元信息，同时，扫描并获取存储所述预测控制模型的第二存储单元的第二单元信息；
计算模块，用于基于车辆验证平台，计算所述第一单元信息的第一修正变量，并基于所述第一修正变量对所述车辆动力学模型进行修正，获得第一输出向量；
同时，计算所述第二单元信息的第二修正变量，并基于所述第二修正变量对所述预测控制模型进行修正，获得第二输出向量...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄子超，李振华，汪林，李宏海，高剑，范青蓝，尹升，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11