本發(fā)明屬于行進(jìn)體測試技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種地形變換與可重構(gòu)綜合測試裝置及測試方法。
背景技術(shù):
行進(jìn)體包括智能行進(jìn)體和非智能行進(jìn)體,對于智能行進(jìn)體,例如,災(zāi)害搜救類智能行進(jìn)體,是一種面向地震災(zāi)難應(yīng)用、能夠在廢墟縫隙中運(yùn)動與探測、并可對廢墟中的幸存者實(shí)施輔助救援的智能行進(jìn)體系統(tǒng),已成為當(dāng)今重要研究課題。研究出高效的災(zāi)害搜救類智能行進(jìn)體,并使其廣泛運(yùn)用到災(zāi)后救援工作中,可降低人力物力投入、減少救援工作中的意外傷亡,并提高救援效率與成功率,對于提高人類自身抵抗自然災(zāi)害能力的進(jìn)程具有顯著意義。
對于災(zāi)害搜救類智能行進(jìn)體的研究,重點(diǎn)需解決的問題之一為:如何提高智能行進(jìn)體的運(yùn)動能力,使其能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的地形條件,例如,廢墟、泥地、沙地、臺階、陡坡、壕溝、彎道等。因此,在智能行進(jìn)體的研究過程中,需要反復(fù)使用測試裝置對智能行進(jìn)體的性能進(jìn)行測試。
同樣的,對于非智能行進(jìn)體,例如,車模、小型車輛等,也需要對其通過能力、越障能力、轉(zhuǎn)彎和防傾覆等能力進(jìn)行性能測試。
現(xiàn)有技術(shù)中,在對智能行進(jìn)體和非智能行進(jìn)體進(jìn)行性能測試時(shí),主要采用以下兩種方式之一模擬不平整路面:(1)將不同高度磚塊、木料等建筑材料平鋪在路面上,從而臨時(shí)構(gòu)建一個(gè)不平整路面;(2)在泥土路面挖掘不同深度的小型溝壑,達(dá)到模擬不平整路面的效果。
上述方式存在的主要問題為:(1)構(gòu)建完成的測試裝置的測試指標(biāo)單一固定不可調(diào)整,因此,針對不同行進(jìn)體,需要構(gòu)建具有不同測試路面指標(biāo)的測試裝置,其中,路面指標(biāo)包括不平整度、坡度、彎道和障礙高度等;因此,具有測試裝置搭建過程繁瑣的問題,另外,由于需要搭建多個(gè)獨(dú)立的測試裝置,也造成了大量場地和資金的浪費(fèi)。(2)無法成為定型的測試裝置,測試指標(biāo)非固定,無法量化智能行進(jìn)體的綜合行動能力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,本發(fā)明提供一種地形變換與可重構(gòu)綜合測試裝置及測試方法,可有效解決上述問題。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明提供一種地形變換與可重構(gòu)綜合測試裝置,包括承載基礎(chǔ)(1)和排列固定于所述承載基礎(chǔ)(1)的多個(gè)測試單元(2);
每個(gè)所述測試單元(2)均包括測試殼體(4)以及用于調(diào)節(jié)所述測試殼體(4)高低位置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);所述測試殼體(4)的橫截面為多邊形,相鄰所述測試殼體(4)的側(cè)面之間緊密接觸,各個(gè)所述測試殼體(4)的上表面拼接為模擬地形和路面。
優(yōu)選的,所述測試殼體(4)的橫截面為矩形。
優(yōu)選的,所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為高度連續(xù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)或高度非連續(xù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選的,所述高度連續(xù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為絲桿螺母副調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)或滑桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選的,所述高度連續(xù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為自動驅(qū)動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)或非自動驅(qū)動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選的,所述自動驅(qū)動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動源;通過所述驅(qū)動源驅(qū)動所述測試殼體(4)進(jìn)行上升或下降運(yùn)動;
其中,所述驅(qū)動源包括液壓驅(qū)動源、電機(jī)陣列驅(qū)動源、人工動力驅(qū)動源。
優(yōu)選的,所述高度非連續(xù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為插桿和插孔配合式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
優(yōu)選的,還包括:用于限制各個(gè)所述測試殼體(4)傾斜的固定圍板(5);所述固定圍板(5)的底端與所述承載基礎(chǔ)(1)的外圍固定連接。
本發(fā)明還提供一種地形變換與可重構(gòu)綜合測試方法,包括以下步驟:
S1,構(gòu)建地形曲面數(shù)學(xué)模型;
S2,每個(gè)測試單元(2)的測試殼體(4)截面為矩形,設(shè)其長度值為A0,寬度值為B0;
S3,選取A*B場地范圍,即:該場地的長度值為A,寬度值為B;在所述場地布置m*n個(gè)測試單元,組成測試單元陣列;其中,m=A/A0;n=B/B0;
S4,在所述場地建立笛卡爾坐標(biāo)系X-Y-Z;其中,X軸和Y軸為在水平面相 互垂直的坐標(biāo)軸;Z軸為鉛垂線;
S5,獲得所述m*n個(gè)測試單元在所述笛卡爾坐標(biāo)系中的水平面位置坐標(biāo)(X,Y);將所述m*n個(gè)測試單元的水平面位置坐標(biāo)以及需要重構(gòu)的地形曲面參數(shù)輸入所述地形曲面數(shù)學(xué)模型,所述地形曲面數(shù)學(xué)模型經(jīng)運(yùn)算,得到每個(gè)所述測試單元的理想高度值Z1;
S6,根據(jù)每個(gè)所述測試單元的理想高度值Z1,獲得相應(yīng)測試單元的當(dāng)前實(shí)際高度值Z2,然后調(diào)整各個(gè)測試單元的實(shí)際高度值,使其升降至趨于理想高度值Z的位置,因此,升降至不同高度的測試單元的上表面變換或重構(gòu)為需模擬的地形曲面。
優(yōu)選的,S6中,當(dāng)調(diào)整各個(gè)測試單元的實(shí)際高度,使其升降至趨于理想高度值Z的位置之后,還包括:
S7,檢測到調(diào)整后的測試單元的實(shí)際高度值Z3;
然后,判斷檢測得到的實(shí)際高度值Z3與理想高度值Z1的偏差是否在可容許范圍內(nèi),如果在,則表明各個(gè)測試單元高度調(diào)整情況符合預(yù)期,結(jié)束對該測試單元的高度進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整;如果不在,則執(zhí)行S8;
S8,進(jìn)一步對測試單元的實(shí)際高度值進(jìn)行調(diào)整,如此不斷循環(huán),直到調(diào)整后的實(shí)際高度值與理想高度值Z1的偏差在可容許范圍內(nèi);
此外,S6中,通過以下方式獲得相應(yīng)測試單元的當(dāng)前實(shí)際高度值Z2:刻度標(biāo)定方式、激光測量方式、電磁波測量方式和位移傳感器測量方式。
本發(fā)明提供的地形變換與可重構(gòu)綜合測試裝置及測試方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
在構(gòu)建具有一定規(guī)模的測試裝置后,只需要調(diào)整各個(gè)測試單元的高度,即可得到具有不同特征的地形和路面,而不需要重新構(gòu)建測試裝置,提高了測試裝置的通用性,節(jié)約了測試場地和測試資金。
附圖說明
圖1為基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測試裝置組裝后的立體示意圖;
圖2為基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測試裝置組裝后的俯視圖;
圖3為基于絲桿螺母副的可重構(gòu)地形綜合測試裝置組裝后的側(cè)視圖;
圖4為每個(gè)測試單元2的機(jī)械結(jié)構(gòu)立體示意圖;
圖5為通過電鉆等工具驅(qū)動絲桿旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為絲桿螺母移動到絲桿螺紋最底端時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7為絲桿螺母移動到絲桿螺紋最頂端時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8為模擬垂直障礙型不平整路面的效果圖;
圖9為模擬水平壕溝型不平整路面的效果圖;
圖10為模擬凸嶺型不平整路面的效果圖;
圖11為模擬路溝型不平整路面的效果圖;
圖12為模擬彈坑型不平整路面的效果圖;
圖13為模擬復(fù)雜路面型不平整路面的效果圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
本發(fā)明提供一種地形變換與可重構(gòu)綜合測試裝置及測試方法,用于對智能行進(jìn)體和非智能行進(jìn)體進(jìn)行行動能力測試,其中,智能行進(jìn)體既可以為災(zāi)害搜救類機(jī)器人,也可以為其他智能設(shè)備,例如,車模等,用于對車模進(jìn)行性能測試,本發(fā)明對智能行進(jìn)體和非智能行進(jìn)體的具體類型并不限制。
如圖1所示,為地形變換與可重構(gòu)綜合測試裝置組裝后的立體示意圖;如圖2所示,為地形變換與可重構(gòu)綜合測試裝置組裝后的俯視圖,包括:承載基礎(chǔ)1和多個(gè)測試單元2;各個(gè)測試單元2排列固定于承載基礎(chǔ)1上,由于每個(gè)測試單元均固定于承載基礎(chǔ)上,可避免在對行進(jìn)體測試時(shí),測試單元發(fā)生水平方向運(yùn)動,提高了測試裝置的連接性能。此外,在承載基礎(chǔ)1的外圍還可以固定有固定圍板5,通過承載基礎(chǔ)1和固定圍板5的共同限位作用,使各個(gè)測試單元緊密排列于固定圍板5所圍成的矩形空間中,避免在對行進(jìn)體測試時(shí),測試單元發(fā)生水平方向傾斜,提高了測試裝置的連接性能。此外,測試單元的測試殼體4的橫截面為矩形,從而可以保證各個(gè)測試單元排列并固定于承載基礎(chǔ)上時(shí),相鄰測試殼體4之間緊密接觸,不存在間隙,防止因間隙而造成對行進(jìn)體測試的不必要干擾,達(dá)到更為逼真的模擬地形和路面的效果。
每個(gè)測試單元2均包括測試殼體4以及用于調(diào)節(jié)測試殼體4高低位置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)而調(diào)節(jié)測試殼體上表面的位置,使各個(gè)測試殼體4的上表面 拼接為模擬地形和路面。
本發(fā)明中,用于調(diào)節(jié)測試殼體4高低位置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際需求靈活設(shè)置,本發(fā)明對調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)形式并不限制,凡是能夠調(diào)節(jié)測試殼體4高低位置的結(jié)構(gòu)均在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
從整體上,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可區(qū)分為兩類:一類為高度連續(xù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),用于對測試殼體的高低位置進(jìn)行連續(xù)性調(diào)節(jié);另一類為高度非連續(xù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),只能對測試殼體的高低位置進(jìn)行非連續(xù)性調(diào)節(jié)。此處,連續(xù)性調(diào)節(jié)的含義是:可使測試殼體的高度屬于某個(gè)調(diào)節(jié)區(qū)間的任意位置,例如,假設(shè)測試殼體的高度調(diào)節(jié)區(qū)間為0~30毫米,則可使測試殼體位于0~30毫米中的任意數(shù)值,如,為27毫米、28毫米或28.5毫米等。非連續(xù)性調(diào)節(jié)的含義是:測試殼體的高度無法在某個(gè)調(diào)節(jié)區(qū)間任意調(diào)節(jié),只能以固定間隔或非固定間隔屬于某個(gè)調(diào)節(jié)區(qū)間的特定位置,例如,假設(shè)為固定間隔,并且,固定間隔為3毫米,則:當(dāng)高度調(diào)節(jié)區(qū)間為0~30毫米時(shí),測試殼體的高度可調(diào)節(jié)為0毫米、3毫米、6毫米…。而無法使測試殼體的高度為1毫米、2毫米等。
實(shí)際應(yīng)用中,高度連續(xù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可采用絲桿螺母副調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)或滑桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。高度非連續(xù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為插桿和插孔配合式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。并且,對于高度連續(xù)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),既可采用手動調(diào)節(jié)方式,也可采用自動調(diào)節(jié)方式,例如,通過電機(jī)驅(qū)動器或液壓驅(qū)動器進(jìn)行自動調(diào)節(jié),本發(fā)明對此均不限制。
作為一種具體實(shí)現(xiàn)方式,為方便理解,以下介紹一種基于絲桿螺母副調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的地形變換與可重構(gòu)綜合測試裝置的實(shí)施例:
如圖1所示,為基于絲桿螺母副的地形變換與可重構(gòu)綜合測試裝置組裝后的立體示意圖;如圖2所示,為基于絲桿螺母副的地形變換與可重構(gòu)綜合測試裝置組裝后的俯視圖,如圖3所示,為基于絲桿螺母副的地形變換與可重構(gòu)綜合測試裝置組裝后的側(cè)視圖;如圖4所示,為每個(gè)測試單元2的機(jī)械結(jié)構(gòu)立體示意圖,均包括升降機(jī)構(gòu)3和測試殼體4;
升降機(jī)構(gòu)3包括絲桿3.1、絲桿螺母3.2、固定套管3.3和軸承3.4;固定套管3.3垂直固定安裝于承載基礎(chǔ)1上,可采用焊接或螺絲固定方式;固定套管3.3的內(nèi)部設(shè)置軸承3.4;絲桿3.1垂直設(shè)置,并且,絲桿3.1的底端套設(shè)于軸承3.4上,使絲 桿3.1通過軸承3.4與固定套管3.3可旋轉(zhuǎn)的連接;絲桿螺母3.2套設(shè)于絲桿3.1上,并且,絲桿螺母3.2置于測試殼體4的空腔中,絲桿螺母3.2的外壁與測試殼體4的內(nèi)壁固定。因此,當(dāng)使絲桿發(fā)生順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí),可驅(qū)動絲桿螺母進(jìn)行上升或下降的直線運(yùn)動,從而帶動測試殼體進(jìn)行升降運(yùn)動,達(dá)到調(diào)整測試殼體高度而模擬不同地形和路面的目的。
在上述結(jié)構(gòu)中,測試殼體與絲桿螺母固定,而絲桿螺母與絲桿構(gòu)成絲桿螺母副,可將絲桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為螺母的直線運(yùn)動;絲桿通過軸承與固定套管可轉(zhuǎn)動連接,而固定套管固定于承載基礎(chǔ)上,因此,固定套管在確保絲桿能夠在套管中自由旋轉(zhuǎn)的同時(shí),固定套管還對整個(gè)測試裝置具有側(cè)向支撐作用,保證上部的測試殼體的垂直狀態(tài)。
此外,本發(fā)明中,絲桿的螺紋高度即為測試殼體的高度調(diào)節(jié)范圍,例如,如果絲桿的螺紋高度為50cm,則測試殼體的高度調(diào)節(jié)范圍即為0~50cm。如圖6所示,為絲桿螺母移動到絲桿螺紋最底端時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖7所示,為絲桿螺母移動到絲桿螺紋最頂端時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖,由此可見,為實(shí)現(xiàn)上述效果,需要滿足以下設(shè)計(jì)參數(shù):測試殼體4的內(nèi)徑大于固定套管3.3的外徑,使固定套管3.3可完全置于測試殼體4的空腔中。通過上述結(jié)構(gòu),在盡量降低整個(gè)測試裝置成本的前提下,最大可能的提高了測試殼體的高度調(diào)節(jié)范圍。
本發(fā)明中,可采用各類結(jié)構(gòu)形式向絲桿施加外力,從而驅(qū)動絲桿旋轉(zhuǎn),進(jìn)而調(diào)節(jié)測試殼體4的高度。以下僅介紹兩種具體結(jié)構(gòu)形式:
(1)非自動驅(qū)動結(jié)構(gòu)形式
本例為采用電鉆等工具驅(qū)動絲桿旋轉(zhuǎn)的示例。
如圖5所示,為通過電鉆等工具驅(qū)動絲桿旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖;絲桿3.1的頂端面設(shè)置有絲桿調(diào)整單元6,例如,絲桿調(diào)整十字槽或絲桿調(diào)整方孔;在測試殼體4的頂端面且位于絲桿調(diào)整單元6正上方的位置設(shè)置有絲桿調(diào)整工具穿入孔7。當(dāng)需要模擬某種類型的地面參數(shù)時(shí),計(jì)算得到每個(gè)測試殼體的高度值,然后,使用十字頭電鉆8等工具穿過絲桿調(diào)整工具穿入孔而作用于絲桿調(diào)整十字槽或方孔上,通過電鉆驅(qū)動絲桿進(jìn)行順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),絲桿旋轉(zhuǎn)力作用于絲桿螺母,從而給予測試殼體垂直向上或向下的作用力,最終實(shí)現(xiàn)測試殼體的上升或 下降運(yùn)動,并且,這種上升或下降是連續(xù)可調(diào)的。由于在測試殼體的頂端所開設(shè)的絲桿調(diào)整工具穿入孔7的孔徑非常小,因此,不會影響模擬路面的測試性能。當(dāng)然,對于需要精細(xì)模擬路面的場合,也可以設(shè)置穿入孔蓋;穿入孔蓋置于絲桿調(diào)整工具穿入孔的孔內(nèi)。通過穿入孔蓋,保證測試殼體上表面的光滑性,提高測試效果。
(2)自動驅(qū)動結(jié)構(gòu)形式
本例為采用電機(jī)自動驅(qū)動絲桿旋轉(zhuǎn)的示例。
每個(gè)測試單元2還包括驅(qū)動電機(jī);驅(qū)動電機(jī)內(nèi)置于固定套管3.3中,驅(qū)動電機(jī)與絲桿3.1的底端聯(lián)動,用于驅(qū)動絲桿3.1進(jìn)行順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
還包括總控制器;總控制器分別與各個(gè)測試單元2的驅(qū)動電機(jī)連接,通過總控制器自動控制驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)。下面介紹一種基于總控制器的測試方法,包括以下步驟:
S1,將n個(gè)測試單元2排列固定于承載基礎(chǔ)1上,使相鄰測試單元2的測試殼體4緊密接觸;其中,n為自然數(shù);
S2,在承載基礎(chǔ)1所在平面建立二維直角坐標(biāo)系,得到每個(gè)測試單元2的位置坐標(biāo);
S3,配置總控制器的初始參數(shù);包括:n個(gè)測試單元2的位置坐標(biāo)、每個(gè)測試單元2的測試殼體4的橫截面的長度值和寬度值、前次模擬得到的路面參數(shù)、以及本次需要模擬的路面參數(shù);
S4,總控制器基于初始參數(shù),計(jì)算得到每個(gè)測試單元1的理想距離調(diào)整值,并根據(jù)理想距離調(diào)整值,分別生成與每個(gè)測試單元2唯一對應(yīng)的控制指令;其中,控制指令包括驅(qū)動電機(jī)ID、驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動方向和驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動次數(shù);理想距離調(diào)整值包括理想距離上升值或理想距離下降值;
S5,總控制器將每個(gè)控制指令發(fā)送給對應(yīng)的測試單元2的驅(qū)動電機(jī),使驅(qū)動電機(jī)按轉(zhuǎn)動次數(shù)進(jìn)行順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動;其中,在驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí),驅(qū)動電機(jī)帶動絲桿3.1轉(zhuǎn)動,絲桿3.1的轉(zhuǎn)動運(yùn)動轉(zhuǎn)化為絲桿螺母3.2進(jìn)行上升或下降的直線運(yùn)動,而由于絲桿螺母3.2與測試殼體4固定連接,因此,絲桿螺母3.2的上升或下降運(yùn)動即為測試殼體4的上升或下降運(yùn)動,由此實(shí)現(xiàn)各個(gè)測試單元2的測試 殼體4上升或下降到所需的距離,則各個(gè)測試殼體4的上表面拼接為滿足本次需要模擬的路面參數(shù)的模擬路面。
本發(fā)明還提供一種地形變換與可重構(gòu)綜合測試方法,包括以下步驟:
S1,構(gòu)建地形曲面數(shù)學(xué)模型;
S2,每個(gè)測試單元2的測試殼體4截面為矩形,設(shè)其長度值為A0,寬度值為B0;
S3,選取A*B場地范圍,即:該場地的長度值為A,寬度值為B;在場地布置m*n個(gè)測試單元,組成測試單元陣列;其中,m=A/A0;n=B/B0;
S4,在場地建立笛卡爾坐標(biāo)系X-Y-Z;其中,X軸和Y軸為在水平面相互垂直的坐標(biāo)軸;Z軸為鉛垂線;
S5,獲得m*n個(gè)測試單元在笛卡爾坐標(biāo)系中的水平面位置坐標(biāo)X,Y;將m*n個(gè)測試單元的水平面位置坐標(biāo)以及需要重構(gòu)的地形曲面參數(shù)輸入地形曲面數(shù)學(xué)模型,地形曲面數(shù)學(xué)模型經(jīng)運(yùn)算,得到每個(gè)測試單元的理想高度值Z1;
S6,根據(jù)每個(gè)測試單元的理想高度值Z1,獲得相應(yīng)測試單元的當(dāng)前實(shí)際高度值Z2,然后調(diào)整各個(gè)測試單元的實(shí)際高度值,使其升降至趨于理想高度值Z的位置,因此,升降至不同高度的測試單元的上表面變換或重構(gòu)為需模擬的地形曲面。本步驟中,獲得相應(yīng)測試單元的當(dāng)前實(shí)際高度值的獲取方式可以為:刻度標(biāo)定方式、激光測量方式、電磁波測量方式,也可以在每個(gè)測試單元的頂部安裝微型的位移傳感器,通過位移傳感器自動測量得到測試單元的實(shí)際高度值。本發(fā)明對測試單元實(shí)際高度值的具體測量方式并不限制。
之后,還包括:
S7,檢測到調(diào)整后的測試單元的實(shí)際高度值Z3;
然后,判斷檢測得到的實(shí)際高度值Z3與理想高度值Z1的偏差是否在可容許范圍內(nèi),如果在,則表明各個(gè)測試單元高度調(diào)整情況符合預(yù)期,結(jié)束對該測試單元的高度進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整;如果不在,則執(zhí)行S8;
S8,進(jìn)一步對測試單元的實(shí)際高度值進(jìn)行調(diào)整,如此不斷循環(huán),直到調(diào)整后的實(shí)際高度值與理想高度值Z1的偏差在可容許范圍內(nèi)。使各個(gè)測試單元上表面所拼接形成的地形曲面不斷逼近于需要模擬的地形曲面。
本發(fā)明中,根據(jù)所建立的曲面函數(shù)模型,通過選取測試殼體位置坐標(biāo)(X、Y),計(jì)算獲取測試單元高度(Z),對各種測試單元高度的靈活調(diào)整,可模擬或重構(gòu)出各種復(fù)雜地形和路面,提供測試智能行進(jìn)體和非智能行進(jìn)體在不同地形和路面條件下行動能力的裝置。例如,如圖8所示,為模擬垂直障礙型不平整路面的效果圖;如圖9所示,為模擬水平壕溝型不平整路面的效果圖;如圖10所示,為模擬凸嶺型不平整路面的效果圖;如圖11所示,為模擬路溝型不平整路面的效果圖;如圖12所示,為模擬彈坑型不平整路面的效果圖;如圖13所示,為模擬復(fù)雜路面型不平整路面的效果圖。當(dāng)然,根據(jù)實(shí)際需求,可靈活組合出各類復(fù)雜路面,圖8-圖13僅為具體的示例。
由此可見,本發(fā)明提供的地形變換與可重構(gòu)綜合測試裝置及測試方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)在構(gòu)建具有一定規(guī)模的測試裝置后,只需要利用根據(jù)地形特征建立的曲面函數(shù)模型,調(diào)整各個(gè)測試單元的高度,即可得到具有不同曲面特征,以及不同平整度、坡度、傾斜度、溝塹、彎道、臺階、溝壑等特征的模擬地形和路面,而不需要重新構(gòu)建測試裝置,提高了測試裝置的通用性,節(jié)約了測試場地和測試資金;
(2)每個(gè)測試單元均固定于承載基礎(chǔ)上,有效達(dá)到對測試單元的固定作用,提高測試單元的連接性能,防止在對智能行進(jìn)體進(jìn)行測試時(shí),測試單元發(fā)生水平移位,因此,提高了對不平整路面的模擬能力;
(3)通過調(diào)節(jié)測試殼體的高度,可變換和重構(gòu)各種典型地形環(huán)境,為地面移動機(jī)器人、汽車模型、其它地面移動體的通過性能、越障性能、抗傾覆能力等的測試,提供不同的、可調(diào)整的地形和路面環(huán)境條件,且這種調(diào)整既可以具有連續(xù)性,也可以不具有連續(xù)性。該裝置還可為計(jì)算機(jī)路面環(huán)境仿真設(shè)計(jì)提供模型和檢驗(yàn)依據(jù)。
(4)為一種簡便、定型、而且靈活可調(diào)的智能行進(jìn)體地形變換與可重構(gòu)綜合測試裝置,具有固定的測試指標(biāo),能夠量化智能行進(jìn)體和非智能行進(jìn)體的綜合行動能力;而且,可根據(jù)實(shí)際測試需求,靈活調(diào)整測試設(shè)備對行進(jìn)體和非智能行進(jìn)體行動能力的測試復(fù)雜難度,滿足對智能行進(jìn)體行動能力 的測試需求。
(5)變換、重構(gòu)后的地形和路面基礎(chǔ)數(shù)據(jù),可通過刻度標(biāo)識裝置、激光測量裝置、電磁波測量裝置、位移傳感等等予以記錄和檢驗(yàn)。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。