CN116674675A - 可碾过的测试用运载体 - Google Patents

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Abstract

本发明总体上提供可碾过的测试用运载体，用于沿驾驶平面对先进驾驶员辅助系统进行动态车辆测试。该可碾过的测试用运载体包括：底盘，其具有第一端和第二端并且包括被配置为接收软目标的安装区域，并在第一端和第二端之间限定横贯于驾驶平面的旋转轴线；与底盘联接的四个驱动机构，每个驱动机构具有带有驱动轮的电动机；以及控制系统，其与电动机联接并被配置为控制每个电动机的速度和扭矩，从而形成扭矩矢量，该扭矩矢量使可碾过的测试用运载体围绕旋转轴线旋转到目标旋转角度。旋转轴线是两个驱动机构之间的位置，当扭矩矢量被施加到可碾过的测试用运载体的底盘上时，底盘围绕该位置转弯。

Description

可碾过的测试用运载体
背景技术
随着正在开发和测试的高级驾驶员辅助系统(ADAS)的兴起，对测试设备的需求急剧增加，该测试设备可以减少对测试成员的风险，同时能够承受潜在的破坏性冲击和情景。对发展中的防撞技术进行测试的重要工具是使用移动且可控的平台。移动平台适合托住模拟目标对象，诸如汽车、卡车、行人、自行车等。模拟目标通常由不会损坏装配有ADAS的车辆的材料制成，诸如泡沫、纸板或任何其他软材料。
在测试期间，不同的软目标可以用于不同场景，以从ADAS系统获得不同数据。根据软目标，可以使用不同移动测试平台，以便更好地模拟特定测试场景来测试集成到乘用车中的防撞技术的某些特征。
发明内容
本发明总体上提供一种被配置为携带软目标的可碾过的(overrunable)测试用运载体。该可碾过的测试用运载体包括底盘、连接到底盘的相对端部的第一轴布置和第二轴布置、由底盘支撑的用于确定底盘的地面速度的地面速度传感器，以及控制系统。每个轴布置包括与第一轴布置和第二轴布置中的每一个连接的两个电动机，以及连接到每个电动机的一个轮。该控制系统与电动机和地面速度传感器操作性地连接，该控制系统被配置为计算连接到每个电动机的每个轮的旋转速度与底盘的地面速度之间的差值，以确定每个轮与驱动平面之间的目标滑移，计算每个电动机的扭矩输出和速度输出，并且控制电动机的电机参数，以将扭矩矢量施加到底盘，从而使底盘围绕旋转轴线从第一轨迹角度旋转到目标轨迹角度。相同轴上的每个电动机的扭矩输出不同。每个电动机的扭矩输出值对应于每个电动机的速度输出值。
本申请还提供一种可碾过的测试用运载体，其用于对沿驾驶平面的高级驾驶员辅助系统进行动态车辆测试。可碾过的测试用运载体包括：底盘，其具有第一端和第二端并包括被配置为接收软目标的安装区域，并且在第一端和第二端之间限定横贯于驾驶平面的旋转轴线；与底盘联接的四个驱动机构，每个驱动机构具有带有驱动轮的电动机；以及控制系统，其与电动机联接并被配置为控制每个电动机的速度和扭矩，从而形成扭矩矢量，该扭矩矢量使可碾过的测试用运载体围绕旋转轴线旋转到目标旋转角度。旋转轴线是两个驱动机构之间垂直于驱动平面的位置，当扭矩矢量被施加于可碾过的测试用运载体的底盘时，底盘围绕该位置转向。
本申请还提供一种用于在高速公路速度下操纵可碾过的测试用运载体的方法，该可碾过的测试用运载体具有：与四个电动机连接的底盘，每个电动机具有轮；以及控制系统。该方法包括：在可碾过的测试用运载体沿第一轨迹行驶时，确定可碾过的测试用运载体的地面速度；确定与第一目标轨迹对应的可碾过的测试用运载体的第一目标旋转角度；使用控制系统基于地面速度计算轮滑移；计算四个电动机中的每个电动机的个体速度和扭矩输出；以及通过使用控制系统控制四个电动机的电机参数来调节每个电动机的速度和扭矩，从而将第一扭矩矢量施加到可碾过的测试用运载体，使可碾过的测试用运载体从第一轨迹旋转到第一目标旋转角度。四个电动机中的至少两个电动机的速度和扭矩相同。
附图说明
本公开的优点将很容易被理解，因为当与附图一起考虑以下详细描述时将更好地理解本公开的优点。
图1是可碾过的测试用运载体的透视图，其中软目标被车辆撞击。
图2是可碾过的测试用运载体和软目标的透视图。
图3是可碾过的测试用运载体的透视图。
图4是可碾过的测试用运载体的侧视图。
图5是可碾过的测试用运载体的底部透视图。
图6是隐藏了顶表面的可碾过的测试用运载体的示意性俯视图。
图7是测试用运载体的控制部分的一个示例的仰视图。
图8A-图8D示出不同位置处的传动系和悬挂系统。
图9是可碾过的测试用运载体的示意性透视图。
图10是可碾过的测试用运载体的受力图。
图11是可碾过的测试用运载体转向的示意图。
图12是对应于绕圈行驶的可碾过的测试用运载体的位置图的一个示例。
图13是对应于绕圈行驶的可碾过的测试用运载体的车速图的一个示例。
图14是对应于绕圈行驶的可碾过的测试用运载体的左电机和右电机的电机电流图的一个示例。
图15是对应于绕圈行驶的可碾过的测试用运载体的轮速图的一个示例。
图16是对应于绕圈行驶的可碾过的测试用运载体的左侧轮和右侧轮的轮滑移图的一个示例。
图17是显示出对应于绕圈行驶的可碾过的测试用运载体的右侧电机和左侧电机的电流差的图示的一个示例。
图18是对应于绕圈行驶的可碾过的测试用运载体的旋转角度图的一个示例。
图19是执行变道的可碾过的测试用运载体的示意图。
图20是对应于执行变道的可碾过的测试用运载体的位置图的一个示例。
图21是对应于执行变道的可碾过的测试用运载体的车速图的一个示例。
图22是对应于执行变道的可碾过的测试用运载体的左电机和右电机的电机电流图的一个示例。
图23是对应于执行变道的可碾过的测试用运载体的轮速图的一个示例。
图24是对应于执行变道的可碾过的测试用运载体的左侧轮和右侧轮的轮滑移图的一个示例。
图25是显示出对应于执行变道的可碾过的测试用运载体的右侧电机和左侧电机之间的电流差值的图示的一个示例。
图26是对应于执行变道的可碾过的测试用运载体的旋转角度图的一个示例。
具体实施方式
本文提出的解释和说明旨在使本领域的其他技术人员了解本教导内容、其原理及其实际应用。本领域的技术人员可以以在最适合特定用途要求时的本教导内容的多种形式调节和应用本教导内容。因此，所阐述的本教导内容的具体实施例并不意图详尽描述或限制本发明。因此，在确定本教导内容的范围时不应参考上述描述，而应参考所附的权利要求书，以及赋予这些权利要求的全部等同物的范围来确定。所有文章和参考文献(包括专利申请和出版物)的公开内容出于所有目的而以引用方式并入。如通过所附的权利要求所收集的，其他组合也是可以的，该权利要求也以引用方式并入本书面描述。
本申请涉及用于高级避撞技术的测试用运载体(test vehicle)。测试用运载体10(在图1和图2中看到的现有技术示例)可以用作移动且可控的平台，其用于托住模拟目标物体92，诸如汽车、卡车、行人、自行车等。图1示出大型可碾过的测试用运载体10的示例，其被配置为携带代表车辆的软目标92。图2示出具有行人软目标92的大型可碾过的测试用运载体10。图1和图2中描绘的可碾过的测试用运载体10通常用于全尺寸软目标92，诸如汽车或卡车。
测试用运载体10是可碾过的测试用运载体(overrunable test vehicle)10(本文称为OTV)。在避撞测试期间，OTV可以经受严苛的条件，包括被具有先进避撞技术的车辆90碾压。OTV 10可以被配置成能够承受汽车的重量。例如，OTV 10可承受3.5吨的乘用车。OTV10可以被配置为每个轮可托住4吨。OTV 10可以被配置为托住符合欧盟车辆定义(https://www.transportpolicy.net/standard/eu-vehicle-definitions/)中的M1类的汽车。在一些示例中，OTV 10可以被配置为移动重量为5kg或以上、10kg或以上、20kg或以上、50kg或以上、甚至75kg或以上的软目标。在一些示例中，OTV 10可以将一个或多个软目标移动到80公里/小时或更大的速度。在一些示例中，OTV 10可以具有与OTV 10不带软目标时不同的最高负载速度。在一些示例中，当负载有重量在10kg至50kg或更重的软目标时，OTV可具有超过100公里/小时的最高速度。
转到图3和图4，OTV 10包括底盘12。底盘12(也被称为框架)可以作为测试用运载体的基础结构。该框架可以由钢、复合材料、铝、塑料或其组合物制成。在一些示例中，底盘12可以是单一部件。在其他示例中，底盘12可以由两个或更多个模块部件制成。例如，底盘12可以由单块的机械加工的铝制成。底盘12可以被划分成与OTV的某些特征相对应的若干区段。框架/底盘12的这些区段可以分为独立隔室以容纳OTV 10的不同系统和部件。底盘12可以具有大致几何形状。例如，底盘12可以具有诸如矩形、正方形、圆形、三角形、多边形等形状。底盘12可以具有200cm或更短的总长度。在一些示例中，框架的总长度为150cm或更短，甚至是110cm或更短。在一些示例中，底盘12可以具有相对一致的厚度。在其他示例中，底盘12可以具有不同的厚度。正如下文所规定的，OTV 10的底盘12可以被划分为两个或更多个区段。
参考图3和图4，底盘12用于保护测试用运载体10的控制系统。底盘12可以用于允许车辆90驶过测试用运载体10的顶部而不损坏底盘12内的部件。底盘12可以包括具有盖62的一个或多个电池壳体63，用于将一个或多个电池82置于OTV 10的底盘12内。电池82可以位于底盘12内的电池壳体63中并且包括与顶表面99平齐的电池盖62。
底盘12限定内腔15，诸如图6和7所示的内腔。内腔15是开放空间，用于安装和定位OTV 10的不同部件，诸如驱动机构23、一个或多个控制系统80、电池82、多个传感器、天线、接收器或其组合。底盘12的腔体15可以用底盖100(参见图5)、电池盖62和/一个或多个其他盖或屏蔽物覆盖，以便保护OTV 10的部件在测试期间免受破坏。
底盘12的内腔15可以被划分为独立的隔室以容纳OTV 10的不同系统和部件。这些隔室可以用于将机械系统、电气系统、动力系统、传感器、轮或其组合彼此分开。这些隔室可以是密封的或不密封的。这些隔室可以具有水密性。底盘12可以具有一般几何形状，诸如长方形、正方形、圆形、三角形、多边形等。底盘12可以包括两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、八个或更多个或甚至十个或更多个隔室。例如，底盘12可以被分割成多个隔室，从而将一个或多个控制系统80与传动轴24分开。在一些示例中，每个传动轴24是底盘12的内腔15中唯一开放的隔室，其中控制系统80、电池82、传感器和电动机26被屏蔽在一个或多个盖后面。在一些示例中，OTV 10具有四个电动机26，每个电动机26可以在这些隔室的独立隔间中。
图5示出带有底盖100的OTV 10的仰视图。底盘12包括可拆卸底盖100，该可拆卸底盖100用于密封和保护OTV 10的内腔15内的相当一部分部件。底盖100可以由钢、复合材料、塑料或其组合物制成。底盖100可以覆盖框架12的一些部分，这些部分是中空的并且容纳控制系统80、推进系统/传动系23、传感器或其组合中的至少一部分。底盖100用一系列紧固件连接到框架12。底盖100用一系列紧固件沿密封件102连接到框架12。密封件102使框架12内的部件免受道路碎片、液体或测试用运载体10在正常运行中可能遇到的任何其他潜在危险物质的影响。底盖100可以包括多个口袋部50，这些口袋部被配置为允许每个驱动机构23从内腔15中伸出以延伸到底盖100下面并接触驱动平面106。如图5所示，口袋部50具有L形，其允许驱动机构24随着驱动表面(也被称为驱动平面106)相对于底盖100的变化而移动。
简要地再次参考图2-图4，OTV 10包括多个侧壁22。底盘12可以与配置为底盘12的斜坡部分的多个侧壁22连接。多个侧壁22可以用于通过允许车辆90的轮胎攀爬越过测试用运载体10来协助具有高级驾驶员辅助系统(ADAS)技术的车辆90碾压测试用运载体10。底盘12可以包括一个或更多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、六个或更多个、八个或更多个、十个或更多个侧壁22。侧壁22可以与底盘12永久连接。侧壁22可以与底盘12可拆卸地连接。测试用运载体10可以包括用于测试用运载体10的每一侧或每一部分的至少一个侧壁22，使得测试用运载体可以容易地在任一侧上被碾过。
回到图6和图7，OTV 10包括多个驱动机构23。驱动机构23被配置为使OTV 10加速和减速。驱动机构23位于OTV 10的内腔15内。每个驱动机构23包括传动轴24，该传动轴24包括电动机26和驱动轮28。在本公开提供的示例中，OTV 10包括四个驱动机构23。OTV能够具有超过100kph或更快的速度。OTV 10可行驶的速度取决于OTV 10所携带的负载，在大多数情况下，该负载将是软目标92。驱动机构23可以被配置为以0.1m/s2至5.0m/s2或更快的速率使OTV 10加速。驱动机构23可以被配置为协助OTV 10以-0.1m/s2至-5.0m/s2或更快的速率减速和停止。在一些示例中，加速和减速的速率与重量有关。在一个示例中，OTV 10能够在有效载荷为10kg情况下以2.0m/s2的速率加速并且以-2.0m/s2的速率减速。加速和减速受到OTV 10上的有效载荷的重量影响，从而当软目标92的重量增加时引起更慢的加速和减速。
转到图9，OTV 10包括第一部分14和第二部分16。在一些示例中，第一部分14可以是OTV 10的前部分或后部分，而第二部分16可以是OTV 10的前部分或后部分中的另一部分。为了本公开的目的，第一部分14将指OTV 10的“前部”，而第二部分16将指OTV 10的“后部”。同样地，OTV 10可以被称为具有两个侧面34、36，包括第一侧面34和第二侧面36。在一些示例中，第一侧面34可以是OTV 10的右侧面或左侧面，而第二侧面36是OTV 10的右侧面或左侧面中的另一个。为了本公开的目的，第一侧面34将用于指OTV 10的“右”侧面，而第二侧面36将用于指OTV 10的“左”侧面。在本示例中，OTV 10可以在第一部分14中具有两个驱动机构23，并在第二部分16中具有两个驱动机构，从而形成轴布置30、32，如图9所示。
轴布置30、32包括在OTV 10的第一部分14和第二部分16中的每个部分中的两个驱动机构23。轴布置30、32被布置成使得相同部分14、16的两个驱动机构23的驱动轮28中的每一个对齐。在一些示例中，诸如如图9所示，第一轴布置30包括第一部分14中的两个驱动机构23，而第二轴布置32包括第二部分16中的两个驱动机构。在图9-图11中，第一轴布置30和第二轴布置32中的每一个都被示出为使它们各自的驱动轮28对准。每个驱动机构23都附接到底盘12，使得驱动轮28保持为固定对准。在本示例中，因为驱动轮28和驱动机构23中的每一个呈固定对准形式，所以在OTV 10中没有常规转向机构(例如齿条和小齿轮转向机构等)。相反，控制系统80利用独立的电动机26来创造扭矩矢量，以将OTV 10转向期望的轨迹，这将在下文进一步描述。
每个驱动机构23都包括电动机26。电动机26可用于向OTV 10提供推进力。电动机26可用于协助OTV 10减速或停止。如在图6-图7中可见，OTV 10包括四个电机26。每个电动机26包括电机壳体和输出轴。可以独立地对每个电动机26进行供电和控制。电动机26可以由控制系统80独立地控制。在其他示例中，每个电动机26包括电机控制器27。在一些示例中，电机控制器27可用于在每个电动机26和控制系统80之间确定和传送一个或多个电机参数。在本示例中，电动机26可以用作转向系统。例如，如下面进一步描述的，电动机26可以与传动轴24操作性地连接并通过每个传动轴24增加和减小驱动轮28的功率输出和旋转方向来控制OTV 10的转向。传动轴24的布置使OTV 10可以以6米或更小的转向半径进行360度转向。电动机26是驱动机构23的一部分并与传动轴24、悬挂系统、一个或多个电源(即电池82)、驱动轮28或其组合连接。
驱动机构各自包括将电动机26与驱动轮28连接的传动轴24。一个或多个电机26为驱动机构23提供动力。驱动机构23包括传动轴24。传动轴24可以用于将来自每个电动机26的输出的旋转运动转换为驱动轮28在远离电动机26的输出轴的位置处的旋转运动。在一些示例中，传动轴24可以是将电动机26的输出连接到驱动轮38的链驱动器。该链驱动器可以用于传递来自电动机26的输出轴的旋转运动以便为轮38提供动力。每个传动轴24可以包括电动机26输出和驱动轮28之间的至少一个传动装置。传动轴24可以包括用于将旋转运动从电动机26传递到驱动轮28的至少一个链条、皮带、带子等或其组合。
每个驱动机构23包括针对每个传动轴24的一个驱动轮28。驱动轮28可以用于在表面之上移动OTV 10。如在图5-图7和图9中可见，底盘12与四个驱动轮28联接，每个传动轴24上有一个轮。每个驱动轮28可以包括绕其外围包裹的轮胎。在一些示例中，驱动轮可以与轮胎集成，以使得轮和轮胎为一整体。轮胎可以用于在表面上提供牵引力。轮胎可以由天然橡胶、合成橡胶、塑料、织物、钢、聚合物或其组合物制成。轮胎可以是可充气的。轮胎可以是无气(airless)设计。轮胎可以是实心的。轮胎可以是可变形的。轮胎可以是一次性物品，其在磨损时可以被更换。
传动轴24与悬挂系统39集成并且是该系统的一部分。转到图6-图7和图8A至图8D，悬挂系统39可以用于允许框架12和由轮28接触的道路的不平顺之间的相对运动，随着OTV10在表面之上机动而提供阻尼。悬挂系统39包括驱动机构23和一个或多个阻尼器40，其中驱动机构23的至少一部分和阻尼器40各自直接或间接地与OTV 10的底盘12相互作用。悬挂系统39和传动轴24在图8A-图8D中可见。悬挂系统39可以用于吸收测试期间被碾过的一些冲击，从而最大限度地减少对OTV 10的损害。悬挂系统39可以包括一个或多个吸收器和/或阻尼器40。一个或多个吸收器40可以是冲击器、支柱、弹簧或任何其他合适的阻尼装置。一个或多个悬挂系统39可以操作性地连接到驱动轮28、电动机26、底盘12或其组合。例如，阻尼器40与每个传动轴24连接，使得当OTV 10在驾驶表面不平整情况下行走时，驱动轮28仍然稳固地放在驾驶表面上。在一些示例中，悬挂系统39被配置为在OTV 10被碾过时可移动到框架12中，从而允许框架12承受被驶过的冲击，使得框架12的底表面接触地面以承受驶过OTV的车辆的负载。
为了维修OTV 10的传动系23，可以将传动轴24从工作位置46移动到维修位置48。工作位置46是传动轴24在工作时所处的位置。如在图8A-图8C中可见，工作位置46是传动轴24在工作期间可行进的运动范围。为了维持工作位置46，可调止动器44与从传动轴24凸出的延伸部42相互作用。可调止动器44可以被设置为限制传动轴24和悬挂系统39可以行进的行进量。可调止动器44可以被配置为设置底盘12的额定离地间隙。当传动轴24达到最大行进量时，止动器44与延伸部42接触。最大行进量是可调节的。维修位置48在图8D中可见。为了将OTV 10置于维修位置，可以移除或调节可调止动器44，以允许将传动轴24带出框架12，使得可以对轮38、传动轴24、链条/皮带、链轮、电机26的输出轴或其组合进行维修。
OTV 10包括一个或多个电池82。一个或多个电池82可以用于向测试用运载体10提供电力。测试用运载体10可以具有一个或多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个或甚至多个电池82。一个或多个电池82可以与测试用运载体10可拆卸地连接。一个或多个电池与电源控制器连接。在一些示例中，一个或多个电池与电源控制器集成在一起。在一些示例中，每个电池具有一个电源控制器。在其他示例中，电源控制器和一个或多个电池是分开的。一个或多个电池可以为OTV 10提供一个或多个小时、两个或更多个小时、三个或更多个小时、甚至四个或更多个小时的操作。在一些示例中，一个或多个电池可以在OTV 10满载时提供两个小时的使用，以进行20次或更多次测试。一个或多个电池82可以为电机26提供电力以使OTV 10移动到100kph或更高速度。一个或多个电池可以为电机26提供电力以便在测试时提供更长时间的恒定速度。一个或多个电池82可以是可插拔/交换的(swappable)，使得用户可以快速更换到已充电电池以恢复测试。一个或多个电池82可以在两个或更少小时内、一个或更少小时、甚至半个小时或更少时间内充电。一个或多个电池可以位于OTV 10的一个或多个隔室内。一个或多个电池82在安装在测试用运载体内时可与测试用运载体10的顶表面99平齐。在一些示例中，如在图5中可见，电池被存放在底盘12内且电池盖62设置在OTV 10的顶表面上，从而隐藏并密封一个或多个电池82。电池盖62可以被配置为“热插拔”一个或多个电池82，意指该盖被配置为快速拆开，使得将已用完的一个或多个电池82换成已充电电池。电池盖62可以包括用于连接到底盘12的多个磁铁和集成式快速断开螺丝。
再参考图6和图7，控制系统80被安置在OTV 10的底盘12的内腔15内。该控制系统包括联合工作和/或独立工作的多个控制器、多个传感器或两者。如图6和图7中清晰可见，控制系统80可以包括控制板74、安全控制器66、惯性测量单元68、转向控制器70、车载WiFi模块73、全球导航卫星系统(GNSS)天线60、维护端口65、电机26或其组合。控制系统80还可以包括多个传感器，诸如地面速度传感器、惯性传感器、力传感器等或其组合。多个传感器可以位于控制系统80的一个或多个控制器74、66、68、70、27内。控制系统80可以从多个传感器和控制器(例如，地面速度传感器、GNSS天线60、电机26、外部控制器)接收数据。控制系统80可以基于从多个传感器接收的数据来计算最佳加速参数、减速参数或这两者。控制系统80可以利用算法，该算法优化加速和减速而不会引起不必要或不期望的状况。
OTV包括控制系统80，该控制系统80可以包括联合工作和/或独立工作的多个控制器、多个传感器或这两者。在一些示例中，控制系统可以包括一个或多个车载控制器以及一个或多个远程控制器。在一些示例中，一个或多个车载控制器可以与一个或多个远程控制器联合工作。远程控制器可用于控制一个或多个OTV 10。如图6和图7中最佳示出，控制系统80可以包括控制板74、安全控制器66、惯性测量单元68、转向控制器70、通信控制器72、车载WiFi模块73、GNSS天线60、电机26或其组合。控制系统80还可以包括多个传感器，诸如地面速度传感器、惯性传感器、力传感器等或其组合。
安全控制器66可用于通过计算故障模式和影响的分析来确定和维持适当的性能水平，从而确保OTV按预期工作。例如，安全控制器66防止意外移动并确定OTV 10紧急停止的适当条件。
惯性测量单元68可以用于使用GNSS、地面速度传感器和惯性传感器来监测OTV 10的速度和加速度，从而将数据提供到安全控制器、转向控制器、通信控制器或控制OTV 10所必需的控制系统80的任何部分。
GNSS天线60可用于在测试期间定位OTV 10并跟踪OTV 10的位置。在一些示例中，可以使用定位OTV 10的位置的其他形式，诸如超频段接收器和信标。
维护端口65可用于将外部设备连接到OTV 10以收集数据、调节设置或执行常规维护。维护端口65可以被供电并且可以额外地用于向软目标92提供电源。例如，软目标92可以被配置为具有头灯和尾灯的车辆，并且可以通过电缆连接到OTV 10以向软目标92提供电源，实现软目标92上的逼真的光线条件。
转向控制器70可以用于通过基于OTV 10在运行期间的速度、加速度、功率水平、位置和其他属性的算法来控制OTV 10的转向。通信控制器可以用于将控制系统和任何其他外部控制器链接在一起，从而用作车载局域网。通信控制器与WiFi模块73和WiFi天线61连接。在一些示例中，WiFi天线61可以伸出框架12，超出外表面99，以提供更好的连接性并被配置为承受被碾压。WiFi天线可以可拆卸连接。WiFi天线61可以是一次性部件。
控制系统80与一个或多个电机26、一个或多个电机控制器27、一个或多个远程控制器或其组合连接。控制系统80可以包括一个或多个电机、一个或多个电机控制器27或这两者。控制系统80可以将与一个或多个电机参数有关的消息和/或命令发送到控制电机26的致动的电机控制器27。电机参数是可由电机控制器27、控制系统80或这两者命令的电机的一个或多个输出。电机参数可以包括电机速度、电机扭矩或这两者。可以通过向一个或多个电机26提供特定电流来执行一个或多个电机参数。施加到每个电动机26的电流量与然后施加到驱动轮28的输出扭矩对应。施加到每个电动机26的电流量可与电动机26的输出的设定旋转速度对应。控制系统80计算并命令进入电动机26的电流以实现驱动轮28的指定轮速，并最终实现OTV 10的地面速度。电机控制器27可以通过控制器区域网络(CAN)与控制系统80通信，并且该CAN通过控制系统80发送数据，从而控制OTV 10的运行。例如，当控制系统80命令减速时，一个或多个电动机26可以接收CAN指令，以通过调节电机速度、电机扭矩或两者而将OTV 10减速到期望速度。控制系统80可以用于控制OTV 10进行减速和停止所使用的制动力的大小。控制系统80可以与电机控制器27联合工作以控制一个或多个电机参数，使得OTV 10以特定减速度减速或停止。
控制系统80可以从多个传感器和控制器(例如，地面速度传感器、GNSS天线60、电机26、外部控制器)接收数据。例如，地面速度传感器可以用于计算框架12的速度。地面速度传感器可与控制系统80连接并将速度测量值、惯性测量值或两者发送给控制器80进行处理。地面速度传感器可以位于控制系统80内的多个控制器66、68、70、74中的一个或多个上或这些控制器中。地面速度传感器可与GNSS天线60联合工作或作为其一部分以确定框架12的地面速度。控制系统80可以基于从多个传感器接收的数据来计算最佳加速参数、减速参数或两者。控制系统80可以利用在不引起不必要或不理想状况的情况下优化加速和减速的算法。控制系统80被配置为在动态车辆测试期间控制OTV 10的运行。
如上所述，驱动机构23彼此结合地工作以通过将扭矩矢量施加到OTV 10上而使OTV 10围绕旋转轴线RA转向，从而将OTV 10从第一轨迹124转到目标轨迹126。在一些示例中，旋转轴线RA对应于OTV 10的重心。图10示出OTV 10的受力图。在运行期间，X方向的力110和Y方向的力112被施加在每个驱动轮28上。驱动轮28具有从轴布置30、32施加的旋转力(即扭矩)114。旋转力114由控制系统80控制以调节轮速116。在一些示例中，在OTV 10的同一侧34、36上，对于第一轴布置30上的一个驱动轮28和位于第二轴布置32上的一个驱动轮28来说，扭矩114和轮速116是相同的。在一些示例中，第一侧34上的两个驱动轮28可以具有相同扭矩和所得轮速，而第二侧36上的两个驱动轮28具有相同的扭矩和所得轮速。当OTV10沿直线移动时，所有四个驱动轮28将具有相同的扭矩114和轮速116。当OTV 10被命令转向时，一侧34、36将具有由控制系统80命令的较大扭矩114和较快轮速116(对应于转向外侧上的驱动轮28)，另一侧34、36将具有由控制系统80命令的较小扭矩114和较慢轮速116(对应于转向内侧上的驱动轮28)。在此示例中，第一侧34和第二侧36之间的扭矩114的差值将各自对OTV 10施加力118、120，从而导致围绕旋转轴线RA的旋转122。
如上所述，旋转轴线RA是这样的位置，即当控制系统80命令OTV 10转向时，OTV 10将围绕该位置偏转。旋转轴线RA横贯于驱动平面106。在此示例中，旋转轴线RA对应于OTV10的重心。当OTV 10被命令转向时，扭矩114和轮速116的差值引起施加到底盘12的X方向的力118和Y方向的力120，以引起围绕旋转轴线RA的旋转力122，从而形成扭矩矢量(示出为目标轨迹126，其偏离于当前轨迹124)。第一侧34和第二侧36之间的扭矩差值越大，施加到旋转轴线RA上的力118、120就越大，从而造成更大旋转力122。施加到旋转轴线RA上的旋转力122的大小将决定OTV 10的旋转角度。较大旋转力122将具有作为较大旋转角度的输出，从而导致从当前轨迹124到目标轨迹126的较大偏离。
图11是可碾过的测试用运载体向左转向的示意图。如上所述，左侧36和右侧34之间的扭矩差值导致OTV 10旋转。在此示例中，左侧36上的力箭头比右侧34上的力箭头小。右侧34上的较大力箭头表明OTV 10在右侧34上有较大扭矩输出和轮速，在此示例中，该右侧34在转向的外侧上。随着OTV 10从当前轨迹124旋转到目标轨迹126，施加到右侧34和左侧36的力的差值导致轮滑移的差异。轮滑移是受力(诸如增加和减小扭矩)影响的轮的旋转速度与不受力影响的轮的旋转速度的比值。在图11所示的示例中，OTV的左侧36具有负向轮滑移，因为轮速在转向的内侧上比较慢，而右侧34具有正向轮滑移，因为轮速在转向的外侧上比较快。
当OTV 10被命令转向时，OTV 10的控制系统80使用GNSS、地面速度传感器或两者来确定OTV 10正沿着第一轨迹124行驶时OTV 10的地面速度。控制系统80确定对应于第一目标轨迹126的必要第一目标旋转角度。控制系统80基于将OTV 10从第一轨迹124旋转到目标轨迹126所需的地面速度来计算轮滑移。控制系统80基于将OTV 10从第一轨迹124旋转到目标轨迹126所需的地面速度来计算每个电动机26的个体速度和扭矩输出。通过使用控制系统80控制四个电动机26的电机参数来调节每个电动机26的速度和扭矩以将第一扭矩矢量施加到可碾过的测试用运载体10，从而将OTV 10从第一轨迹旋转到第一目标旋转角度。
图12是对应于绕圈行驶的可碾过的测试用运载体的位置图的一个示例。在此示例中，OTV 10处于具有10米半径的圆形的驾驶路径中。图13以图形方式示出与沿着圆形路径行驶的OTV 10对应的运载体速度。如在图13中可见，OTV 10的速度在此测试中从0沿斜坡上升到约10kph，该速度被维持到圆形路径完成。图14以图形方式示出对应于绕圈行驶的OTV10的左电机电流和右电机电流。电机电流以安培为单位进行测量，其中安培数越大，施加到驱动轮28的力和速度就越大。当OTV 10沿着圆形路径行驶时，左电机比右电动机命令多出40安培，从而导致左电动机(与转向外侧上的轮连接)增加旋转输出，这可以在图15中观察到，该图示出轮速。类似地，右电动机命令较少电流来降低旋转输出，从而使右侧上的轮变慢，这在图15中示出为比左轮更小的旋转速度。示出轮滑移的图16的图表反映了示出电机电流的图14的图表，因为电机电流和轮滑移直接相关。随着电机电流增加，正向轮滑移增加，而随着电机电流减小，负向轮滑移增加。
图17以图形方式示出对应于绕圈行驶的OTV 10的右侧电动机和左侧电动机之间的电流差，而图18示出绕圈行驶的OTV 10的旋转角度。图17和图18的图表具有类似的绘制线，因为左侧电动机和右侧电动机之间的电流差直接控制OTV 10的转向角。如上所述，随着在OTV 10的一侧的电机电流增加且在OTV 10的另一侧的电机电流减小，OTV 10将围绕旋转轴线RA旋转，从而从第一轨迹124改变方向到目标轨迹126。在此示例中，当OTV 10沿着驱动平面106在圆形路径上行驶时，可以迅速重新计算第一轨迹124和目标轨迹。
图19示出执行变道的OTV 10的示意图。为了执行变道，在OTV 10被命令转向时，OTV 10的控制系统确定OTV 10沿着轨道124行驶的地面速度。控制系统80确定对应于第一目标轨迹126的必要的第一目标旋转角度。基于将OTV 10从第一轨迹124旋转到目标轨迹126所需的地面速度，控制系统80计算轮滑移。基于将OTV 10从第一轨迹124旋转到目标轨迹126所需的地面速度，控制系统80计算用于每个电动机26的个体速度和扭矩输出。通过使用控制系统80控制四个电动机26的电机参数来调节每个电动机26的速度和扭矩以将第一扭矩矢量施加到可碾过的测试用运载体10，从而将OTV 10从第一轨迹124旋转到第一目标旋转角度。在此示例中，左侧电动机被命令为负向轮滑移，而右侧电动机被命令为正向轮滑移，从而使OTV 10向左转向。一旦OTV 10已从第一轨迹124旋转到第一目标轨迹126，OTV 10就处于第二轨迹128上。控制系统80确定与第二目标轨迹130对应的OTV 10的第二目标旋转角度，并基于地面速度和四个电动机中的每个电动机的个体速度和扭矩输出来计算轮滑移。通过控制四个电动机的电机参数来调节每个电动机的速度和扭矩，将第二扭矩矢量施加到OTV 10，并将OTV 10从第二轨迹128旋转到第二目标轨迹130，从而将OTV 10从第二轨迹128旋转到第二目标旋转角。
类似于图19，图20是对应于执行变道的OTV 10的位置图。图21以图形方式示出与遵循变道路线的OTV 10对应的运载体速度。如在图21所示的示例中可见，OTV 10的速度从0沿斜坡上升到约30kph以进行变道。图22以图形方式示出与执行变道的OTV 10对应的左电机电流和右电机电流。电机电流以安培为单位进行测量，其中安培数越大，施加到驱动轮28的力和速度就越大。当OTV 10沿着变道路线行驶时，第一转向使右侧电动机命令约25安培，而左侧电动机命令15安培，从而导致右侧电动机(与转向的外侧上的轮连接)增加旋转输出，这可以在示出轮速的图23中观察到。类似地，左侧电动机命令较小电流以减少旋转输出，从而使左侧上的轮减速，这在图23中示出为在第一右转向中具有比左轮小的旋转速度。变道路线中的第二转向示出同样的结果，不同之处是在相对侧上的电动机上示出该结果。在机动动作的第二转向中，OTV 10向左旋转，从而使右侧电动机的电机电流减小，而左侧电动机的电机电流增大，导致左轮的轮速大于右轮的轮速。示出轮滑移的图24的图表与示出电机电流的图22的图表相似，因为电机电流和轮滑移直接相关。随着电机电流增加，正向轮滑移增加，而随着电机电流减小，负向轮滑移增加。
图25以图形方式示出对应于通过变道行驶的OTV 10的右侧电动机和左侧电动机之间的电流差，而图26示出绕圈行驶的OTV 10的旋转角度。图25和图26的图表具有类似的绘制线，因为左电机和右电机之间的电流差直接影响OTV 10的旋转角度。如上所述，随着在OTV 10的一侧的电机电流增加且在OTV 10的另一侧的电机电流减小，OTV 10将围绕旋转轴线RA旋转，从而从初始轨迹124、128改变方向到目标轨迹126、130。
在前面的描述中已经讨论若干示例。然而，本文所讨论的示例并不意味着详尽无遗或将本发明限制于任何特定形式。所使用的术语旨在具有描述词的性质而不是限制的性质。根据上述教导内容，许多修改和变化是可能的，而且本发明可以按照具体描述以外的方式来实施。

Claims (24)

1.一种被配置为携带软目标的可碾过的测试用运载体，所述可碾过的测试用运载体包括：
底盘；
连接到所述底盘的相对端部的第一轴布置和第二轴布置，每个轴布置包括
第一电动机和第二电动机，所述第一电动机和所述第二电动机中的每个包括驱动轮；
由所述底盘支撑的地面速度传感器，其用于确定所述底盘的地面速度；以及
控制系统，其与所述电动机和所述地面速度传感器操作性地连接，所述控制系统被配置为：
计算与每个所述电动机连接的每个驱动轮的旋转速度与所述底盘的所述地面速度之间的差值，以确定每个轮与驱动平面之间的目标滑移；
计算每个所述电动机的扭矩输出和速度输出；
控制所述电动机的电机参数以将扭矩矢量施加到所述底盘，以使所述底盘围绕旋转轴线从第一轨迹角度旋转到目标轨迹角度；
其中相同轴布置的所述电动机的所述扭矩输出不同；并且
其中每个所述电动机的扭矩输出值对应于每个所述电动机的速度输出值。
2.根据权利要求1所述的可碾过的测试用运载体，其中附接到所述第一轴布置的所述第一电动机的所述驱动轮与附接到所述第二轴布置的所述第一电动机的所述驱动轮纵向对齐，并且其中与所述第一轴布置的所述第二电动机附接的所述驱动轮和与所述第二轴布置的所述第二电动机附接的所述驱动轮纵向对齐。
3.根据权利要求1所述的可碾过的测试用运载体，其中所述电机参数被限定为两个电机参数，其中第一参数是所述电动机自旋的旋转速度，而第二参数是所述电动机产生的扭矩。
4.根据权利要求1所述的可碾过的测试用运载体，其进一步包括悬挂系统，所述悬挂系统具有设置在所述第一轴布置和所述第二轴布置的每个电动机与对应的驱动轮之间的减振器。
5.根据权利要求1所述的可碾过的测试用运载体，其中所述旋转轴线由在第一端和第二端之间的所述底盘限定，其中所述旋转轴线是横贯于所述第一端和所述第二端之间的所述驱动平面的与重心对应的中心轴线。
6.根据权利要求1所述的可碾过的测试用运载体，其中所述第一轴布置上的至少一个电动机的所述扭矩输出与所述第二轴布置上的至少一个电动机相同。
7.根据权利要求1所述的可碾过的测试用运载体，其中所述控制系统被配置为指示所述电动机将所述可碾过的测试用运载体移动到80kph或更快并执行变道机动。
8.根据权利要求1所述的可碾过的测试用运载体，其中所述旋转轴线对应于所述可碾过的测试用运载体的重心。
9.一种用于对沿驾驶平面的高级驾驶员辅助系统进行动态车辆测试的可碾过的测试用运载体，所述可碾过的测试用运载体包括：
底盘，其具有第一端和第二端并包括被配置为接收软目标的安装区域，所述底盘在所述第一端和所述第二端之间限定横贯于所述驾驶平面的旋转轴线；
四个驱动机构，其与所述底盘联接，其中每个驱动机构具有带有驱动轮的电动机；以及
控制系统，其与所述电动机联接，所述控制系统被配置为控制每个所述电动机的速度和扭矩并形成扭矩矢量，所述扭矩矢量使所述可碾过的测试用运载体围绕所述旋转轴线旋转到目标旋转角度；
其中，当所述扭矩矢量被施加到所述可碾过的测试用运载体的所述底盘时，所述旋转轴线是所述四个驱动机构之间的位置。
10.根据权利要求9所述的可碾过的测试用运载体，其中每个所述电动机被控制处于不同扭矩下以使所述可碾过的测试用运载体围绕所述旋转轴线旋转。
11.根据权利要求10所述的可碾过的测试用运载体，其进一步包括由所述底盘支撑的地面速度传感器，以便确定所述底盘的地面速度。
12.根据权利要求11所述的可碾过的测试用运载体，其中所述控制系统进一步被配置为计算连接到每个所述电动机的每个轮的旋转速度与所述底盘的所述地面速度之间的差值以确定相对于所述驱动平面的轮滑移。
13.根据权利要求12所述的可碾过的测试用运载体，其中所述控制系统进一步被配置为计算每个所述电动机的扭矩输出，所述扭矩输出使所述驱动机构中的两个驱动机构出现负向轮滑移并导致另外两个驱动机构出现正向轮滑移。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的可碾过的测试用运载体，其中所述驱动机构布置有在所述底盘的所述第一端中的两个驱动机构和在所述底盘的所述第二端中的两个驱动机构。
15.根据权利要求9-13中任一项所述的可碾过的测试用运载体，其中所述底盘包括底盖，所述底盖具有与每个所述驱动机构对应的口袋部以允许相应的驱动机构的每个驱动轮延伸到所述底盖下面。
16.根据权利要求9-13中任一项所述的可碾过的测试用运载体，其进一步包括悬挂系统，所述悬挂系统具有设置在每个电动机和对应的驱动轮之间的减振器。
17.根据权利要求9-13中任一项所述的可碾过的测试用运载体，其中所述旋转轴线对应于所述可碾过的测试用运载体的重心。
18.一种用于在高速公路速度下操纵可碾过的测试用运载体的方法，其中所述可碾过的测试用运载体具有底盘和控制系统，所述底盘与四个电动机连接，每个电动机具有轮；所述方法包括：
在所述可碾过的测试用运载体沿第一轨迹行驶时，确定所述可碾过的测试用运载体的地面速度；
确定与第一目标轨迹对应的所述可碾过的测试用运载体的第一目标旋转角度；
使用所述控制系统基于所述地面速度计算轮滑移；
计算所述四个电机中的每个电机的个体速度和扭矩输出；
通过使用所述控制系统控制所述四个电动机的电机参数来调节每个所述电动机的速度和扭矩并将第一扭矩矢量施加到所述可碾过的测试用运载体，使所述可碾过的测试用运载体从所述第一轨迹旋转到所述第一目标旋转角度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述电机参数被限定为两个电机参数，其中第一参数是所述电动机自旋的旋转速度，而第二参数是所述电动机产生的扭矩。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述底盘包括第一端和第二端，所述底盘限定横贯于所述第一端和所述第二端之间的驱动平面的旋转轴线，所述可碾过的测试用运载体被配置为围绕所述旋转轴线旋转。
21.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括：
将所述可碾过的测试用运载体从所述第一轨迹旋转到所述第一目标轨迹，从而将所述可碾过的测试用运载体置于第二轨迹上；
确定与第二目标轨迹对应的所述可碾过的测试用运载体的第二目标旋转角度；
使用所述控制系统来基于地面速度计算所述轮滑移；
计算所述四个电机中的每个电机的个体速度和扭矩输出；
通过使用所述控制系统控制所述四个电动机的所述电机参数来调节每个所述电动机的速度和扭矩，并将第二扭矩矢量施加到所述可碾过的测试用运载体，从而将所述可碾过的测试用运载体从所述第二轨迹旋转到所述第二目标旋转角度；
将所述可碾过的测试用运载体从所述第二轨迹旋转到所述第二目标轨迹。
22.根据权利要求18-21中任一项所述的方法，其中所述四个电动机中的至少两个电动机的所述速度和扭矩相同。
23.根据权利要求18-21中任一项所述的方法，其中所述可碾过的测试用运载体以80kph或更快的速度执行变道机动。
24.根据权利要求18-21中任一项所述的方法，其中所述可碾过的测试用运载体在10米或更小的圆圈内旋转。
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