一种车辆模拟模型建模方法及考试判断方法技术

本发明专利技术提供一种车辆模拟模型建模方法即考试判断方法，所述建模方法包括：获取考试车辆的实际参数，并根据该实际数据进行建模；将建模好的车辆模型导入到Unity3D项目中，并为其添加汽车组件；为添加了汽车组件的车辆模型设置汽车启动参数、档位参数、动力系统参数、汽车状态参数、引擎参数、风阻计算参数和输入系数，同时改写Unity3D的ApplyDrive和CarSpeed方法来计算车辆模型的扭矩和速度，然后获得考试车辆模拟模型。与现有技术相比，本发明专利技术通过建立考试车辆模拟模型，并为其根据实际考试车辆的具体数据来设置对应的参数，来实现对考试车辆的仿真模拟，生成的模型更精细，使模拟考试获得的结果更精准，模拟的效果更好。模拟的效果更好。模拟的效果更好。

【技术实现步骤摘要】
Gravity应用重力选项。
[0015]为车辆模型添加对应部位碰撞器来对车辆进行模拟，使车辆的模拟更加的精细。同时添加刚体组件并以实际考试车辆的实际参数，具体为车重来设置质量Mass参数数值，并应用重力选项来模拟车辆的重量，进一步的提高车辆模拟的精细程度，使模拟的数据更精确和真实。
[0016]进一步的，所述步骤S3中的所述汽车启动参数包括：电源未接通状态、电源接通状态和启动汽车状态；
[0017]和/或，所述档位参数包括：手动档位参数和自动档位参数；
[0018]其中，手动档位参数包括：空挡、一档、二档、三档、四档、五档和倒挡，所述自动档参数包括：停车档、前进档和倒车档；
[0019]和/或，所述动力系统参数包括：车轮最大偏移角度、传动效率、制动踏板扭矩和制动曲线；
[0020]和/或，所述汽车状态参数包括：各档位齿轮比、车轮扭矩、车辆各档位最小速度和最大速度、车辆各档位怠速和脚刹制动扭矩；
[0021]和/或，所述汽车引擎参数包括：引擎最大转速、引擎最低转速、转速与输出功率关系曲线、曲线转速比例、怠速扭矩大小、转速提升极限、转速下降极限、降档减速加速度、引擎到车轮扭矩转换系数；
[0022]和/或，所述输入系数包括：方向盘输入、离合输入、刹车输入、油门输入和手刹开关。
[0023]为各个需要进行计算的部分都详细设置具体的参数对应，通过这些详细参数，使车辆的运动的计算更加精准，使模拟出的车辆更真实。其中汽车启动参数、档位参数和输入系数等是需要与外部设备进行匹配获得，动力系统参数、汽车状态参数和汽车引擎参数等是根据车辆的实际数据获得的。
[0024]进一步的，所述步骤S3中的速度计算相关方法包括ApplyDrive方法；
[0025]所述ApplyDrive方法具体为：
[0026]当当前车辆速度小于当前档位最小速度，计算车辆当前扭矩，将车辆当前扭矩平均分配给驱动车轮得到每个驱动车轮的前进扭矩，根据前进扭矩计算得到车辆刚体速度；
[0027]所述驱动车轮为车辆实际驱动车辆前进的车轮；
[0028]所述车辆刚体速度为所述车辆模型的理论速度。
[0029]进一步的，所述计算车辆当前扭矩具体为：
[0030]车辆当前扭矩＝怠速扭矩大小*当前档位齿轮比*传动效率*离合输入+当前引擎转速下的扭矩*油门输入*离合输入*传动效率；
[0031]所述当前引擎转速下的扭矩为根据汽车引擎参数计算得到。
[0032]当前车辆速度初始以及车辆模型未启动时设置为0；
[0033]在具体计算中的怠速扭矩大小和当前档位齿轮比，传动效率等为根据考试车辆的实际参数获取得到，在具体计算的时候能够考虑到实际车辆的具体情况，达到更真实的模拟的效果。车辆刚体速度为车辆模型的理论速度，在车辆未启动时，需要根据车轮的扭矩来进行计算，获得初始的车辆刚体速度，也就是车辆的起步速度，然后在逐渐提升的过程中也会同步的更新该车辆刚体速度。
[0034]进一步的，所述步骤S3中的速度计算相关方法还包括CarSpeed方法；
[0035]所述CarSpeed方法具体为：
[0036]获取车辆刚体速度的归一化；
[0037]计算当前档位最低限速，所述当前档位最低限速＝(当前档位最大速度
‑
当前档位最低速度)*油门输入+当前档位怠速；
[0038]当所述车辆刚体速度的数值大于当前档位最大速度时，计算当前车辆速度，具体为：
[0039]当前车辆速度＝当前档位最大速度*车辆刚体速度的归一化；并更新车辆刚体速度为当前车辆速度；
[0040]当所述车辆刚体速度的数值大于当前档位最低限速且小于当前档位最大速度时，定义中间速度speedVal，所述speedVal的计算公式为：车辆刚体速度数值
‑
降档减速加速度*时间；所述时间为最后一帧到当前帧的间隔，单位为秒；当前车辆速度＝speedVal大于0时的值*车辆刚体速度的归一化；并更新车辆刚体速度为当前车辆速度；
[0041]然后计算车辆当前标准化速度，具体为，车辆标准化速度车辆当前速度*3.6，将车辆当前速度标准化为单位km/h。获取车辆刚体速度的归一化方法为使用Unity3D中的normalized方法，将车辆刚体速度的归一化为一个带有方向的向量，则以车辆刚体速度的归一化进行计算获得到的当前车辆速度与车辆刚体速度的方向相同。同时由于之前的时间计算单位为秒，而车辆的速度单位通常以km/h为主，所以在计算后需要对当前车辆速度进行标准化处理，将当前车辆速度的单位转换为km/h，得到车辆当前标准化速度。另外，为了模拟车辆的行驶过程，定义了一个当前档位最低限速，当前档位最低限速的计算公式为：当前档位最低限速＝(当前档位最大速度
‑
当前档位最低速度)*油门输入+当前档位怠速，也就是说，当没有油门输入时，车辆模型的刚体速度会减少，但是受到当前档位最低限速限制，会被限制为当前档位怠速，而当有油门输入时，即使车辆模型减速，刚体速度减少，也会被限制到最低为：(当前档位最大速度
‑
当前档位最低速度)*油门输入+当前档位怠速。
[0042]本专利技术还提供一种车辆模拟考试判断方法，使用上述所述的一种车辆模拟模型建模方法建立的考试车辆模拟模型，所述方法包括：
[0043]A1：根据真实的考试场景来建立初始考试场景模型并导入到Unity3D中；
[0044]A2：使用所述车辆模拟模型建模方法根据考试车辆的信息建立考试车辆模拟模型；
[0045]A3：根据不同的考试项目，设置考试项目的规则；
[0046]A4：根据考试项目的规则来为初始考试场景模型设置规则触发器和判定规则，生成模拟考试场景模型；
[0047]A5：将设置好规则触发器和判定规则的模拟考试场景模型和考试车辆模拟模型导入到外部的汽车模拟设备的系统中，并使考试车辆模拟模型与汽车模拟设备中的操作设备进行匹配，建立所述操作设备的操作数据和考试车辆模拟模型的模拟数据的转换规则；
[0048]A6：终端用户通过所述操作设备输入操作数据，汽车模拟设备根据所述转换规则将操作数据转换为考试车辆模拟模型的模拟数据；
[0049]A7：汽车模拟设备根据所述模拟数据驱动考试车辆模拟模型在模拟考试场景模型中运行，并依据规则触发器和判定规则来判定成绩。
[0050]通过采用真实的考试场景来建立初始场景模型，使模拟考试能够尽量还原现实的考试环境，获得更真实的现场感与真实感。并根据考试的项目来对初始场景模型设置规则触发器和判定规则获得模拟场景模型，同时导入设置好的考试车辆模拟模型到汽车模拟设备上，车辆模拟模型中已经设置好各种参数，汽车模拟设备上对应设置有模拟驾驶需要的各种操作设备，如方向盘和油门等，将这些操作设备与车辆模拟模型进行匹配，并为操作设备输入的操作数据和考试车辆模拟模型的模拟数据建立转换规则，如操作设备的方向盘的旋转角度与考试车辆模拟模型的方向盘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆模拟模型建模方法，其特征在于，所述建模方法包括：S1：获取考试车辆的实际参数，并根据该实际数据进行建模；S2：将建模好的车辆模型导入到Unity3D项目中，并为其添加汽车组件；S3：为添加了汽车组件的车辆模型设置汽车启动参数、档位参数、动力系统参数、汽车状态参数、引擎参数和输入系数；S4：根据步骤S3中设置的参数为车辆模型设置速度计算相关方法，获得考试车辆模拟模型。2.根据权利要求1所述的一种车辆模拟模型建模方法，其特征在于，所述步骤S2中汽车组件包括：车轮碰撞器、普通碰撞器和刚体组件；添加车轮碰撞器具体包括：在Unity3D中为车辆模型的车轮分别添加WheelCollider车轮碰撞组件；添加普通碰撞器具体包括：在Unity3D中为车辆模型添加车头、车尾、车左、车右四个球形碰撞器，以及添加车身方形碰撞器；添加刚体组件具体包括：在Unity3D中为车辆模型添加Rigidbody刚体组件，并根据考试车辆的实际参数数据设置质量Mass参数数值，勾选Rigidbody刚体组件的Use Gravity应用重力选项。3.根据权利要求1所述的一种车辆模拟模型建模方法，其特征在于，所述步骤S3中的所述汽车启动参数包括：电源未接通状态、电源接通状态和启动汽车状态；和/或，所述档位参数包括：手动档位参数和自动档位参数；其中，手动档位参数包括：空挡、一档、二档、三档、四档、五档和倒挡，所述自动档参数包括：停车档、前进档和倒车档；和/或，所述动力系统参数包括：车轮最大偏移角度、传动效率、制动踏板扭矩和制动曲线；和/或，所述汽车状态参数包括：各档位齿轮比、车轮扭矩、车辆各档位最小速度和最大速度、车辆各档位怠速和脚刹制动扭矩；和/或，所述汽车引擎参数包括：引擎最大转速、引擎最低转速、转速与输出功率关系曲线、曲线转速比例、怠速扭矩大小、转速提升极限、转速下降极限、降档减速加速度、引擎到车轮扭矩转换系数；和/或，所述输入系数包括：方向盘输入、离合输入、刹车输入、油门输入和手刹开关。4.根据权利要求3所述的一种车辆模拟模型建模方法，其特征在于，所述步骤S3中的速度计算相关方法包括ApplyDrive方法；所述ApplyDrive方法具体为：当当前车辆速度小于当前档位最小速度，计算车辆当前扭矩，将车辆当前扭矩平均分配给驱动车轮得到每个驱动车轮的前进扭矩，根据前进扭矩计算得到车辆刚体速度；所述驱动车轮为车辆实际驱动车辆前进的车轮；所述车辆刚体速度为所述车辆模型的理论速度。5.根据权利要求4所述的一种车辆模拟模型建模方法，其特征在于，所述计算车辆当前扭矩具体为：车辆当前扭矩＝怠速扭矩大小*当前档位齿轮比*传动效率*离合输入+当前引擎转速
下的扭矩*油门输入*离合输入*传动效率；所述当前引擎转速下的扭矩为根据汽车引擎参数计算得到。6.根据权利要求5所述的一种车辆模拟模型建模方法，其特征在于，所述步骤S3中的速度计算相关方法还包括CarSpeed方法；所述CarSpeed方法具体为：获取车辆刚体速度的归一化；计算当前档位最低限速，所述当前档位最低限速＝(当前档位最大速度
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当前档位最低速度)*油门输入+...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭玉元，彭玉宝，詹可生，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：