CN117871117A - 场车运行状态的测试方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明一种场车运行状态的测试方法及***，涉及车辆测试技术领域，包括：搭建虚拟仿真环境，获取场车的结构参数和运动参数，构建场车模型，并在场车模型中加载物理引擎；设定测试项目，测试项目包括第一测试、第二测试和第三测试，根据测试项目所需的实际传感器的规格和性能参数，设计相应的传感器模型，将传感器模型装配在场车模型的测试点位上；设定各个测试项目的测试条件，分别在各个测试项目的测试条件下，对场车模型进行测试，根据传感器模型在测试中采集到的数据整理得到模拟测试结果；结合测试指标对模拟测试结果进行分析，得到场车的测试评估结果。本发明可以提高测试的准确性和可重复性，同时减少测试成本和时间。
Description
技术领域
本发明涉及车辆测试技术领域，具体涉及一种场车运行状态的测试方法及***。
背景技术
场车是在工业领域中广泛使用的运输工具，用于搬运和堆放货物。它们通常具有更大的载重能力和更高的工作效率，以满足大规模货物搬运的需求。场车通常具有更强大的动力***和更稳定的结构，以应对复杂的工作环境和重型货物。
为了确保场车在运行状态下的安全性和性能，需要进行相应的测试方法。目前，已有多种技术用于测试场车在动态时的运行状态：1)动态负载测试：通过在场车上放置一定重量的负载，并模拟实际工作环境中的运输任务，测试场车在不同负载条件下的性能表现；2)制动距离测试：测试场车在不同速度下的制动性能，包括制动距离和制动时间；3)载荷稳定性测试：在场车上放置一定重量的负载，并模拟实际工作环境中的不平整路面，测试场车在不同路况下的载荷稳定性。
但上述所述的部分测试方法需要在特定的测试场地上进行，无法模拟真实工作环境中的各种复杂条件，导致测试结果与实际使用情况存在差异。某些测试方法需要手动操作并进行测量，存在主观因素的影响，可能会导致测试结果的不准确性。
中国申请号为202210285440.0的发明专利公开了一种叉车制动性能试验方法及装置，通过搭建制动性能试验***，其中包括数据采集模块、数据处理模块以及智能纠偏模块，利用计算机技术提高叉车制动性能分析结果准确性，同时提高对叉车制动性能检验的智能化程度，从而提高叉车制动性能试验效率。但该现有技术仅对制动性能进行测试，且仅仅对载重、速度下的制动性能做检测，这样的测试方式仍然会有误差，且反复纠正制动逻辑令实际中花费的成本也偏高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种场车运行状态的测试方法及***，通过在虚拟仿真环境中进行制动性能测试、爬坡性能测试和噪音程度测试，可以更真实地模拟场车在不同工作条件下的情况，并实时监测和记录测试结果。这样可以提高测试的准确性和可重复性，同时减少测试成本和时间。
本发明的技术目的是这样实现的：
一方面，本发明提供一种场车运行状态的测试方法，包括以下步骤：
S1搭建虚拟仿真环境，包括测试场景和测试环境，获取场车的结构参数和运动参数，构建场车模型，并在场车模型中加载物理引擎；
S2设定测试项目，测试项目包括第一测试、第二测试和第三测试，根据测试项目所需的实际传感器的规格和性能参数，设计相应的传感器模型，将传感器模型装配在场车模型的测试点位上；
S3设定各个测试项目的测试条件，分别在各个测试项目的测试条件下，对场车模型进行测试，根据传感器模型在测试中采集到的数据整理得到模拟测试结果；
S4结合测试指标对模拟测试结果进行分析，得到场车的测试评估结果。
在上述方案的基础上，优选的，步骤S1包括：
S11确定测试场景，包括测试场地的地形、道路、障碍物、建筑物和其他场景元素；
S12设置测试环境，包括下雨、晴天、大雾和大风；
S13收集场车的结构参数，包括场车的总重量、场车的尺寸、构件的形状、构件的重量、轮胎类型、动力***、制动***、刹车***和电池管理***；
S14获取场车的运动参数，包括最大速度、加速度、转向半径和承载量；
S15根据场车的结构参数和运动参数在三维软件中构建场车模型；
S16选择物理引擎并导入到场车模型中，在场车模型的相应位置添加刚体组件，以模拟场车的物理特性和动力学特性；
S17根据场车的物理参数，设置物理引擎中的相关参数，物理参数包括场车的质量、惯性张量、摩擦系数和空气阻力系数；
S18通过物理引擎提供的接口添加驱动力配置参数，包括重力、外部力、发动机输出力、制动力。
在上述方案的基础上，优选的，步骤S2包括：
S21设定测试项目，测试项目包括第一测试、第二测试和第三测试；
S22根据各个测试项目确定相应的传感器类型和传感器参数，传感器类型包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，每类传感器的参数均包括测量范围、测量精度和响应时间；
S23根据确定的传感器类型和传感器参数，创建相应的第一传感器模型、第二传感器模型和第三传感器模型；
S24获取第一测试要求、第二测试要求和第三测试要求，按照第一测试要求、第二测试要求和第三测试要求在场车模型上分别确定第一测试的测试点位、第二测试的测试点位和第三测试的测试点位，将创建的第一传感器模型装配到第一测试的测试点位、将创建的第二传感器模型装配到第二测试的测试点位、将创建的第三传感器模型装配到第三测试的测试点位。
在上述方案的基础上，优选的，步骤S3包括：
S31设定第一测试条件、第二测试条件和第三测试条件，并确定第一测试条件的调整范围、第二测试条件的调整范围和第三测试条件的调整范围；
S32在第一测试条件下，对场车模型进行第一测试，在第一测试的过程中，收集第一传感器模型采集到的第一初始数据，在第一测试条件的调整范围内调整第一测试条件，得到N1组调整后的第一测试条件，分别在调整后的第一测试条件下，对场车模型进行第一测试，并收集第一传感器模型采集到的第一调整数据，将第一初始数据和第一调整数据合并作为第一数据；
S33在第二测试条件下，对场车模型进行第二测试，在第二测试的过程中，收集第二传感器模型采集到的第二初始数据，在第二测试条件的调整范围内调整第二测试条件，得到N2组调整后的第二测试条件，分别在调整后的第二测试条件下，对场车模型进行第二测试，并收集第二传感器模型采集到的第二调整数据，将第二初始数据和第二调整数据合并作为第二数据；
S34在第三测试条件下，对场车模型进行第三测试，在第三测试的过程中，收集第三传感器模型采集到的第三初始数据，在第三测试条件的调整范围内调整第三测试条件，得到N3组调整后的第三测试条件，分别在调整后的第三测试条件下，对场车模型进行第三测试，并收集第三传感器模型采集到的第三调整数据，将第三初始数据和第三调整数据合并作为第三数据；
S35将第一数据、第二数据和第三数据整理后作为模拟测试结果。
在上述方案的基础上，优选的，第一测试为制动性能测试，步骤S32包括：
S321设定第一测试条件，包括初始速度、制动力和测试距离；
S322根据第一测试要求，调整测试场景和测试环境的参数；
S323令场车模型按照当前初始速度行驶，在当前测试距离内指定α个制动点，在每个制动点处通过物理引擎施加当前制动力，触发场车模型的刹车***，同时，利用第一传感器模型实时采集测试时的数据，包括制动过程中的减速度、制动时间和制动距离；
S324当场车模型到达当前测试距离终点时，测试完毕，获得第一初始数据；
S325在第一测试条件的调整范围内，对初始速度、制动力和测试距离进行调整，得到N1组调整后的第一测试条件，其中，每组调整后的第一测试条件符合第一调整约束条件；
S326对每组调整后的第一测试条件，重复步骤S323中的测试过程，当测试完毕，共获得N1组第一调整数据；
S327将第一初始数据和第一调整数据进行合并，并加入相应的第一测试条件作为标签，得到第一数据。
在上述方案的基础上，优选的，步骤S325中，第一调整约束条件包括：
F<μ×m×a
v0≤(2×Fmax×I)0.5
式中，D1为测试距离，F为制动力，v0为初始速度，Fmax为最大制动力，α为制动点的数量，μ为摩擦系数，m为场车质量，a为场车的加速度，I为惯性张量。
在上述方案的基础上，优选的，第二测试为爬坡性能测试，步骤S33包括：
S331设定第二测试条件，包括爬坡坡度、爬坡速度和爬坡距离，并根据第二测试要求，调整测试场景和测试环境的参数；
S332令场车模型按照当前爬坡速度行驶并开始爬坡，在当前爬坡距离内指定β个检测点，依次设定每个检测点的电池电量指标，包括为第一电池电量指标和第二电池电量指标/>
S333利用第一传感器模型实时采集到达每个检测点时的电池电量，若当前电池电量低于当前检测点的第一电池电量指标则触发刹车***，对场车模型的电池进行充电，直至场车模型的电池电量达到当前检测点的第二电池电量指标/>则解除制动，令场车模型继续爬坡；
S334当场车模型到达当前爬坡距离终点时，测试完毕，获得第二初始数据，包括爬坡过程中的速度、加速度和电池电量；
S335在第二测试条件的调整范围内，对爬坡坡度、爬坡速度和爬坡距离进行调整，得到N2组调整后的第二测试条件，其中，每组调整后的第二测试条件符合第二调整约束条件；
S336对每组调整后的第二测试条件，重复步骤S323-S333中的测试过程，当测试完毕，共获得N2组第二调整数据；
S337将第二初始数据和第二调整数据进行合并，并加入相应的第二测试条件作为标签，得到第二数据。
在上述方案的基础上，优选的，步骤S335中，第二调整约束条件包括：
v1≤min(vmaxpower,vmaxfriction)
式中，D2为爬坡距离，v1为爬坡速度，θ为爬坡坡度，g为重力加速度，μ为摩擦系数，f表示场车模型的轮胎所受到的垂直力与场车质量之比，vmaxpower表示动力约束下的最大爬坡速度，vmaxfriction表示摩擦力约束下的最大爬坡速度；
其中：
式中，Pmax为动力***的最大输出功率，m为场车的质量，sqrt表示平方根运算，μmax为最大摩擦系数，R为轮胎半径。
在上述方案的基础上，优选的，第三测试为噪音程度测试，步骤S34包括：
S341设定第三测试条件，包括行驶速度、行驶加速度、行驶减速度、负载量和测试时间；
S342根据第三测试要求，调整测试场景和测试环境的参数；
S343按照负载量为场车模型添加负载，设定测试阶段，测试阶段分为三个阶段，分别为加速阶段A、匀速阶段B、减速阶段C，根据测试阶段分别设定加速阶段的加速开始速度和加速结束速度/>匀速阶段的匀速行驶速度/>减速阶段的减速开始速度/>和减速结束速度/>
S344设定测试流程，测试流程为测试阶段的组合，测试流程表示为S＝{A,B,C}，令场车模型按照测试流程进行第三测试，利用第三传感器模型记录测试过程中每个测试阶段的数据，包括声级数据、频率数据和噪音变化情况；
S345当达到测试时间时，测试完毕，获得第三初始数据；
S346在第三测试条件的调整范围内，对行驶速度、行驶加速度、行驶减速度、负载量和测试时间进行调整，得到N3组调整后的第三测试条件，其中，每组调整后的第三测试条件符合第三调整约束条件；
S347对每组调整后的第三测试条件，重复步骤S343-344中的测试过程，当测试完毕，共获得N3组第三调整数据；
S348将第三初始数据和第三调整数据进行合并，并加入相应的第三测试条件作为标签，得到第三数据；
其中，第三调整约束条件包括：
L≤LmCx
式中，v2为行驶速度，Pmax为动力***的最大输出功率，μ为摩擦系数，R为轮胎半径，a1为行驶加速度，Tmax为最大牵引力，m为场车的质量，L为负载量，a2为行驶减速度，g为重力加速度，r为场车的质量分布系数，Lmax为场车的最大负载量。
另一方面，本发明还提供一种场车运行状态的测试***，所述***用于执行上述任一所述的方法，所述***中加载有三维仿真软件，所述***包括：
虚拟仿真环境模块，其用于创建测试场景和测试环境；
测试项目管理模块，其用于设定测试项目和测试条件，包括第一测试、第二测试和第三测试，该模块与虚拟仿真环境模块连接以调整测试场景和测试环境；
模型构建模块，其用于根据场车的实际结构参数和运动参数，构建场车模型，同时在场车模型中加载物理引擎，并根据测试项目所需的实际传感器的规格和性能参数，设计相应的传感器模型，并将传感器模型装配在场车模型的测试点位上；
测试执行模块，其用于接收测试项目管理模块的测试指令，根据测试指令对场车模型进行测试，并同步调用传感器模型进行测试数据的采集，获取模拟测试结果；
测试结果分析模块，其用于接收测试执行模块传送的模拟测试结果并进行分析，根据测试指标对模拟测试结果进行评估，得到场车的测试评估结果；
测试展示模块，其用于接收测试结果分析模块的测试评估结果，并进行可视化展示。
本发明的方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明通过在虚拟仿真环境中进行制动性能测试、爬坡性能测试和噪音程度测试，可以更真实地模拟场车在不同工作条件下的情况，并实时监测和记录测试结果。这样可以提高测试的准确性和可重复性，同时减少测试成本和时间；
(2)本发明在对场车模型进行测试时，通过在测试条件的调整范围内调整测试条件，扩大测试的结果数据，增加测试的多样性，并约束了各测试条件的调整关系，以便更全面合理的对场车模型的各个方面进行更准确的评估；
(3)本发明针对三种测试，分别提出了对应的测试方法，在测试时，添加了各检测指标、检测点、测试流程等，能够增加测试的准确性、可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的方法流程图；
图2为本发明实施例的***框架图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种场车运行状态的测试方法，包括以下步骤：
S1搭建虚拟仿真环境，包括测试场景和测试环境，获取场车的结构参数和运动参数，构建场车模型，并在场车模型中加载物理引擎；
S2设定测试项目，测试项目包括第一测试、第二测试和第三测试，根据测试项目所需的实际传感器的规格和性能参数，设计相应的传感器模型，将传感器模型装配在场车模型的测试点位上；
S3设定各个测试项目的测试条件，分别在各个测试项目的测试条件下，对场车模型进行测试，根据传感器模型在测试中采集到的数据整理得到模拟测试结果；
S4结合测试指标对模拟测试结果进行分析，得到场车的测试评估结果。
具体地，本发明一实施例中，步骤S1包括：
S11确定测试场景，包括测试场地的地形、道路、障碍物、建筑物和其他场景元素。
具体地，地形例如平坦地面、起伏地形、坡道等。道路类型例如直线道路、弯道、环形道路等。障碍物例如路障、路面洼地、移动设施等。建筑物例如固定公共设施、货架等。
S12设置测试环境，包括下雨、晴天、大雾和大风。
具体地，根据设置光线、水滴等参数来设置测试环境。
S13收集场车的结构参数，包括场车的总重量、场车的尺寸、构件的形状、构件的重量、轮胎类型、动力***、制动***、刹车***和电池管理***。
S14获取场车的运动参数，包括最大速度、加速度、转向半径和承载量。
S15根据场车的结构参数和运动参数在三维软件中构建场车模型。
具体地，根据场车的尺寸和形状先在三维软件中创建场车的外观模型，然后根据其他的结构参数来设计场车的内部结构模型，另外，还可以添加场车的细节和装饰，例如车窗、车灯、内饰等，将外观模型和内部结构模型合并，形成场车模型，并导入场车的运动参数。
S16选择物理引擎并导入到场车模型中，在场车模型的相应位置添加刚体组件，以模拟场车的物理特性和动力学特性。
具体地，物理引擎是Unity中的PhysX、Unreal Engine中的PhysX或Havok等。刚体是物理引擎中的基本组件，将刚体组件添加到场车的车身、车轮等部分，可以使场车模型具有真实的物理行为，例如重力下的下落、碰撞和运动。
S17根据场车的物理参数，设置物理引擎中的相关参数，物理参数包括场车的质量、惯性张量、摩擦系数和空气阻力系数。
S18通过物理引擎提供的接口添加驱动力配置参数，包括重力、外部力、发动机输出力、制动力。
具体地，本发明一实施例中，步骤S2包括：
S21设定测试项目，测试项目包括第一测试、第二测试和第三测试；
S22根据各个测试项目确定相应的传感器类型和传感器参数，传感器类型包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，每类传感器的参数均包括测量范围、测量精度和响应时间；
S23根据确定的传感器类型和传感器参数，创建相应的第一传感器模型、第二传感器模型和第三传感器模型；
S24获取第一测试要求、第二测试要求和第三测试要求，按照第一测试要求、第二测试要求和第三测试要求在场车模型上分别确定第一测试的测试点位、第二测试的测试点位和第三测试的测试点位，将创建的第一传感器模型装配到第一测试的测试点位、将创建的第二传感器模型装配到第二测试的测试点位、将创建的第三传感器模型装配到第三测试的测试点位。
本实施例中，第一测试是制动性能测试，第二测试是爬坡性能测试，第三测试是噪音程度测试。
具体地，第一传感器应至少包括制动距离传感器、加速度传感器和时间传感器，第一传感器的参数如下：
制动距离传感器
测量范围：0-100m；测量精度：±0.1mm；响应时间：1ms以内。
加速度传感器
测量范围：-10m/s2到10m/s2；测量精度：±0.01m/s2；响应时间：1ms以内。
时间传感器
测量范围：0-10s；测量精度：±0.01s；响应时间：1ms以内。
具体地，第二传感器应至少包括速度传感器和加速度传感器，第二传感器的参数如下：
速度传感器
测量范围：0m/s到10m/s；测量精度：±0.01m/s；响应时间：1ms以内。
加速度传感器
测量范围：-10m/s2到10m/s2；测量精度：±0.01m/s2；响应时间：1ms以内。
具体地，第三传感器应至少包括速度传感器和加速度传感器，第三传感器的参数如下：
声压级传感器
测量范围：30dB到130dB；测量精度：±0.5dB；响应时间：10ms以内。
频率传感器
测量范围：20Hz到20kHz；测量精度：±0.1Hz；响应时间：10ms以内。
声谱传感器
测量范围：20Hz到20kHz；测量精度：±0.1dB；响应时间：10ms以内。
在获取了各类传感器及其参数后，即可创建对应的传感器模型，并将传感器模型装配到对应的测试点位上，例如场车模型的车头、场车模型的内部、场车模型的底盘附近等，将传感器模型与场车模型相连接，即可模拟传感器获取制动性能信息的过程。
具体地，本发明一实施例中，步骤S3包括：
S31设定第一测试条件、第二测试条件和第三测试条件，并确定第一测试条件的调整范围、第二测试条件的调整范围和第三测试条件的调整范围；
S32在第一测试条件下，对场车模型进行第一测试，在第一测试的过程中，收集第一传感器模型采集到的第一初始数据，在第一测试条件的调整范围内调整第一测试条件，得到N1组调整后的第一测试条件，分别在调整后的第一测试条件下，对场车模型进行第一测试，并收集第一传感器模型采集到的第一调整数据，将第一初始数据和第一调整数据合并作为第一数据；
S33在第二测试条件下，对场车模型进行第二测试，在第二测试的过程中，收集第二传感器模型采集到的第二初始数据，在第二测试条件的调整范围内调整第二测试条件，得到N2组调整后的第二测试条件，分别在调整后的第二测试条件下，对场车模型进行第二测试，并收集第二传感器模型采集到的第二调整数据，将第二初始数据和第二调整数据合并作为第二数据；
S34在第三测试条件下，对场车模型进行第三测试，在第三测试的过程中，收集第三传感器模型采集到的第三初始数据，在第三测试条件的调整范围内调整第三测试条件，得到N3组调整后的第三测试条件，分别在调整后的第三测试条件下，对场车模型进行第三测试，并收集第三传感器模型采集到的第三调整数据，将第三初始数据和第三调整数据合并作为第三数据；
S35将第一数据、第二数据和第三数据整理后作为模拟测试结果。
以一个具体的实施例来说明步骤S3中各个测试项目的测试过程：
第一测试为制动性能测试，步骤S32包括：
S321设定第一测试条件，包括初始速度、制动力和测试距离。
S322根据第一测试要求，调整测试场景和测试环境的参数。
根据制动性能测试的要求，对测试场景和测试环境的参数进行调整。例如，调整场地的摩擦系数、坡度、路面状况等，以模拟不同实际驾驶条件下的制动性能。
S323令场车模型按照当前初始速度行驶，在当前测试距离内指定α个制动点，在每个制动点处通过物理引擎施加当前制动力，触发场车模型的刹车***，同时，利用第一传感器模型实时采集测试时的数据，包括制动过程中的减速度、制动时间和制动距离。
具体地，这些数据都可根据第一传感器模型进行直接采集得到。
S324当场车模型到达当前测试距离终点时，测试完毕，获得第一初始数据；
S325在第一测试条件的调整范围内，对初始速度、制动力和测试距离进行调整，得到N1组调整后的第一测试条件，其中，每组调整后的第一测试条件符合第一调整约束条件。
根据第一测试条件的调整范围，对初始速度、制动力和测试距离进行调整，得到N1组调整后的第一测试条件。通过调整这些条件，可以测试不同条件下的制动性能，进一步评估场车的性能表现。具体地，N1数值取10。
第一调整约束条件如下：
F<μ×m×a
v0≤(2×Fmax×I)0.5
式中，D1为测试距离，F为制动力，v0为初始速度，Fmax为最大制动力，α为制动点的数量，μ为摩擦系数，m为场车质量，a为场车的加速度，I为惯性张量。
在调整初始速度、制动力和测试距离时，应考虑场车模型刹车***的能力、测试环境的限制等因素，其中，测试距离与初始速度的平方成正比，与制动力和摩擦系数成反比。换句话说，当初始速度和制动力保持不变时，测试距离与摩擦系数成反比。而当初始速度和摩擦系数保持不变时，测试距离与制动力成反比。初始速度应不超过车辆和刹车***的设计和性能所能承受的最大制动力，即初始速度应小于或等于最大制动力和车辆的转动惯性张量的平方根的乘积的开方。惯性张量是描述物体对于转动运动的惯性特性的参数。
S326对每组调整后的第一测试条件，重复步骤S323中的测试过程，当测试完毕，共获得N1组第一调整数据。
通过重复测试，可以获得N1组调整后的第一测试条件下的制动性能数据。这些数据可以用于比较不同测试条件下的制动性能差异，进一步了解场车的性能特点。
S327将第一初始数据和第一调整数据进行合并，并加入相应的第一测试条件作为标签，得到第一数据。
具体地，将第一测试条件作为行首，将数据中的制动过程中的减速度、制动时间和制动距离分别作为列首，将具体的数据数值填入对应的栏，形成表格作为第一数据。
第二测试为爬坡性能测试，步骤S33包括：
S331设定第二测试条件，包括爬坡坡度、爬坡速度和爬坡距离，并根据第二测试要求，调整测试场景和测试环境的参数。
S332令场车模型按照当前爬坡速度行驶并开始爬坡，在当前爬坡距离内指定β个检测点，依次设定每个检测点的电池电量指标，包括为第一电池电量指标和第二电池电量指标/>
具体地，β取值为4，第一电池电量指标为场车模型到达当前检测点时的电池电量下限值，第二电池电量指标为场车模型从当前检测点出发到结束测试的剩余测试距离相应的电池电量下限值。
S333利用第二传感器模型实时采集到达每个检测点时的电池电量，若当前电池电量低于当前检测点的第一电池电量指标则触发刹车***，对场车模型的电池进行充电，直至场车模型的电池电量达到当前检测点的第二电池电量指标/>则解除制动，令场车模型继续爬坡。
具体地，当β＝4时，且/>
S334当场车模型到达当前爬坡距离终点时，测试完毕，获得第二初始数据，包括爬坡过程中的速度、加速度、充电次数、各检测点的电池电量。
具体地，爬坡过程中的速度、加速度可由第二传感器模型直接采集得到，充电次数、各检测点的电池电量可由场车模型中的电池管理***提供。电池管理***(BatteryManagement System，简称BMS)是一种集成电池状态监测和管理功能的***，可以监测电池的充电和放电过程，并记录充电次数。
S335在第二测试条件的调整范围内，对爬坡坡度、爬坡速度和爬坡距离进行调整，得到N2组调整后的第二测试条件，其中，每组调整后的第二测试条件符合第二调整约束条件。
具体地，N2的数值为8，第二调整约束条件包括：
v1≤min(vmaxpower,vmaxfriction)
式中，D2为爬坡距离，v1为爬坡速度，θ为爬坡坡度，g为重力加速度，μ为摩擦系数，f表示场车模型的轮胎所受到的垂直力与场车质量之比，vmaxpower表示动力约束下的最大爬坡速度，vmaxfriction表示摩擦力约束下的最大爬坡速度；
其中：
式中，Pmax为动力***的最大输出功率，m为场车的质量，sqrt表示平方根运算，μmax为最大摩擦系数，R为轮胎半径。
在爬坡测试中，需要考虑场车模型的动力***、摩擦系数、重力加速度等多种因素的限制。其中，爬坡坡度应小于车辆的最大可爬坡坡度。最大可爬坡坡度是指车辆能够在不失控或无法继续前进的情况下，成功爬上坡的最大坡度。最大可爬坡坡度是由车辆的动力***、摩擦系数、重力加速度等因素决定的。如果车辆的最大可爬坡坡度受到限制，那么车辆能够爬升的坡度就会受到限制，从而限制了爬坡距离。另外，车辆的爬坡速度会受到车辆的动力***能力的限制和摩擦力的限制。动力约束下的最大爬坡速度与动力***的最大输出功率成正比，与爬坡坡度的正弦值成反比。摩擦力约束下的最大爬坡速度与最大摩擦系数、重力加速度、轮胎半径、车辆质量和爬坡坡度有关。最大摩擦系数越大，最大爬坡速度越大；重力加速度越大，最大爬坡速度越小；轮胎半径越大，最大爬坡速度越大；车辆质量越大，最大爬坡速度越小；爬坡坡度越大，最大爬坡速度越小。
S336对每组调整后的第二测试条件，重复步骤S323-S333中的测试过程，当测试完毕，共获得N2组第二调整数据。
具体地，通过重复测试，可以获得N2组调整后的第二测试条件下的数据，包括速度、加速度、充电次数和各个检测点的电池电量。这些数据可以用于比较不同测试条件下的爬坡性能差异。
S337将第二初始数据和第二调整数据进行合并，并加入相应的第二测试条件作为标签，得到第二数据。
具体地，将第二测试条件作为行首，将数据中的爬坡过程中的速度、加速度、充电次数、各检测点的电池电量分别作为列首，将具体的数据数值填入对应的栏，形成表格作为第二数据。
第三测试为噪音程度测试，步骤S34包括：
S341设定第三测试条件，包括行驶速度、行驶加速度、行驶减速度、负载量和测试时间；
S342根据第三测试要求，调整测试场景和测试环境的参数。
根据第三测试的要求，需要调整测试场景和测试环境的参数，以确保测试的准确性和可重复性。例如，可以通过调整测试场地的背景噪音水平、环境温度和湿度等参数来模拟实际使用场景。
S343按照负载量为场车模型添加负载，设定测试阶段，测试阶段分为三个阶段，分别为加速阶段A、匀速阶段B、减速阶段C，根据测试阶段分别设定加速阶段的加速开始速度和加速结束速度/>匀速阶段的匀速行驶速度/>减速阶段的减速开始速度/>和减速结束速度/>
S344设定测试流程，测试流程为测试阶段的组合，测试流程表示为S＝{A,B,C}，令场车模型按照测试流程进行第三测试，利用第三传感器模型记录测试过程中每个测试阶段的数据，包括声级数据、频率数据和噪音变化情况。
需要说明的是，测试流程中，并不是只有一个加速阶段、一个匀速阶段、一个减速阶段，而是可以有多个各个阶段，且顺序不一定为加速、匀速、减速，在测试噪音时，也不一定是从场车模型在启动时开始测试，例如，场车模型启动一段时间，加速至减速阶段的减速开始速度此时开始噪音测试，测试流程为减速阶段、加速阶段、匀速阶段、加速阶段、匀速阶段、减速阶段，当测试时间到了，则测试完毕。因此，每个测试阶段的各个速度可能有部分相同，也可能完全都不相同，速度仅在场车模型各参数的限制范围内进行选取，而不会受到其他测试阶段的速度限制。
具体地，第三传感器模型会将环境中的声波转化为电信号，并进行相应的信号处理和分析。通过测量声压级、频率和声谱等参数，第三传感器模型可以准确地捕捉到噪音的变化情况。这些数据可以用于评估场车模型的噪音水平，分析噪音的特征和变化趋势，以及比较不同测试条件下的噪音性能差异。
S345当达到测试时间时，测试完毕，获得第三初始数据。
S346在第三测试条件的调整范围内，对行驶速度、行驶加速度、行驶减速度、负载量和测试时间进行调整，得到N3组调整后的第三测试条件，其中，每组调整后的第三测试条件符合第三调整约束条件。
具体地，N3取值为15，第三调整约束条件包括：
L≤Lmax
式中，v2为行驶速度，Pmax为动力***的最大输出功率，μ为摩擦系数，R为轮胎半径，a1为行驶加速度，Tmax为最大牵引力，m为场车的质量，L为负载量，a2为行驶减速度，g为重力加速度，r为场车的质量分布系数，Lmax为场车的最大负载量。
在进行噪音测试时，测试条件的调整需要考虑到场车模型自身的性能，如摩擦系数、轮胎半径等。其中，摩擦系数反映了轮胎与地面之间的摩擦力大小，而轮胎的半径影响了叉车的转动能力和行驶稳定性。行驶速度应当在动力***最大输出功率、摩擦系数、轮胎半径、负载量的限制下进行确定。最大牵引力是场车能够提供的最大牵引力，它决定了场车的加速能力。根据最大牵引力和场车的总重量，可以计算出场车的最大行驶加速度。行驶减速度的范围取决于场车的多个性能因素，包括制动***的效能、轮胎与地面的摩擦系数、场车的质量分布等。而最大负载量可以根据场车的产品规格数据中的额定承载能力来作为最大负载量，或者也可以根据场车的尺寸和额定承载能力来进行一个计算作为最大负载量，以叉车为例：
LmaxY*l*c
式中，Y为叉车的额定承载能力，单位为千克；l为叉臂的长度，单位为米；c为叉臂长度系数，通常取值为0.8-1.0。
S347对每组调整后的第三测试条件，重复步骤S343-344中的测试过程，当测试完毕，共获得N3组第三调整数据。
S348将第三初始数据和第三调整数据进行合并，并加入相应的第三测试条件作为标签，得到第三数据。
具体地，将第三测试条件作为行首，将数据中的声级数据、频率数据和噪音变化情况分别作为列首，将具体的数据数值填入对应的栏，形成表格作为第三数据。
具体地，本发明一实施例中，步骤S4包括：
第一测试中，测试指标包括减速度、制动时间和制动距离，较大的减速度表示制动过程中车辆能够迅速减速，具有较好的制动性能，较短的制动时间表示车辆能够快速停下，具有较好的制动性能，较短的制动距离表示车辆在制动过程中能够迅速停下，具有较好的制动性能。
第二测试中，测试指标包括速度、加速度、充电次数和电池电量，较快的爬坡速度表示车辆具有较好的爬坡性能，较大的加速度表示车辆能够迅速爬坡，具有较好的爬坡性能，较少的充电次数表示车辆在爬坡过程中的电池续航能力较好，各检测点的电池电量情况可以反映车辆在爬坡过程中的能量消耗和电池使用情况。
第三测试中，测试指标包括声级、频率和噪音变化情况，较低的声级表示噪音水平较低，平滑且集中在低频段的频率分布表示噪音水平较低，观察噪音的变化情况，如是否存在噪音突变或噪音波动较大的情况。
综合上述的模拟测试结果，对场车进行制动性能、爬坡性能、噪音程度的整体评估，得到测试评估结果。
具体地，测试评估结果可以是：
如果制动性能测试中减速度较大，制动时间较短，制动距离较短，说明场车具有较好的制动性能。
如果爬坡性能测试中速度较快，加速度较大，充电次数较少，各检测点的电池电量较高，说明场车具有较好的爬坡性能和续航能力。
如果噪音程度测试中声级较低，频率数据平滑且集中在低频段，噪音变化情况较稳定，说明场车具有较低的噪音水平。
具体地，每个测试指标可以是综合取值各个测试条件下的测试数据，如取平均值，对平均值的结果来根据测试指标对相应的性能进行评估。
本发明利用三维仿真来对场车的运行状态进行三个方面的测试，在测试时，根据设定的测试条件范围，对场车模型进行多次测试，获取更全面的测试数据，通过对不同测试条件下的数据进行比较和分析，可以评估场车在不同条件下的性能差异，为优化和改进提供依据，通过模拟测试结果的整理和分析，可以得出场车在不同测试条件下的性能评估结果，为决策和设计提供参考依据，可以通过可视化展示，直观地呈现场车在不同测试条件下的性能变化，提高结果的可理解性和可视化程度。
另外，请参阅图2，本发明还提供一种场车运行状态的测试***，所述***用于执行上述任一所述的方法，所述***中加载有三维仿真软件，所述***包括：
虚拟仿真环境模块，其用于创建测试场景和测试环境。该模块可以生成虚拟的道路、地形和其他环境或设施，以模拟实际场景，并提供逼真的环境来进行测试。
测试项目管理模块，其用于设定测试项目和测试条件，包括第一测试、第二测试和第三测试，该模块与虚拟仿真环境模块连接以调整测试场景和测试环境。该模块可以设定不同的测试项目，如制动性能测试、爬坡性能测试和噪音程度测试，并调整虚拟仿真环境模块中的测试场景和测试环境，以满足测试需求。
模型构建模块，其用于根据场车的实际结构参数和运动参数，构建场车模型，同时在场车模型中加载物理引擎，并根据测试项目所需的实际传感器的规格和性能参数，设计相应的传感器模型，并将传感器模型装配在场车模型的测试点位上。
测试执行模块，其用于接收测试项目管理模块的测试指令，根据测试指令对场车模型进行测试，并同步调用传感器模型进行测试数据的采集，获取模拟测试结果。
测试结果分析模块，其用于接收测试执行模块传送的模拟测试结果并进行分析，根据测试指标对模拟测试结果进行评估，得到场车的测试评估结果。通过分析模拟测试结果，可以评估场车在不同测试项目下的性能表现。
测试展示模块，其用于接收测试结果分析模块的测试评估结果，并进行可视化展示。该模块可以将测试评估结果以图形、图表等形式展示，使用户能够直观地了解场车的测试结果。
本实施例中，通过在***中内嵌一个三维仿真软件，令测试***在三维虚拟环境中执行测试过程，各个模块之间互相协作，以实现对场车的全面测试，利用该***，可以更加方便、高效地评估场车在不同测试项目下的性能，并为场车的改进和优化提供参考。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种场车运行状态的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1搭建虚拟仿真环境，包括测试场景和测试环境，获取场车的结构参数和运动参数，构建场车模型，并在场车模型中加载物理引擎；
S2设定测试项目，测试项目包括第一测试、第二测试和第三测试，根据测试项目所需的实际传感器的规格和性能参数，设计相应的传感器模型，将传感器模型装配在场车模型的测试点位上；
S3设定各个测试项目的测试条件，分别在各个测试项目的测试条件下，对场车模型进行测试，根据传感器模型在测试中采集到的数据整理得到模拟测试结果；
S4结合测试指标对模拟测试结果进行分析，得到场车的测试评估结果。
2.如权利要求1所述的场车运行状态的测试方法，其特征在于，步骤S1包括：
S11确定测试场景，包括测试场地的地形、道路、障碍物、建筑物和其他场景元素；
S12设置测试环境，包括下雨、晴天、大雾和大风；
S13收集场车的结构参数，包括场车的总重量、场车的尺寸、构件的形状、构件的重量、轮胎类型、动力***、制动***、刹车***和电池管理***；
S14获取场车的运动参数，包括最大速度、加速度、转向半径和承载量；
S15根据场车的结构参数和运动参数在三维软件中构建场车模型；
S16选择物理引擎并导入到场车模型中，在场车模型的相应位置添加刚体组件，以模拟场车的物理特性和动力学特性；
S17根据场车的物理参数，设置物理引擎中的相关参数，物理参数包括场车的质量、惯性张量、摩擦系数和空气阻力系数；
S18通过物理引擎提供的接口添加驱动力配置参数，包括重力、外部力、发动机输出力、制动力。
3.如权利要求2所述的场车运行状态的测试方法，其特征在于，步骤S2包括：
S21设定测试项目，测试项目包括第一测试、第二测试和第三测试；
S22根据各个测试项目确定相应的传感器类型和传感器参数，传感器类型包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，每类传感器的参数均包括测量范围、测量精度和响应时间；
S23根据确定的传感器类型和传感器参数，创建相应的第一传感器模型、第二传感器模型和第三传感器模型；
S24获取第一测试要求、第二测试要求和第三测试要求，按照第一测试要求、第二测试要求和第三测试要求在场车模型上分别确定第一测试的测试点位、第二测试的测试点位和第三测试的测试点位，将创建的第一传感器模型装配到第一测试的测试点位、将创建的第二传感器模型装配到第二测试的测试点位、将创建的第三传感器模型装配到第三测试的测试点位。
4.如权利要求3所述的场车运行状态的测试方法，其特征在于，步骤S3包括：
S31设定第一测试条件、第二测试条件和第三测试条件，并确定第一测试条件的调整范围、第二测试条件的调整范围和第三测试条件的调整范围；
S32在第一测试条件下，对场车模型进行第一测试，在第一测试的过程中，收集第一传感器模型采集到的第一初始数据，在第一测试条件的调整范围内调整第一测试条件，得到N1组调整后的第一测试条件，分别在调整后的第一测试条件下，对场车模型进行第一测试，并收集第一传感器模型采集到的第一调整数据，将第一初始数据和第一调整数据合并作为第一数据；
S33在第二测试条件下，对场车模型进行第二测试，在第二测试的过程中，收集第二传感器模型采集到的第二初始数据，在第二测试条件的调整范围内调整第二测试条件，得到N2组调整后的第二测试条件，分别在调整后的第二测试条件下，对场车模型进行第二测试，并收集第二传感器模型采集到的第二调整数据，将第二初始数据和第二调整数据合并作为第二数据；
S34在第三测试条件下，对场车模型进行第三测试，在第三测试的过程中，收集第三传感器模型采集到的第三初始数据，在第三测试条件的调整范围内调整第三测试条件，得到N3组调整后的第三测试条件，分别在调整后的第三测试条件下，对场车模型进行第三测试，并收集第三传感器模型采集到的第三调整数据，将第三初始数据和第三调整数据合并作为第三数据；
S35将第一数据、第二数据和第三数据整理后作为模拟测试结果。
5.如权利要求4所述的场车运行状态的测试方法，其特征在于，第一测试为制动性能测试，步骤S32包括：
S321设定第一测试条件，包括初始速度、制动力和测试距离；
S322根据第一测试要求，调整测试场景和测试环境的参数；
S323令场车模型按照当前初始速度行驶，在当前测试距离内指定α个制动点，在每个制动点处通过物理引擎施加当前制动力，触发场车模型的刹车***，同时，利用第一传感器模型实时采集测试时的数据，包括制动过程中的减速度、制动时间和制动距离；
S324当场车模型到达当前测试距离终点时，测试完毕，获得第一初始数据；
S325在第一测试条件的调整范围内，对初始速度、制动力和测试距离进行调整，得到N1组调整后的第一测试条件，其中，每组调整后的第一测试条件符合第一调整约束条件；
S326对每组调整后的第一测试条件，重复步骤S323中的测试过程，当测试完毕，共获得N1组第一调整数据；
S327将第一初始数据和第一调整数据进行合并，并加入相应的第一测试条件作为标签，得到第一数据。
6.如权利要求5所述的场车运行状态的测试方法，其特征在于，步骤S325中，第一调整约束条件包括：
F<μ×m×a
v0≤(2×Fmax×I)0.5
式中，D1为测试距离，F为制动力，v0为初始速度，Fmax为最大制动力，α为制动点的数量，μ为摩擦系数，m为场车质量，a为场车的加速度，I为惯性张量。
7.如权利要求4所述的场车运行状态的测试方法，其特征在于，第二测试为爬坡性能测试，步骤S33包括：
S331设定第二测试条件，包括爬坡坡度、爬坡速度和爬坡距离，并根据第二测试要求，调整测试场景和测试环境的参数；
S332令场车模型按照当前爬坡速度行驶并开始爬坡，在当前爬坡距离内指定β个检测点，依次设定每个检测点的电池电量指标，包括为第一电池电量指标和第二电池电量指标/>
S333利用第一传感器模型实时采集到达每个检测点时的电池电量，若当前电池电量低于当前检测点的第一电池电量指标则触发刹车***，对场车模型的电池进行充电，直至场车模型的电池电量达到当前检测点的第二电池电量指标/>则解除制动，令场车模型继续爬坡；
S334当场车模型到达当前爬坡距离终点时，测试完毕，获得第二初始数据，包括爬坡过程中的速度、加速度和电池电量；
S335在第二测试条件的调整范围内，对爬坡坡度、爬坡速度和爬坡距离进行调整，得到N2组调整后的第二测试条件，其中，每组调整后的第二测试条件符合第二调整约束条件；
S336对每组调整后的第二测试条件，重复步骤S323-S333中的测试过程，当测试完毕，共获得N2组第二调整数据；
S337将第二初始数据和第二调整数据进行合并，并加入相应的第二测试条件作为标签，得到第二数据。
8.如权利要求7所述的场车运行状态的测试方法，其特征在于，步骤S335中，第二调整约束条件包括：
v1≤min(vmaxpower,vmaxfriction)
式中，D2为爬坡距离，v1为爬坡速度，θ为爬坡坡度，g为重力加速度，μ为摩擦系数，f表示场车模型的轮胎所受到的垂直力与场车质量之比，vmaxpower表示动力约束下的最大爬坡速度，vmaxdriction表示摩擦力约束下的最大爬坡速度；
其中：
式中，Pmax为动力***的最大输出功率，m为场车的质量，sqrt表示平方根运算，μmax为最大摩擦系数，R为轮胎半径。
9.如权利要求4所述的场车运行状态的测试方法，其特征在于，第三测试为噪音程度测试，步骤S34包括：
S341设定第三测试条件，包括行驶速度、行驶加速度、行驶减速度、负载量和测试时间；
S342根据第三测试要求，调整测试场景和测试环境的参数；
S343按照负载量为场车模型添加负载，设定测试阶段，测试阶段分为三个阶段，分别为加速阶段A、匀速阶段B、减速阶段C，根据测试阶段分别设定加速阶段的加速开始速度和加速结束速度/>匀速阶段的匀速行驶速度/>减速阶段的减速开始速度/>和减速结束速度/>
S344设定测试流程，测试流程为测试阶段的组合，测试流程表示为S＝{A,B,C}，令场车模型按照测试流程进行第三测试，利用第三传感器模型记录测试过程中每个测试阶段的数据，包括声级数据、频率数据和噪音变化情况；
S345当达到测试时间时，测试完毕，获得第三初始数据；
S346在第三测试条件的调整范围内，对行驶速度、行驶加速度、行驶减速度、负载量和测试时间进行调整，得到N3组调整后的第三测试条件，其中，每组调整后的第三测试条件符合第三调整约束条件；
S347对每组调整后的第三测试条件，重复步骤S343-344中的测试过程，当测试完毕，共获得N3组第三调整数据；
S348将第三初始数据和第三调整数据进行合并，并加入相应的第三测试条件作为标签，得到第三数据；
其中，第三调整约束条件包括：
L≤Lmax
式中，v2为行驶速度，Pmax为动力***的最大输出功率，μ为摩擦系数，R为轮胎半径，a1为行驶加速度，Tmax为最大牵引力，m为场车的质量，L为负载量，a2为行驶减速度，g为重力加速度，r为场车的质量分布系数，Lmax为场车的最大负载量。
10.一种场车运行状态的测试***，其特征在于，所述***用于执行权利要求1-9任一所述的方法，所述***中加载有三维仿真软件，所述***包括：
虚拟仿真环境模块，其用于创建测试场景和测试环境；
测试项目管理模块，其用于设定测试项目和测试条件，包括第一测试、第二测试和第三测试，该模块与虚拟仿真环境模块连接以调整测试场景和测试环境；
模型构建模块，其用于根据场车的实际结构参数和运动参数，构建场车模型，同时在场车模型中加载物理引擎，并根据测试项目所需的实际传感器的规格和性能参数，设计相应的传感器模型，并将传感器模型装配在场车模型的测试点位上；
测试执行模块，其用于接收测试项目管理模块的测试指令，根据测试指令对场车模型进行测试，并同步调用传感器模型进行测试数据的采集，获取模拟测试结果；
测试结果分析模块，其用于接收测试执行模块传送的模拟测试结果并进行分析，根据测试指标对模拟测试结果进行评估，得到场车的测试评估结果；
测试展示模块，其用于接收测试结果分析模块的测试评估结果，并进行可视化展示。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |