(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111459757.3 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 上海交通大 学 地址 200030 上海市徐汇区华 山路1954 号 (72)发明人 潘铮　李博远　周世昱　刘绍勋　 牛志华　汪际亮　林兆鹏　王荣蓉　 (74)专利代理 机构 北京清大紫荆知识产权代理 有限公司 1 1718 代理人 郑纯　冯振华 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 估计履带 车辆行驶路面的方法 (57)摘要 本发明的估计履带车辆行驶路面的方法， 属 于履带车辆场景计算方法的技术领域的技术领 域， 解决现有技术的方法测量路面当前场景精度 较低的技术问题。 其包括建立履带在多个不同场 景路面上的数学模型， 并确定车辆履带受地面作 用力的理论牵引力值， 及， 确定所述最大剪切应 力与内聚力和内扛剪强度角的关系； 确定出左、 右履带在不同路面下剪切应力的表达式； 获取车 辆履带与地面摩擦力的力矩数据和在预设时间 段内的履带牵引力观测值集合； 根据所述理论牵 引力值、 牵引力值和牵引力观测值集合确定履带 当前的场景路面。 通过力学特性计算出实际履带 的内聚力与内抗剪强度角， 实现对 各种复杂越野 路面进行辨识， 避免图像 法中噪声对测量精度的 影响。 权利要求书4页 说明书6页 附图1页 CN 114329902 A 2022.04.12 CN 114329902 A 1.一种估计履带 车辆行驶路面的方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 基于CAM软件建立履带在多个不同场景路面上的数学模型， 并确定每个所述不同场景 路面的理论 参数值， 所述理论 参数值包括车辆履带受地 面作用力的理论牵引力值； 根据多个所述数学模型确定出履带在多个路面上的最大剪切应力， 并确定所述最大剪 切应力与内聚力和内扛剪强度角的关系； 确定出左、 右履带在不同路面下剪切应力的表达式； 获取车辆履带与地面摩擦力的力矩数据， 并对所述表达式进行微积分处理确定左、 右 履带当前时间点的牵引力值， 及确定所述当前时间点之前的预设时间段内的履带牵引力观 测值集合； 根据所述理论牵引力值、 牵引力值和牵引力观测值 集合确定履带当前的场景路面。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 至少为三个不同场景路面上的数学模型， 至少包括松散 沙子或饱和粘土、 沼泽和致密沙 土， 且各自剪切应力和剪切位移分别满足： 其中： 为该路面的最大剪切应力， 为到达最大剪切应力时所需要的剪切位移； 为该 种地面下残余剪切应力与最大剪切应力的比值， 和 为履带与路面发生摩擦产生的位 移； 通过库仑力公式进行转换得出所述最大剪切应力与内聚力和内扛剪强度角的关系， 且 满足： 其中： c(i)为不同路面场景下的内聚力， Δ履带与 地面接触面的法向应力， φ(i)内扛剪强度角 φ(i)。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述获取车辆履带与地面摩擦力的力矩数 据为实时测量所获取 车辆拖带轮或负重轮的力矩数据， 对所述表达式进行微积分处 理确定左、 右履带当前时间点的牵引力值的方法包括： 左、 右履带滑 移率设为sL和sR， 且满足： 和 其中： vx为车辆质心 纵向速度； vL为左侧履带中心 纵向速度； vR为左侧履带中心 纵向速度， x表 示履带的纵向位置； 左、 右履带 的滑移率转换为sjx， 履带各点出的剪切应力τ(i)确定为三个关于sj与x的表权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114329902 A 2达式， 并满足： 对履带接地 面积进行积分， 左、 右履带在所述当前时间点的牵引力值 为： 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述预设时间段内履带驱动力的观测值的 方法包括： 预设时间段内履带驱动力的实际观测值集合根据获取的车辆拖带轮或负重轮的力矩 数据确定， 并满足Λj(sj)＝{Λj(sj,t‑N+1),L,Λj(sj,t‑1),Λj(sj,t)}。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 根据当前所述牵引 力值和驱动力的观测值 确定路面的实际参数值的方法包括： 利用混合高斯分布确定当前所述牵引力值和驱动力的观测值的条件概率关系， 并满 足： 预设时间段内的内履带驱动力的观测值的高斯分布满足： 对未知路面牵引力的观测值 的条件概 率利用三个高斯分布的加权 叠加， 满足： 式中， 权重 π ＝{ π(1), π(2), π(3)}满足： 利用混合高斯分布的权重规律将当前路面驱动力的观测集合值进行对数似然函数的 转化以计算出实际参数值。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述对数似然函数的转化以确定出实际参权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114329902 A 3