智能网联汽车的淋雨试验检测平台的制作方法

本发明涉及汽车检测，特别涉及智能网联汽车的淋雨试验检测平台。

背景技术：

1、随着科技的不断发展，智能网联汽车成为汽车行业的新趋势，为驾驶员提供更安全、便捷和智能的驾驶体验。然而，智能网联汽车的研发和测试面临着许多挑战，其中之一是在不同气候条件下对汽车性能进行充分测试。特别是，针对雨天驾驶的测试是非常重要的，因为雨水对车辆的性能和安全性有着显著影响。传统的雨天测试通常是在实际道路上进行的，这种方法存在一些问题。首先，天气不稳定，测试条件难以控制，测试结果不稳定且难以重现。其次，在不同的气候条件下测试需要耗费大量的时间和资源，而且可能会对环境造成影响。此外，某些极端天气条件下的测试可能会对车辆和测试人员的安全构成威胁。

2、为了克服这些问题，一些现有技术尝试开发虚拟测试平台，以模拟不同气候条件下的驾驶情况。这些虚拟测试平台通常包括计算机模拟和仿真技术，可以在控制条件下模拟各种气象条件，包括雨天。然而，这些现有技术在模拟雨天条件时仍然存在一些问题和限制。首先，现有虚拟测试平台的雨天模拟往往不够精确。它们可能无法准确模拟雨滴的大小、密度和运动轨迹，从而无法真实地模拟雨天的驾驶情况。这种不精确性可能导致对车辆性能的不准确评估。其次，现有虚拟测试平台通常只考虑了雨滴对车辆外部的影响，而忽视了雨滴对车辆内部电子系统的影响。在雨天行驶中，电动机、电池和电控系统等关键电子组件容易受到雨水的影响，可能导致电路故障或性能下降。然而，现有技术很少考虑这些因素。另一个问题是，现有虚拟测试平台往往没有有效的方法来分析和评估车辆在模拟雨天条件下的性能。缺乏准确的数据分析工具和评估方法，使得难以确定车辆是否满足雨天驾驶的安全性能要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供智能网联汽车的淋雨试验检测平台，为汽车性能测试提供了高度真实的环境条件；通过观测和预测模拟雨滴的行为，实现了对汽车在雨天条件下性能的全面评估。

2、为解决上述技术问题，本发明提供智能网联汽车的淋雨试验检测平台，平台包括：

3、淋雨模拟系统，配置用于构建虚拟的模拟下雨环境，包括：模拟雨滴环境模拟系统，配置用于生成地形模型，创建虚拟大气层；模拟湿度分布，模拟温度分布，模拟气压分布和模拟风场；以及模拟雨滴形成，以得到模拟雨滴；下雨状态模拟系统，配置用于观测模拟雨滴初始状态，构建模拟雨滴的观测模型，根据观测模型，不断预测模拟雨滴的预测状态，以完成模拟雨滴的下雨状态模拟；

4、车辆模拟系统，配置用于构建虚拟的目标车辆模型；

5、检测分析系统，包括：三电分析系统和视觉分析系统；所述三电分析系统，配置用于采集目标车辆模型在模拟下雨环境中行驶过程中的三电参数，包括：电机系统参数、电池系统参数和电控系统参数，对三电参数进行数据分析，以判断三电参数在模拟下雨环境中是否出现异常；所述视觉分析系统，配置用于采集目标车辆模型在模拟下雨环境中行驶过程中的摄像头图像，以判断摄像头在模拟下雨环境中是否出现异常。

6、进一步的，所述模拟雨滴环境模拟系统使用如下公式生成地形模型：

7、；

8、其中，为地形高度；是振幅，表示地形的高度范围；和是波长，控制地形的起伏；为x轴坐标；为y轴坐标；

9、使用如下公式创建虚拟大气层：

10、；

11、其中，是地面处的密度，是大气层尺度高度，是垂直高度，对应z轴坐标；为模拟大气压。

12、进一步的，所述模拟雨滴环境模拟系统使用如下公式模拟湿度分布：

13、；

14、其中，是三维空间中，坐标为处的湿度；为地面处的初始湿度，为设定值；是湿度高度尺度，控制着湿度在垂直方向变化的速率，越小的值将导致湿度在垂直方向上变化越快，而越大的值将导致湿度在垂直方向上变化越慢；

15、所述模拟雨滴环境模拟系统使用如下公式模拟温度分布：

16、；

17、其中，是三维空间中，坐标为处的温度；是温度尺度高度，控制着温度在垂直方向的变化速率，越小的值将导致温度在垂直方向上变化越快，而越大的值将导致温度在垂直方向上变化越慢；为温度调整系数，为设定值；为地面处的初始温度，为设定值。

18、进一步的，所述模拟雨滴环境模拟系统使用如下公式模拟气压分布：

19、；

20、是三维空间中，坐标为处的气压；为地面处的初始气压，为设定值；

21、所述模拟雨滴环境模拟系统使用如下公式模拟风场：

22、；

23、其中，是水平方向坐标为处的风速分量；是垂直方向坐标为处的风速分量；是水平方向坐标为处的初始风速，为设定值；是垂直方向坐标为处的初始风速，为设定值；和均是风速尺度高度，为设定值；和是波数，影响风场的空间分布；是角频率；是时间。

24、进一步的，所述模拟雨滴环境模拟系统模拟雨滴形成的方法包括：设定湿度阈值和温度阈值，当满足以下条件时，云开始形成：

25、；

26、云形成后，模拟雨滴开始形成，使用以下公式生成模拟雨滴的数量：

27、；

28、其中，是雨量常数，为设定值，当大于设定的第一阈值时，生成的模拟雨滴为大雨；当小于设定的第二阈值时，生成的模拟雨滴为小雨；当介于设定的第二阈值和第一阈值之间时，生成的模拟雨滴为中雨；为坐标为处的模拟雨滴数量。为湿度变化率，当时，控制模拟雨滴的形成速率，进而控制模拟雨滴数量。

29、进一步的，所述下雨状态模拟系统观测模拟雨滴初始状态为：

30、；

31、其中，和表示均匀分布，和分别是虚拟环境的宽度和高度；是雨滴的初始速度，服从正态分布，是雨滴的初始半径，服从正态分布；为初始速度的噪声；为初始半径的噪声。

32、进一步的，所述下雨状态模拟系统预测模拟雨滴的预测状态为：

33、；

34、其中，为预测x轴坐标；为预测y轴坐标；为预测速度；为预测半径；为预测状态时的时间与上一状态所处的时间的差值；为水平方向的风场与x轴的夹角；为重力加速度；为半径变化系数，为设定值。

35、进一步的，所述下雨状态模拟系统建立的观测模型为：

36、；

37、其中，为观测噪声协方差矩阵；为观测模型。

38、进一步的，所述下雨状态模拟系统使用如下公式不断预测模拟雨滴的预测状态：

39、；

40、其中，为后续不断预测得到的预测状态中的x轴坐标；为后续不断预测得到的预测状态中的y轴坐标；为预测变化系数；为后续不断预测得到的预测状态中的速度；为后续不断预测得到的预测状态中的半径。

41、进一步的，所述观测噪声协方差矩阵使用如下公式进行更新：

42、；

43、其中，为单位矩阵。

44、本发明的智能网联汽车的淋雨试验检测平台，具有以下有益效果：传统的雨天测试难以控制和重现，因为天气条件不稳定。本发明通过淋雨试验检测平台，能够在控制条件下精确模拟不同的雨天情况。模拟雨滴的大小和运动轨迹等因素能够精确控制，使得测试结果更为准确和可靠。这对于评估智能网联汽车在雨天行驶时的性能至关重要，有助于车辆制造商更好地了解其产品的表现。本发明不仅关注了雨滴对车辆外部的影响，还考虑了雨水对车辆内部电子系统的潜在影响。在雨天行驶中，电机系统、电池系统和电控系统等关键电子组件容易受到雨水的侵害，可能导致电路故障或性能下降。淋雨试验检测平台能够模拟这些内部电子系统在雨天条件下的工作环境，有助于检测潜在问题并采取预防措施。

45、在本发明中淋雨模拟系统负责构建虚拟的环境，包括地形和大气层的模拟。地形模型的生成采用了振幅、波长等参数，通过正弦函数构建地形的高度分布。虚拟大气层的模拟则考虑了密度、高度和垂直高度的关系，通过指数函数模拟大气压力分布。这些模拟有助于为整个环境创造出更真实的下雨场景。同时，淋雨模拟系统模拟了雨天中常见的气象条件。湿度分布的模拟考虑了地面湿度和高度的关系，通过指数函数来模拟湿度在垂直方向上的变化。温度分布模拟考虑了温度尺度高度和温度调整系数，控制温度在垂直方向上的变化速率。气压分布的模拟采用了气压变化系数和地形高度的参数，通过指数函数表达气压的分布。风场的模拟则包括水平和垂直方向的风速分量，受到指数函数和正弦、余弦函数的影响。这些模拟数据反映了雨天中复杂的气象条件，对于测试车辆在各种雨天环境中的性能至关重要。