Obstacle crossing strategies for high-speed 4WD small-scale vehicle

要約

無人地上車両の障害物通過は、一般に 2 つの戦略に依存します。(i) 登るために車輪のトルクを適用すること、および (ii) 障害物の上部で車輪を持ち上げるために車輪脚または車輪パドルを使用して車両の形状を変更することです。
しかし、それらの戦略のほとんどは、車輪と障害物との接触時間を長くするために速度を犠牲にしています。
この論文では、実験計画法 (DoE) を使用して、段差障害物を通過する際の 4WD 高速車両の挙動を調査します。
3D マルチボディ車両モデルには、新しい 2-DoF サスペンション システムが装備されており、所定の速度と障害物の高さに対して、水平方向の減衰係数が変更されて、シャーシに対して縦方向および垂直方向の車輪の動きが減衰されます。
DoE の結果により、(i) 車両の運動エネルギーの変化、(ii) 車輪と障害物の間の接触時間、(iii) ピッチ レートの 3 つの指標に基づいて、新しい高速障害物横断戦略を提案することができます。
弾道フェーズの開始時。
これらのメトリクスをリアルタイムで変更できる実験関数が提案されています。

要約(オリジナル)

Unmanned ground vehicle obstacle crossing generally relies on two strategies: (i) applying a wheel torque for climbing and (ii) modifying the vehicle shape by using a wheel-leg or wheel-paddle to lift the wheel on top of the obstacle. However, most of those strategies sacrifice speed in order to have a longer contact duration between the wheels and the obstacle. This paper investigates the behaviour of a 4WD high-speed vehicle while crossing a step obstacle using a design of experiment (DoE). A 3D multibody vehicle model is equipped with a novel 2-DoF suspension system, which horizontal damping coefficient is modify to dampen wheel motion in longitudinal and vertical directions in relation to the chassis, for a given speed and obstacle height. The DoE results allow to propose a novel high-speed obstacle crossing strategy based on three metrics: (i) the kinetic energy variation of the vehicle, (ii) the contact duration between the wheel and the obstacle, and (iii) the pitch rate at the start of the ballistic phase. Experimental function are proposed to be able modify these metric in real time.

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