(19)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 202210642669.5 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 哈尔滨理工大 学 地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路52号 (72)发明人 葛江华　吴江湖　朱晓飞　 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 3/40(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种复杂地形中探测器高保真动力学仿真 系统构建方法 (57)摘要 一种复杂地形中探测器高保真动力学仿真 系统构建方法， 包括： 将外星探测地形环境进行 分类、 提取几何特征， 并添加星壤物理特性， 构建 通用地形； 建立面向工程实践的承压和剪切模 型； 根据工程实践工况， 将承压模型分为静态承 压工况、 动态冲击受力工况和切向行走工况； 根 据探测器足的类型， 进行特化地面力学模型推 导； 对不同的力学模型编程开发， 编写Adams能够 识别的GForce  Subroutine， 在 ADAMS中建立动态 链接库， 并加载到Adams中， 替换原有的解算模 型； 通过更新和测试用户子程序的外接接口参 数， 调整力学解算模型的适用物理特性参数和工 况， 完成高保真仿真。 本发明可用于解决外星探 测器着陆及巡视仿真环境中地形物理参数的缺 失和足地接 触解算不够精准的问题。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 114970186 A 2022.08.30 CN 114970186 A 1.一种基于地 面力学面向复杂地形的高保真动力学仿真系统构建方法包括如下步骤： 步骤一、 将探测器面向真实的外星探测环境进行分类、 提取几何特征， 并添加星壤物 理 特性， 构建通用的典型地形； 步骤二、 基于综合考虑了法向接触力与沉陷量和沉陷速度之间关系的非线性现象以及 两者间的耦合效应的Hunt ‑Crossley模型,建立 面向工程实 践的简化承压和剪切模型； 步骤三、 根据工程实践的实际工况， 将这些承压模型分为静态承压工况、 动态冲击受力 工况和切向行走工况三种； 步骤四、 根据探测器足的类型不同， 进行特化足地力学模型推导， 可以分为圆盘形平足 足地力学模型推导、 矩形平足足地力学模型推导、 半圆形平足足地力学模型推导和球形平 足足地力学模型推导； 步骤五、 将不同的力学模型编程开发生成独立源文件， 添加必要的头文件。 打包成独立 的项目文件。 步骤六、 基于Visual  Studio‑Intel Visual Fortran平台， 根据工况要求编写Adams能 够识别的GForce  Subrouti ne， 以模块 化的方式供Adam s动力学仿真平台调用； 步骤七、 在ADAMS中建立动态链接库， 将生成的用户子程序加载到Adams动态链接库中， 使用导入后的用户子程序替换原有的解算模型， 导入探测器的三维模型， 完成探测器仿真 模型系统的初步构建。 步骤八、 通过更新和测试用户子程序的外接接口参数， 调整力学解算模型的适用物理 特性参数和特定 工况。 2.根据权利要求1所述的一种基于地面力学面向复杂地形的高保真动力学仿真系统构 建方法， 其特 征在于， 所述 通用典型地形分类包括： 其中通用典型地形 可以分为平面 地形、 坡面 地形、 曲面 地形和撞击坑 地形。 地形模型还包括三角网、 等其他数字表示形式。 x、 y坐标经离散化后形成的规则网络栅 格。 当足地力学调用同一栅格时， 栅格中所包含的高程值和语义信 息需要通过足地力解算 结果进行 更新的方法。 3.根据权利要求1所述的一种基于地面力学面向复杂地形的高保真动力学仿真系统构 建方法， 其特征在于， 不同的足地接触模型， 主要可以分为圆盘形平足足地力学模型推导、 矩形平足足地力学模型推导、 半圆形平足足地力学模型推导和球形平足足地力学模型推 导。 4.根据权利要求1所述的一种基于地面力学面向复杂地形的高保真动力学仿真系统构 建方法， 其特征在于， Adams二次开发包含的头文件包括C++自己的库函数头文件， 以及 Adams二次开发特有的slv_c_utils.h头文件， 数据读取， 有效性判断， x、 y可以用来对应到 地形坐标栅格与Adam s内置的位置信息进行匹配。 所述步骤六中采用Inter  Visual Fortran编 译器对程序进行编 译并生成.dll文件， 建 立起C++程序算法与ADAMS求 解器之间信息交 互的桥梁。 5.根据权利要求1所述的一种基于地面力学面向复杂地形的高保真动力学仿真系统构 建方法， 其特征在于， 解算模型中有一部分的状态信息要通过ADAMS的通讯函数来获取， 主 要是包括Adam s内置c_sysfnc函数和c_er rmes函数。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114970186 A 2所述步骤六中General  Force Subroutine用户子程序采用可被ADAMS识别的C++语言 进行编写， 其中， 探测器的法向、 切向理论模型编写成程序。 6.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程 序， 所述计算机程序被处理器读取并运行时， 实现如权利要求 1‑5中任一项 所述的地形建模 方法、 二次开发方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114970186 A 3