模拟三维车辆与地面跟踪

在3D环境中实现车辆跟踪地面

库:
自动驾驶工具箱/仿真3D
车辆动力学块集/车辆场景/ Sim3D / Sim3D车辆/组件

描述

的模拟三维车辆与地面跟踪block在3D仿真环境中实现了一个有四个轮子的车辆。这个环境是使用虚幻引擎渲染的^®来自Epic Games^®．该块使用输入(X，Y)的位置和偏航角，以调整车辆的仰角、侧倾角和俯仰角，使其遵循地面地形。该块决定车辆的速度和航向，并调整转向角度和每个车轮的旋转。在自动驾驶应用程序中使用此块。

若要使用此块，请确保仿真3D场景配置块在您的模型中。如果你设置样品时间参数模拟三维车辆与地面跟踪块－1中指定的采样时间仿真3D场景配置块。

块输入使用车辆Z向上右旋(RH)笛卡尔坐标系在SAE J670中定义[1]及ISO 8855[２]．坐标系是惯性的，最初与车辆几何中心对齐:

的X-轴是沿着车辆的纵轴并指向前方。
的Y-轴沿着车辆的横向轴并指向左侧。
的Z-轴指向向上。

偏航，俯仰和滚转的角度Z设在,Y设在,X-轴，分别在顺时针方向为正，当观察这些轴的正方向时。车辆被放置在场景的世界坐标系中。有关更多细节，请参见在自动驾驶工具箱中虚幻引擎模拟的坐标系统．

请注意

的模拟三维车辆与地面跟踪块必须在仿真3D场景配置块。那样的话，模拟三维车辆与地面跟踪块在虚幻引擎3D可视化环境接收到信号数据之前准备信号数据。要检查块执行顺序，右键单击块并选择属性．在一般Tab，确认这些优先级设置:

仿真3D场景配置- - - - - -0
模拟三维车辆与地面跟踪- - - - - -－1

有关执行命令的详细信息，请参见虚幻引擎如何模拟自动驾驶．

您可以配置模拟三维车辆与地面跟踪块导入自定义网格而且控制灯．

限制

的鸟瞰的范围无法从?中找到地面真相信号，如道路、车道和演员仿真3D场景配置块。

港口

输入

全部展开

`X`-车辆纵向位置
标量

车辆的纵向位置沿X-轴的场景。X是惯性的Z长诚坐标系统。单位是米。

的X的价值初始位置[X, Y, Z] (m)参数必须与模拟开始时此端口的值匹配。

指定端口上的多个位置X沿着整个车辆路径，首先定义一个时间序列XMATLAB中的路径点^®．然后，将这些路径点提供给X通过使用从工作空间(模型)块。要了解如何选择和指定路径点，请参阅选择路径点虚幻引擎模拟的例子。

`Y`-车辆横向位置
标量

车辆的横向位置沿Y-轴的场景。Y是惯性的Z长诚坐标系统。单位是米。

的Y的价值初始位置[X, Y, Z] (m)参数必须与模拟开始时此端口的值匹配。

指定端口上的多个位置Y沿着整个车辆路径，首先定义一个时间序列YMATLAB中的路径点。然后，将这些路径点提供给Y通过使用从工作空间(模型)块。要了解如何选择和指定路径点，请参阅选择路径点虚幻引擎模拟的例子。

`偏航`-车辆偏航方向角
标量

飞行器的偏航方向角沿Z-轴的场景。偏航是在Z长诚坐标系统。单位以度为单位．

的偏航值初始旋转[横摇、纵摇、偏航](度)参数必须与模拟开始时此端口的值匹配。

在端口指定多个方向角度偏航首先在MATLAB中定义一个时间序列的偏航路径点。然后，将这些路径点提供给偏航通过使用从工作空间(模型)块。要了解如何选择和指定路径点，请参阅选择路径点虚幻引擎模拟的例子。

`光控制`-车辆灯打开或关闭
1-by-6向量

光控制输入信号，指定为1 × 6布尔向量。矢量的每个元素都可以打开或关闭一个特定的车灯，如下表所示。值为1时灯亮;值为0会关灯

向量元素	汽车灯
(1,1)	大灯高光
(1、2)	前大灯低光束
(1、3)	刹车
(1、4)	反向
(1、5)	离开的信号
(6)	正确的信号

依赖关系

要创建此端口，请在光控制选项卡上,选择启用灯光控制．

数据类型:布尔

输出

全部展开

`位置`-车辆位置
实值1 × 3向量

（X，Y，Z)车辆在场景中的位置，作为实值1 × 3向量返回。这个位置是基于车辆的原点，它在地面上，在车辆的几何中心。位置值在惯性中Z向上世界坐标系。单位是米。

依赖关系

要启用此端口，请在地面实况选项卡上,选择输出位置(m)和方向(rad)．

数据类型:双

`取向`-车辆方向
实值1 × 3向量

飞行器的偏航、俯仰和滚转方向角Z设在,Y设在,X场景的-坐标轴，分别返回实值的1 × 3向量。这个方向是基于车辆的原点，它在地面上，在车辆的几何中心。取向值在惯性中Z向上坐标系。单位以弧度为单位。

自定义网格的轨道宽度，单位为m。

依赖关系

若要启用此参数，请设置类型来自定义．

`轴距自定义网格(m)`-轴距
`3.`(默认)|标量

轴距自定义网格，单位为m。

依赖关系

若要启用此参数，请设置类型来自定义．

`车轮半径自定义网格(m)`-车轮半径
`0.35`(默认)|标量

车轮半径自定义网格，单位为m。

依赖关系

若要启用此参数，请设置类型来自定义．

`颜色`-车辆颜色
`红色的`(默认)|`橙色`|`黄色的`|`绿色`|`蓝色的`|`黑色的`|`白色`|`银`

选择车辆的颜色。

`初始位置[X, Y, Z] (m)`-车辆初始位置
`[0, 0, 0]`(默认)|实值1 × 3向量

初始车辆位置沿X设在,Y设在,Z-轴的场景。这个位置是惯性的Z向上坐标系。单位是米。

设置X而且Y参数的值来匹配X而且Y在模拟开始时输入端口值。

`初始旋转[横摇、纵摇、偏航](度)`-车辆旋转的初始角度
`[0, 0, 0]`(默认)|实值1 × 3向量

车辆旋转的初始角度。旋转的角度是由车辆的横摇、俯仰和偏航来确定的。单位以度为单位。

设置此参数的偏航值以匹配偏航在模拟开始时输入端口值。

`的名字`-车辆名称
`SimulinkVehicle1`(默认)|车辆名称

车辆名称。默认情况下，当您在模型中使用该块时，该块将设置的名字参数SimulinkVehicleX．的价值X取决于的数量模拟三维车辆与地面跟踪模型中的块。

的选择中显示车辆名称父母的名字与车辆相同模型内的任何自动驾驶工具箱™仿真3D传感器块的参数。与父母的名字参数，您可以选择要安装传感器的车辆。

`样品时间`-采样时间
`－1`(默认)|阳性标量

样品时间,T_年代，几秒钟。图形帧率是采样时间的倒数。

如果你设置采样时间为－1中指定的采样时间仿真3D场景配置块。

光控制

`启用灯光控制`-控制车灯
`从`(默认)|`在`

选择是否控制车辆大灯。使用已启用的参数设置灯光参数，包括前照灯的强度。

依赖关系

选择此参数:

创建输入端口光控制

启用这些光参数。

灯	光参数
头灯	头灯的颜色高光束强度低光束强度高梁锥半角低光束锥半角左前大灯方向右前大灯方向
刹车灯	刹车光强度
反向灯	反向光强
转向灯	转向灯灯强期脉冲宽度

数据类型:双

反向灯

`反向光强(cd/m^2)`- - - - - -强度
`500`(默认)|阳性标量

反向光强，单位为cd/m^2。

依赖关系

若要启用此参数，请选择启用灯光控制．

若要启用此参数，请选择启用灯光控制．

数据类型:双

地面实况

`输出位置(m)和方向(rad)`-车辆的输出位置和方向
`从`(默认)|`在`

选择此参数可输出车辆的位置和方向位置而且取向端口,分别。

模型的例子

在虚幻引擎环境中模拟简单的驾驶场景和传感器

学习在使用Epic Games的虚幻引擎渲染的虚拟环境中配置和模拟场景、车辆和传感器的基础知识。

打开实时脚本

选择路径点虚幻引擎模拟

从场景中选择路径点，并在虚幻引擎模拟环境中可视化车辆的路径遵循这些路径点。

打开实时脚本

从虚幻引擎模拟环境可视化传感器数据

在虚幻引擎仿真环境中可视化从高保真雷达和激光雷达传感器获得的传感器覆盖区域和检测。

打开脚本

可视化自动泊车代客使用虚幻引擎模拟

使用Simulink构建的泊车代客系统在虚幻引擎中可视化车辆运动^®．

打开实时脚本

参考文献

车辆动力学标准委员会。车辆动力学术语．SAE J670。沃伦代尔，PA:汽车工程师协会，2008。

[2]技术委员会。道路车辆。车辆动力学和持路能力。词汇．ISO 8855:2011。日内瓦，瑞士:国际标准化组织，2011。

版本历史

在R2019b中引入

另请参阅

模拟三维车辆与地面跟踪

描述

限制

港口

输入

X-车辆纵向位置标量

Y-车辆横向位置标量

偏航-车辆偏航方向角标量

光控制-车辆灯打开或关闭1-by-6向量

依赖关系

输出

位置-车辆位置实值1 × 3向量

依赖关系

取向-车辆方向实值1 × 3向量

依赖关系

参数

车辆参数

类型-车辆种类肌肉车(默认)|轿车|运动型多用途车|小型皮卡|掀背车|箱车|自定义

依赖关系

自定义网格的路径-自定义网格的路径/ MathWorksSimulation /汽车/肌肉/网格/ SK_MuscleCar。SK_MuscleCar(默认)|有效路径

依赖关系

自定义网格的轨道宽度(m)-履带宽度1.9(默认)|标量

依赖关系

轴距自定义网格(m)-轴距3.(默认)|标量

依赖关系

车轮半径自定义网格(m)-车轮半径0.35(默认)|标量

依赖关系

颜色-车辆颜色红色的(默认)|橙色|黄色的|绿色|蓝色的|黑色的|白色|银

初始位置[X, Y, Z] (m)-车辆初始位置[0, 0, 0](默认)|实值1 × 3向量

初始旋转[横摇、纵摇、偏航](度)-车辆旋转的初始角度[0, 0, 0](默认)|实值1 × 3向量

的名字-车辆名称SimulinkVehicle1(默认)|车辆名称

样品时间-采样时间－1(默认)|阳性标量

光控制

启用灯光控制-控制车灯从(默认)|在

依赖关系

前灯颜色[R,G,B]-大灯颜色(1, 1, 1)(默认)| RGB三元组值的1 × 3数组

依赖关系

高光束强度(cd)-光束强度高100000(默认)|阳性标量

依赖关系

低光束强度(cd)-低光束强度60000(默认)|阳性标量

依赖关系

高梁锥半角(度)-高梁锥半角70(默认)|正标量小于等于90

依赖关系

低梁锥半角(度)-低光束锥半角70(默认)|正标量小于等于90

依赖关系

左前大灯方向[俯仰，偏航](度)-左前大灯方向[俯仰，偏航](度)(0,0)(默认)| 1 × 2数组，值在-180到180之间

依赖关系

右前大灯方向[俯仰，偏航](度)-右前大灯方向(0,0)(默认)| 1 × 2数组，值在-180到180之间

依赖关系

刹车光强(cd/m^2)- - - - - -强度500(默认)|阳性标量

依赖关系

反向光强(cd/m^2)- - - - - -强度500(默认)|阳性标量

依赖关系

转向灯光强(cd/m^2)- - - - - -强度500(默认)|阳性标量

依赖关系

时期(年代)-转向灯周期1(默认)|阳性标量

依赖关系

脉冲宽度(周期百分比)-脉冲宽度50(默认)|阳性标量小于100

依赖关系

地面实况

输出位置(m)和方向(rad)-车辆的输出位置和方向从(默认)|在

模型的例子

在虚幻引擎环境中模拟简单的驾驶场景和传感器

选择路径点虚幻引擎模拟

从虚幻引擎模拟环境可视化传感器数据

可视化自动泊车代客使用虚幻引擎模拟

更多关于

导入自定义网格

控制车辆灯

参考文献

版本历史

另请参阅

主题

`X`-车辆纵向位置
标量

`Y`-车辆横向位置
标量

`偏航`-车辆偏航方向角
标量

`光控制`-车辆灯打开或关闭
1-by-6向量

`位置`-车辆位置
实值1 × 3向量

`取向`-车辆方向
实值1 × 3向量

`类型`-车辆种类
`肌肉车`(默认)|`轿车`|`运动型多用途车`|`小型皮卡`|`掀背车`|`箱车`|`自定义`

`自定义网格的路径`-自定义网格的路径
`/ MathWorksSimulation /汽车/肌肉/网格/ SK_MuscleCar。SK_MuscleCar`(默认)|有效路径

`自定义网格的轨道宽度(m)`-履带宽度
`1.9`(默认)|标量

`轴距自定义网格(m)`-轴距
`3.`(默认)|标量

`车轮半径自定义网格(m)`-车轮半径
`0.35`(默认)|标量

`颜色`-车辆颜色
`红色的`(默认)|`橙色`|`黄色的`|`绿色`|`蓝色的`|`黑色的`|`白色`|`银`

`初始位置[X, Y, Z] (m)`-车辆初始位置
`[0, 0, 0]`(默认)|实值1 × 3向量

`初始旋转[横摇、纵摇、偏航](度)`-车辆旋转的初始角度
`[0, 0, 0]`(默认)|实值1 × 3向量

`的名字`-车辆名称
`SimulinkVehicle1`(默认)|车辆名称

`样品时间`-采样时间
`－1`(默认)|阳性标量

`启用灯光控制`-控制车灯
`从`(默认)|`在`

`前灯颜色[R,G,B]`-大灯颜色
`(1, 1, 1)`(默认)| RGB三元组值的1 × 3数组

`高光束强度(cd)`-光束强度高
`100000`(默认)|阳性标量

`低光束强度(cd)`-低光束强度
`60000`(默认)|阳性标量

`高梁锥半角(度)`-高梁锥半角
`70`(默认)|正标量小于等于90

`低梁锥半角(度)`-低光束锥半角
`70`(默认)|正标量小于等于90

`左前大灯方向[俯仰，偏航](度)`-左前大灯方向[俯仰，偏航](度)
`(0,0)`(默认)| 1 × 2数组，值在-180到180之间

`右前大灯方向[俯仰，偏航](度)`-右前大灯方向
`(0,0)`(默认)| 1 × 2数组，值在-180到180之间

`刹车光强(cd/m^2)`- - - - - -强度
`500`(默认)|阳性标量

`反向光强(cd/m^2)`- - - - - -强度
`500`(默认)|阳性标量

`转向灯光强(cd/m^2)`- - - - - -强度
`500`(默认)|阳性标量

`时期(年代)`-转向灯周期
`1`(默认)|阳性标量

`脉冲宽度(周期百分比)`-脉冲宽度
`50`(默认)|阳性标量小于100

`输出位置(m)和方向(rad)`-车辆的输出位置和方向
`从`(默认)|`在`