自动驾驶(五)---------车辆运动学模型

车辆运动学模型

我的定义:正常直线行驶,位置变化等于速度*时间,车辆不是直线行驶,已知速度和方向盘转角等,求新的位置。
1.单车模型(Bicycle Model)

                                                        自动驾驶(五)---------车辆运动学模型_第1张图片

        其中将左/右前轮合并为一个点,位于A点;将左/右后轮合并为一个点,位于B点;点C为车辆质心点。,O 为OA、OB的交点,是车辆的瞬时滚动中心,线段OA、OB分别垂直于两个滚动轮的方向;β 为滑移角(Tire Slip Angle),指车辆行进方向和轮圈所指方向两者间所成的角度,ψ为航向角(Heading Angle),指车身与X轴的夹角。

      由正弦法则得:,    

      展开上面公式得:,    

      联立上面:

      低速环境下,车辆行驶路径的转弯半径变化缓慢,此时我们可以假设车辆的方向变化率等于车辆的角速度。则车辆的角速度为                                                  

     待入R得到:

     最后在惯性坐标系XY下,可得车辆运动学模型:自动驾驶(五)---------车辆运动学模型_第2张图片

        此模型中有三个输入:   滑移角β 为:

 

2.四轮模型(阿克曼转向)

        四轮模型和自行车模型最大得不同就是前轮左右角度不同,但是保证两个前轮得垂线和后轴得垂线相交与一点,具体如何实现是由转向机构来负责,只要知道两个前轮得转角是不一样的。

                                       自动驾驶(五)---------车辆运动学模型_第3张图片

        对应的公式如下:, 外侧轮胎的转向半径不同,平均转角

        内外转角之差

        剩下的沿用自行车模型就行了

 

 

 

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