基于阿克曼转向的车辆运动学模型
引言
车辆运动学模型在路径规划中起着关键作用,它能够通过仿真验证来检验简化的运动学模型对车辆运
动过程的准确性。本文将介绍基于阿克曼转向的车辆运动学模型在 Simulink 中的建模过程,并说明
详细的建模步骤。
一、Simulink 仿真验证
Simulink 是一种在 MATLAB 环境下进行动态系统建模和仿真的工具,它提供了丰富的函数库和图形
界面,方便程序员进行车辆运动学模型的建立和仿真验证。
在 Simulink 中建立车辆运动学模型的第一步是确定模型的输入和输出。对于基于阿克曼转向的车辆
运动学模型而言,输入通常包括车辆的速度和转角,输出为车辆的位置和姿态。
接下来,需要选择适当的模型类型和参数。基于阿克曼转向的车辆运动学模型可以使用
AckermannVehicle 模块,它是 Simulink 提供的一个标准模块,已经包含了基本的转向和运动学
运算。
在模型中添加 AckermannVehicle 模块后,需要设置车辆的参数,如轴距、前轮距、后轮距等。这
些参数决定了车辆的几何结构,对模型的准确性起着重要作用。
随后,需要确定车辆的初始状态,包括位置、姿态和速度等。这些参数将被用于初始化模型,并作为
仿真的起始条件。
最后,在 Simulink 中建立车辆运动学模型的验证过程。通过设置仿真时间和步长,确定仿真的精度
和时域范围。并通过观察模型的输出结果,如车辆的位置和姿态,来评估简化的运动学模型对车辆运
动过程的准确性。
二、说明文档--详细的建模过程
在 Simulink 中建立车辆运动学模型的过程中,需要编写详细的说明文档,以记录建模过程和参数设
置,方便后续的复用和调试。
说明文档应包括以下内容:
1. 模型的整体结构和功能描述:对模型进行整体描述,包括输入、输出、模块组成等。
2. 参数设置:详细介绍车辆的参数设置,包括轴距、前轮距、后轮距等。
3. 初始状态设置:说明车辆的初始状态,包括位置、姿态和速度等。
4. 仿真验证过程:详细描述 Simulink 中的仿真验证过程,包括仿真时间、步长和观察结果等。