WeBots 上的车辆建模答案

【问题标题】：Vehicle modelisation on WeBotsWeBots 上的车辆建模
【发布时间】：2019-02-19 17:18:03
【问题描述】：

我想知道车辆的物体是如何在 WeBots 及其动力学方程中建模的。我知道可以使用两种类型的控制：使用巡航速度，目标是最终速度但加速度恒定（与 PROTO 文件中的 time0to100 值成比例），以及使用控制车辆扭矩的油门。

由于我想在高频下使用控制器来控制车辆，因此逼真地模拟真实车辆的唯一选择是扭矩控制。但要在这种情况下预测车辆的行为，我需要知道如何计算扭矩、传输方程以及如何使用 ODE 实现所有这些。我阅读了 Car 和 Driver 库页面，然后两者都有一些关于系统如何工作的详细信息和描述，但这些解释还不够详细。我还想了解轮胎和沥青之间的相互作用是如何建模的。

谢谢，

【问题讨论】：

标签： webots

【解决方案1】：

控制扭矩确实是最现实的选择。

关于方程式，这里详细描述了各种发动机模型：https://www.cyberbotics.com/doc/automobile/driver-library#engine-models

此外，变速箱和阿克曼机构用于将扭矩从电机转换/传输到两轮/四轮，这没有记录，但可以在此处访问代码（部分特定于车辆）： https://github.com/omichel/webots/blob/master/projects/default/libraries/vehicle/c/driver/src/driver.c#

特别是发动机型号+变速箱在这里实现： https://github.com/omichel/webots/blob/master/projects/default/libraries/vehicle/c/driver/src/driver.c#L126

然后在 2/4 轮之间拆分： https://github.com/omichel/webots/blob/master/projects/default/libraries/vehicle/c/driver/src/driver.c#L299

关于轮胎和沥青之间的相互作用，这被定义为 Webot 中的常规接触属性（然后用于创建 ODE 接触接头：http://ode.org/wiki/index.php?title=Manual#Contact）：

https://www.cyberbotics.com/doc/reference/contactproperties

【讨论】：

查看driver.c后可以看出，在扭矩控制中没有考虑车辆的动力学（例如负载转移）。它们是否在动画中车辆的旋转和平移矩阵中考虑？我只是想了解所用模型的完整性。
driver.c 只负责计算车轮关节所需的扭矩，然后 ODE（Webots 使用的物理引擎）负责计算车辆的动力学。您将在此处找到有关 ODE 如何计算动态的所有必需信息：ode.org/wiki/index.php?title=Manual#Introduction
是的，我确实明白 ODE 负责计算动态解。我问的是使用车辆动力学，双轨，单轨模型，轮胎-道路界面建模等。所有这些都是在ODE中实现的吗？因为直觉上车辆的分辨率应该在外面（但我还在浏览图书馆）。如果它在里面，对不起坚持。如果不是，我应该注意我在 WeBots 中的发展。
轮胎/道路接口由 Webbots ContactProperties 管理，因此 ODE 接触点。关节的刚度（悬架、扭矩等）由 ODE 处理。关节的控制确实在 driver.c 中“外部”处理并使用 Ackerman 车辆动力学（接近双轨模型），它根据驱动程序库的输入独立处理每个车轮。如果需要，可以编辑 driver.c 以更改此模型。我希望这符合您的期望。
是的，确实如此。这正是我想知道的。由于车辆动力学的每个部分都在不同的库中实现，因此有时很难连接所有点。谢谢。