Carsim基本介绍-Path and Road Surfaces - 1_carsim的参考路径公式

     carsim中的3D模型都是在3D路面上，由驾驶员/骑手控制的。模型的运动方程都是根据全局X-Y-Z坐标系计算的。所有的位置，速度，加速度都是可以在全局坐标系下得到的，某些情况下，局部坐标系下也可以得到。

    在大多数的仿真中，模型是跟随者相关的路径来运动的，轮胎与路径周围的地面相接触。“道路表面”这一概念，主要是指道路特性(几何特征和摩擦系数)。VS道路是由树平面上位置、梯度连续的VS路径所创造出坐标系的一种表达。

    为了能够用坐标系表达出路面的几何特性，VS参考路径被用来定义车辆模型和转向控制器的路径追踪。

   VS模型支持50个参考路径和50个道路表面。道路表面之间和一链接起来，来高效的描述表面的几何特性金和摩擦。

   1. 参考路径

   参考路径是指在水平面上位置和梯度都连续的线。参考路径的目的是给位置提供一个2D坐标系。路径坐标系是驻点S（沿着道路的长度）和侧向位置L。在道路坐标系中，S坐标是沿轴向固定的，但是不一定就必须是直的，L坐标也是根据一条轴线，方向距离都是可变的。

  S可能会长达数百到几千米，但L只能在一定范围内，比如道路的宽度。

    与路径相关的S-L坐标系在VS中的主要用途：

1.     减少闭环转向控制器所使用的前瞄点的在坐标系中L的绝对值。
2.     目标可以由S-L来定位
3.     Lanes可以由参考路径的L来定义，或者有配置函数LTARG
   
4.     参考路径所对用道路的高度和摩擦都可以由S-L来定义

VS参考路径是由一系列的连续路径组成的。

2.    坐标转换

    VS可以完成X-Y到S-L和S-L到X-Y两种坐标的互相转换。

3.    使用参考路径

    驾驶员模型和目标模型使用参考了路径来定义模型的运动。

    VS有5个配置界面来定义参考了路径：

1. Path: Segment Builder
   
2. Path: X-Y Coordinates
   
3. Path: X-Y Coordinates for Segment
   
4. Path: X-Y Coordinates (Legacy)
   
5. Path/Road: Segment Builder (Legacy) 
   

The Path Segment Builder Screen

    路径是从初始全局位置(X和Y坐标)开始的段构建的，为了保持路径的连续性，各个段的首位要互相连接。

参数：

1. 下拉列表中有两个选项：第一个选项会使用VS命令DEFINE_PATHS 来自动设置PATH_ID,比如设置的是第三条路，那么PATH_ID(3)=3。第二个选项是用户自己定义PATH_ID，ID可以是任意正整数，如果ID之前已经被定义了，就会override之前的设定。如果之前没有定义，那么就是生成一个新的PATH，ID就会是用户定义的ID、
2. 复选框来使能初始位置和朝向角。如果没有使能，初始位置就是(0,0),朝向角就是0.
3. 路径环路的复选框。如果没有使能，路径就会沿着初始点和结束点的切线方向向两个方向无限延伸。如果使能了，那么X-Y坐标系下的第一个点和最后一个点的位置和朝向角就必须一样。
4. 参考路径第一个片段起始点的X-Y坐标。
5. 参考路径开始的驻点。
6. 路径起始的朝向角。
7. 段的类型，由下拉框选择，直线。圆形线(半径)、圆形(曲率/负曲率)、样条插值曲线，螺旋线。
8. 段的属性1，如果段是直线或螺旋线，就是长度。如果是圆形线则是半径或曲率(1/m)。
9. 段的属性2，如果段是圆形线，这个参数就是为中心角或弧的长度。
10. 段的属性3：指定9的参数是长度还是中心角。
11. 每一段最后驻点的坐标
12. 参考路径的形状
13. Echo 文件
14. 指定段的个数。

The Path/Road Segment Builder (Legacy) Screen

1. 1. 下拉列表中有两个选项：第一个选项会使用VS命令DEFINE_PATHS 来自动设置PATH_ID,比如设置的是第三条路，那么PATH_ID(3)=3。第二个选项是用户自己定义PATH_ID，ID可以是任意正整数，如果ID之前已经被定义了，就会override之前的设定。如果之前没有定义，那么就是生成一个新的PATH，ID就会是用户定义的ID、
   2. 复选框来使能初始位置和朝向角。如果没有使能，初始位置就是(0,0),朝向角就是0.
   3. 路径会还的复选框。如果没有使能，路径就会沿着初始点和结束点的切线方向向两个方向无限延伸。如果使能了，那么X-Y坐标系下的第一个点和最后一个点的位置和朝向角就必须一样。
   4. 参考路径第一个片段起始点的X-Y坐标。
   5. 参考路径开始的驻点。
   6. 路径起始的朝向角。
   7. 和上一个段属性相似，不同的是只有三个选型：左、右和前。如果选择了左或右，段就圆弧。如果选择了前(Ahead)，那么段就是从上一个段延长的直线。这个选项下不支持螺旋线。
   8. 半径或者曲率，如果段是弧的话，这一栏就指定了半径或曲率，如果段是直系，那么就湖绿这一项。
   9. 段属性，圆心角或弧长度。
   10. 段属性，角度或弧长。
   11. 段属性，结束点的坐标
   12. 参考路径的形状
   13. 无
   14. 行的个数，即段的个数
   15. 
       
   16. 指定屏幕上显示信息的下拉列表。一级数据集中是否要包含道路属性。前三个选项包含了3D道路想你想，摩擦力和高度信息。
   17. 每个段中点的个数（用于plot段），老版本中用于控制X-Y表哥中点的个数，新版本中只会影响视觉上的效果，VS结算器不会使用，

Path and Road Tables with X-Y Coordinates

Path: X-Y Coordinates
   

    

1. 下拉列表中有两个选项：第一个选项会使用VS命令DEFINE_PATHS 来自动设置PATH_ID,比如设置的是第三条路，那么PATH_ID(3)=3。第二个选项是用户自己定义PATH_ID，ID可以是任意正整数，如果ID之前已经被定义了，就会override之前的设定。如果之前没有定义，那么就是生成一个新的PATH，ID就会是用户定义的ID、
2. 指定路径的ID
3. 指定X-Y表格的ID
4. 开始的驻点
5. 路径环路复选框，如果没有使能，路径就会沿着初始点和结束点的切线方向向两个方向无限延伸。如果使能了，那么X-Y坐标系下的坐标必须一样。
6. 只有环路使能，才会显示，路线的总长度。
7. 三列的表格，X和Y
8. 驻点的长度。自动计算
9. 路径的形状
10. 分割窗
11. 导入含有GPS信息的CSV文件
12. 段的个数

Path: X-Y Coordinates for Segment

不再像之前，段都是直线了，是根据公式：

计算出来的。