Unity实现汽车前后轮倒车轨迹计算

Unity实现汽车前后轮倒车轨迹计算攻略

在制作汽车驾驶、停车等游戏时，经常需要计算汽车倒车轨迹。本文介绍如何使用Unity实现汽车倒车轨迹计算的完整攻略。

步骤一：创建汽车模型

首先，需要创建一辆汽车模型，包括车身、车轮等组成部分。可以使用Unity自带的模型，也可以自行创建或引入其他模型。

步骤二：设置车轮转动

将车轮设置为可以旋转，可以通过Animator或代码来实现。在动画或代码中，设置前轮和后轮的转动角度及方向。

示例一：使用Animator设置车轮旋转

Animator animator = GetComponent<Animator>();
animator.SetFloat("FrontWheelRotation", frontWheelRotation);
animator.SetFloat("RearWheelRotation", rearWheelRotation);

示例二：使用代码设置车轮旋转

Transform frontWheel = carTransform.Find("FrontWheel");
frontWheel.Rotate(Vector3.right, frontWheelRotation, Space.Self);

Transform rearWheel = carTransform.Find("RearWheel");
rearWheel.Rotate(Vector3.right, rearWheelRotation, Space.Self);

步骤三：计算倒车轨迹

倒车轨迹可以通过汽车当前的角度、速度、前轮和后轮的角度以及转向半径计算得出。具体计算方法如下：

1. 计算前轮和后轮的夹角cos(angle)。

float angle = Mathf.Acos(2 * wheelbase / (2 * wheelbase + Mathf.Tan(frontWheelAngle) * Mathf.Sin(rearWheelAngle)));

其中，wheelbase为汽车轴距，frontWheelAngle和rearWheelAngle为前轮和后轮的偏转角度。

1. 计算汽车的旋转半径r。

float r = wheelbase / Mathf.Sin(angle);

1. 计算倒车轨迹曲线f(x)。

float f(float x)
{
   float delta = rearWheelAngle - frontWheelAngle;
   float l = Mathf.Sqrt(Mathf.Pow(wheelbase, 2) / (4 * Mathf.Pow(Mathf.Sin(angle), 2)));
   float theta = frontWheelAngle - Mathf.Atan2(wheelbase, l + r - r * Mathf.Cos(delta));
   return Mathf.Tan(theta) + (Mathf.Tan(delta) / (l + r - r * Mathf.Cos(delta))) * (Mathf.Sqrt(Mathf.Pow(x + r * Mathf.Sin(theta), 2) + Mathf.Pow(l + r * Mathf.Cos(theta), 2)) - l);
}

其中，x为汽车行驶距离。

1. 计算倒车轨迹上每个点的位置。可以根据需要，使用折线、贝塞尔曲线等方式绘制轨迹。

示例三：计算倒车轨迹并绘制折线

float angle = Mathf.Acos(2 * wheelbase / (2 * wheelbase + Mathf.Tan(frontWheelAngle) * Mathf.Sin(rearWheelAngle)));
float r = wheelbase / Mathf.Sin(angle);
List<Vector3> points = new List<Vector3>();
for (float x = 0; x < totalDistance; x += 0.1f)
{
    float delta = rearWheelAngle - frontWheelAngle;
    float l = Mathf.Sqrt(Mathf.Pow(wheelbase, 2) / (4 * Mathf.Pow(Mathf.Sin(angle), 2)));
    float theta = frontWheelAngle - Mathf.Atan2(wheelbase, l + r - r * Mathf.Cos(delta));
    float y = Mathf.Tan(theta) + (Mathf.Tan(delta) / (l + r - r * Mathf.Cos(delta))) * (Mathf.Sqrt(Mathf.Pow(x + r * Mathf.Sin(theta), 2) + Mathf.Pow(l + r * Mathf.Cos(theta), 2)) - l);
    Vector3 point = new Vector3(x, y, 0);
    points.Add(point);
}
GameObject lineGO = new GameObject("Line");
LineRenderer line = lineGO.AddComponent<LineRenderer>();
line.positionCount = points.Count;
line.SetPositions(points.ToArray());

步骤四：完善汽车倒车行驶逻辑

根据倒车轨迹，可以完善汽车的行驶逻辑。例如在计算导航时，可以根据轨迹上的点计算离目标点最近的点，并将该点作为新的目标点；在倒车过程中，可以根据当前位置和角度不断调整转向角度，使汽车沿着轨迹行驶。

至此，Unity实现汽车前后轮倒车轨迹计算攻略就完整介绍完了。