智能小车路径识别（看这里关于智能车辆路径仿真的所有干货）

01、关于车辆路径仿真分析

• 什么是路径扫掠分析？
• 什么情况下，需要进行车辆行驶路径的扫掠仿真分析？
• 如何实现车辆的行驶路径扫掠分析？
• 路径扫掠的影响因素有哪些？
• 使用AutoTURN有哪些好处？
• 如何创建良好的车辆仿真模型？
• 实现车辆仿真，需要考虑哪些方面？

02、什么是路径扫掠分析？

所谓的路径扫掠分析是指研究车辆各构造在车辆行驶的运动情况下的运动轨迹。通常指研究车辆行驶中对空间的需求情况。

在进行车辆的扫掠分析中，一般需要考虑以下参数：

03、路径分析应用场景

交叉口的设计

利用AutoTURN完成交叉口的设计，可以精准的获得各种车辆在不同转向下的行驶路径，这将辅助实现交叉口的精细化渠化设计，继而评价车道、基础设施的设置是否满足车辆的行驶要去。

• 转弯半径分析；
• 机动车道的宽度设定；
• 安全岛的设计；
• 左转待行区的设计；
• 中央分隔带设计。

环岛设计

环岛中车辆的转弯半径一般较为受限，因此，在环岛的设计中往往需要考虑大型车辆的转弯半径问题，大型车辆转弯通过环岛往往需要占用多个车道。在设计中具体要考虑的问题主要包括以下几个方面：

• 进口车道的转弯半径；
• 出口车道的转弯半径；
• 卡车扫掠范围；
• 分隔岛的几何设计；
• 安全岛的设计；
• 专用车道设计。

交通组织设计

交通组织设计中需要考虑出入口以及通道的设计是否合理，可以保证在设计中可以充分考虑基础设施并完成相应的设计：

• 停车场或者枢纽的布局设计以及通道的单向或者双向交通组织评价；
• 停车场的设计；
• 辅道或者货车等的专用车道设计；
• 站点设计以及非常规的交通组织设计评价。

场站或者停保场的设计

场站或者停保场一般是在用地资源相对受限的情况下，需要精准的设计以保证车辆能够在组织良好的情况下实现车辆运行、停靠。

室内的托运车辆分析

室内的带有铰接的托运车辆，同样存在在受限空间下移动需求，可以借助AutoTURN连续铰接托运车辆的特性，并指导室内仓库的货架设计。

04、怎么实现路径分析？

利用AutoTURN实现车辆行驶路径的扫掠分析

车辆的路径扫掠可以根据研究的内容不同，其所针对或者采用的方法不同。一般情况下对于路径的扫掠分析可以分为：（1）对车本身的路径分析；（2）车身包络线的分析。其中，包络线的设置中可以加宽包络线并用于车辆行驶更安全的评价。

可以利用AutoTURN分析在满足车辆运行要求的情况下的车道宽度设计，利用仿真，可以很精准、快速定位出转弯中的最宽截面，并且该指标可以指导确定允许车辆通行的最小车道宽度。另外，假如车道的中心线已经确定，同样可以运用AutoTURN评价沿该中心下车辆形式扫掠情况。

05、路径分析不足的潜在危险？

在空间受限条件下，特别是大型车辆、超宽车辆以及超高车辆往往会存在非常大的危险，因此需要在前期完成必要的可行性分析。如果分析不足，往往会造成车辆运行中的巨大危险：

• 车辆低效运行；
• 影响道路安全；
• 增加建设成本；
• 容易造成道路以及车辆的损害。

06、路径分析精度影响因素

因为AutoTURN对车辆路径的仿真遵循车辆行驶的基本特征，因此，分析AutoTURN的路径分析往往需要考虑以下和车辆紧密相关的参数：

（1）轴距；

（2）方向盘锁角；

（3）车辆仿真时的初始位置以及初始转向角；

（4）方向盘的转动速度；

（5）方向盘打满盘所需要的时间；

（6）停车状态是否允许转向方向盘。

另外，对于有多个部分组成的铰接车辆，一般还需要考虑不同车身部分的衔接方式以及运行的横向和纵向的转动角度。

07、AutoTURN路径分析优势

AutoTURN的高精度和稳定性

AutoTURN车辆模型数据库中的车辆数据都经过了经过了精确的测试和验算，并且能够保证一个比较高的精度，可以帮助用户实现项目决策评价的支持。另外，开发单位具备良好的项目经验，能够准确定位用户的需求并有针对性的改善更新软件。

AutoTURN强大的车型数据库

AutoTURN具备非常丰富的车型库数据，以便帮助用户更方便选择最新的车型进行模拟仿真。目前AutoTURN车型库中以及囊括了超过1300车辆的数据，车辆数据来源于全球44个国家车辆与道路相关标准，而且AutoTURN会持续不断的更新车型库的数据资料。

AutoTURN创造性的设计工具

为了更专业、更有效的实现车辆的路径扫掠分析，AutoTURN中提供了更高级的工具辅助设计师高效工作，其中就包括自定义的车辆创建和智能化的车辆仿真工具。

科学的分析报告

车辆路径仿真完成后，可以选择路径并生成相应的速度和转向技术报告，以帮助工程师及时了解车辆在不同仿真位置下的车辆运行状态以及运行速度。根据该分析报告：

（1）可以对比不同方案的技术指标并给出不同方案的优劣评价；

（2）利用该指标可以实现转弯的速度限制要求。

08、如何创建良好的车辆仿真？

车辆的正确选择和定义

AutoTURN提供了各种类型的车辆，用户可以根据需求高效选择或者创建相应的车型，这是实现车辆路径仿真分析的最基本的操作。

选择车辆的初始位置和初始角度

选择合适的分析工具

校核行车速度

分段化仿真

停车状态下是否可以转动方向盘

仿真长度

• AD：理想的仿真长度
• BC：弧线的仿真长度
• AB、CD：直行长度

避免设计车辆使用不必要的空间

偶尔出现的大型机动车辆一般允许占用更多的空间，但在城市道路中类似于公交车辆这种流量较大的车辆，应该充分考虑其与道路或者人行通道的冲突，应该在设计中尽可能地避免类似的风险。类似于下面这种情况，该城市道路并不能满足该公交车辆的转弯需求。这种直观显示冲突细节，可以帮助设计师完成相应的设计决策。

10、如何路径分析？

冲突点的检测分析

包络线显示

对于一些急转弯车辆或者车辆转弯必须扫过非机动车区域，这种情况下需要对转弯进行包络线分析，以确保车辆在运行过程中不会产生任何的冲突，并且整个路径扫掠范围以及截面细节需要可以通过包络线的显示得到。

纵向的分析

在纵向分析中，目标是确定车辆行驶中，车辆铰接的角度不会超过其限度，并且其车身高度和最小离地间隙满足要求，否则车辆运行中将出现冲突点。

转弯分析报告

转弯分析完成之后，选择分析报告即可得到车辆运行的速度报告和转弯报告。

11、Demo案例

初始位置的选定

从下图中可以看到右边的小汽车（红框）从路段中右转进入到地下车库的入口，橙色部分显示的即为车身转弯对应的扫掠空间。

不管是对于左边卡车还有右边的小汽车，两个仿真的起点位置选择很重要：该位置可以从左侧道路或者右侧道路到达。以右侧的小汽车为例，仿真的初始位置可以由车辆左转或者右转到达。

公交车辆车轮轨迹线

这个一个位于环岛位置的公交车辆仿真，转弯路径生成之后即可显示与车身对应的扫掠空间。

如果需要研究车辆行驶中车辆的轨迹，那么可以在作图中添加前轮的轨迹线，如下图所示的是前轮的轨迹线细节：

通过分析报告评价转弯

以下案例是在环岛上，同一种车辆的左转及右转的轨迹线，如果更科学评价两转弯的稳定性，可以在路径扫掠的基础上添加速度和转向的技术报告。

选择需要研究的路径，然后生成速度报告，速度报告中存在红线和绿线的区分，分别代表车辆运行中的减速和加速过程，并且在各个仿真子路段的起始点位置处运行速度。结合左侧的车辆所在位置以及右侧的速度报告，即可评价该转弯中的速度变化情况。

同样，可以生成该车辆运行的转弯报告，可以了解车辆在不同位置下的转弯角度及对应的速度情况。

在右转的分析中，案例中显示了部分位置存在速度为0的情况，对比车辆所处位置的转向变化即可确认：车辆在右转过程中可能存在空间受限的问题，司机需要在特定的位置停车并转动车辆方向，以便能够在最小的空间上通过车辆。

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