一种虚拟环境中运动车辆的行为建模方法与流程

技术特征：

1.一种虚拟环境中运动车辆的行为建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、定义地形的物体坐标系X_t，Y_t，Z_t的原点以及汽车的物体坐标系X_v，Y_v，Z_v的原点后，分别建立三维地形模型及三维汽车模型，重力的反方向为物体坐标系X_v，Y_v，Z_v的Y_v轴，将三维汽车模型中四个轮子的最低点定义为四个支点，获得四个支点的X_v轴坐标及Z_v轴坐标，四个支点构成的矩形的几何中心定义为三维汽车模型的参考中点，该参考中点同时为物体坐标系X_v，Y_v，Z_v的原点，其中，三维地形模型具有自然起伏特征，且由三角形网格构成；

步骤2、依据三维地形模型以及三维汽车模型在X_wOZ_w平面的投影，获取四个支点分别所处的构成三维地形模型的四个具体的三角形网格所在平面的平面方程，X_wOZ_w平面为世界坐标系中与四个支点构成的矩形所在平面平行；

步骤3、根据步骤2得到四个平面方程以及四个支点的X_v轴坐标及Z_v轴坐标，求得四个支点在物体坐标系X_t，Y_t，Z_t的Y_t轴坐标，从而得到四个支点构成的支撑平面在物体坐标系X_t，Y_t，Z_t的平面方程及其法向量；

步骤4、依据步骤3求得的支撑平面的平面方程及其法向量求得三维汽车模型的车体高度、偏向角、纵向的俯仰角度以及横向的侧倾角度，从而获得三维汽车模型沿三维地形模型运动时的正确姿态。

2.如权利要求1所述的一种虚拟环境中运动车辆的行为建模方法，其特征在于，在所述步骤1中，四个支点的X_v轴坐标及Z_v轴坐标根据车辆的运动方程确定。

3.如权利要求1所述的一种虚拟环境中运动车辆的行为建模方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、根据式(1)确认任意一个支点户所处的三角形网格：

设三角形网格三个顶点为P₁，P₂，P₃，则有：

在式(1)中，夹角由式(2)计算：

式(2)中，表示连接支点P与的矢量，表示连接支点P与P_j的矢量，i＝1，2，3，j＝2，3；

步骤2.2、依据步骤2.1找到的三角形网格的三个顶点坐标获得三角形网格所在平面的平面方程，对任意一个三角形网格而言，其第i个顶点的坐标为(x_i，y_i，z_i)，则其所在平面的平面方程为式(3)：

ax+by+cz+d＝0 (3)

在式(3)中，d＝-(ax_i+by_i+cz_i)，

4.如权利要求3所述的一种虚拟环境中运动车辆的行为建模方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤3.1、四个支点的X_v轴坐标及Z_v轴坐标即为四个支点的X_t轴坐标及Z_t轴坐标，依据四个支点的X_t轴坐标及Z_t轴坐标结合式(3)求得四个支点的Y_t轴坐标；

步骤3.2、根据四个支点的X_t轴坐标、Y_t轴坐标及Z_t轴坐标，其中任意一个支点的坐标为(x_k，y_k，z_k)，求得四个支点构成的支撑平面在物体坐标系X_t，Y_t，Z_t的平面方程，支撑平面的平面方程为式(4)：

a_sx+b_sy+c_sz+d_s＝0 (4)

在式(4)中，d＝-(ax_k+by_k+cz_k)，

步骤3.3、支撑平面的平面方程的法向量为

5.如权利要求4所述的一种虚拟环境中运动车辆的行为建模方法，其特征在于，在所述步骤4中：

将所述参考中点的X_t轴坐标及Z_t轴坐标代入式(4)求得所述车体高度；

偏向角：是物体坐标系X_v，Y_v，Z_v和物体坐标系X_t，Y_t，Z_t中X_v轴与X_t轴的夹角，即三维汽车模型的运动轨迹上某点的切线方向与X_t轴的夹角，设运动轨迹为则任意时刻T的偏向角为α：

$\mathrm{\α}=arctg\left(\frac{dz}{dx}\right|t=T)=arctg\left(\frac{g^{\′}\left(t\right)}{f^{\′}\left(t\right)}\right|t=T)---\left(5\right)$

若三维汽车模型做匀速运动，则运动轨迹为则任意时刻T的偏向角

纵向的俯仰角度β，

横向的侧倾角度γ，