车轮碰撞体 (Wheel Collider)

车轮碰撞体 (Wheel Collider) 是用于陆上交通工具的特殊碰撞体 (Collider)。它具有内置碰撞检测、车轮物理和基于滑动的轮胎摩擦力模型。它可以用于车轮之外的对象,但是它专门针对具有车轮的交通工具而设计。


车轮碰撞体 (Wheel Collider) 组件 (Component)。ATI Technologies Inc 提供 的汽车模型。

属性

属性:功能:
中心 (Center)对象局部坐标空间中的车轮中心。
半径 (Radius)车轮半径。
悬架距离 (Suspension Distance)车轮悬架的最大延伸距离(在局部坐标空间中测量)。悬架始终通过局部坐标 Y 轴向下延伸。
悬架弹簧 (Suspension Spring)悬架通过添加弹簧和阻尼力尝试达到的目标位置 (Target Position)
弹簧 (Spring)弹簧力尝试达到目标位置 (Target Position)。较大值可使悬架较快达到目标位置 (Target Position)
阻尼 (Damper)对悬架速率进行阻尼处理。较大值使悬架弹簧 (Suspension Spring) 移动较慢。
目标位置 (Target Position)悬架沿悬架距离 (Suspension Distance) 的静止距离。0 对应于完全延伸的悬架,1 对应于完全压缩的悬架。默认值为 0,这与常规汽车悬架的行为相符。
质量 (Mass)车轮质量。
前向/侧向摩擦力 (Forward/Sideways Friction)当车轮向前和向侧面滚动时的轮胎摩擦力属性。请参阅下面的轮胎摩擦力曲线部分。

详细信息

车轮的碰撞检测执行方法是从中心 (Center) 通过局部坐标 Y 轴向下投射射线。车轮具有半径 (Radius),可以按照悬架距离 (Suspension Distance) 向下延伸。交通工具使用不同属性从脚本进行控制: 电机扭矩 (motorTorque)制动扭矩 (brakeTorque)转向角度 (steerAngle)。 有关更多信息,请参阅车轮碰撞体 (Wheel Collider) 脚本参考

车轮碰撞体 (Wheel Collider) 使用基于滑动的摩擦力模型,与物理引擎的其余部分分开计算摩擦力。这样可实现更逼真的行为,不过也会使车轮碰撞体 (Wheel Collider) 忽略标准物理材质 (Physic Material) 设置。

车轮碰撞体 (Wheel Collider) 设置

您不会转向或滚动车轮碰撞体 (WheelCollider) 对象来控制汽车 - 附加了车轮碰撞体 (WheelCollider) 的对象应始终相对于汽车本身固定。但是,您可能要转向和滚动图形车轮表示形式。实现此目的的最佳方式是为车轮碰撞体 (Wheel Collider) 和可见车轮设置单独对象:


车轮碰撞体 (Wheel Collider) 与可见车轮模型分开

碰撞几何结构

因为汽车可以实现较大速率,所以应使赛道碰撞几何结构合适,这点十分重要。具体而言,碰撞网格不应具有组成可见模型(例如栏杆)的小碰撞或凹陷。通常赛道的碰撞网格与可见网格分别构成,从而使碰撞网格尽可能平衡。它还不应具有窄对象 - 如果具有窄赛道边界,请使其在碰撞网格中更宽(或完全消除另一边(如果汽车绝不可能到达该处))。


可见几何结构(左)比碰撞几何结构(右)要复杂得多

Wheel 车轮摩擦力曲线

车轮摩擦力曲线

轮胎摩擦力可以通过以下显示的车轮摩擦力曲线来描述。车轮的前向(滚动)方向和侧向方向有不同的曲线。在这两个方向上,会首先确定轮胎的滑动量(基于轮胎橡胶与道路之间的速度差)I。随后此滑动值用于获得在接触点上施加的轮胎力。

曲线将轮胎滑动测量值作为输入并提供 力作为输出。曲线通过两段式样条进行近似计算。第一段从 (0 , 0)(极端滑动 (ExtremumSlip) , 极端值 (ExtremumValue)),曲线的斜率在该点处为零。第二段从 (滑动极值 (ExtremumSlip) , 极值 (ExtremumValue))(渐近线滑动 (AsymptoteSlip) , 渐近线值 (AsymptoteValue)),曲线的切线在该点处再次为零:


车轮摩擦力曲线的典型形状

真实轮胎的属性在于对于较低滑动,它们可以施加较大力,因为橡胶会通过伸展补偿滑动。随后在滑动变得很高时,力会减小,因为轮胎开始滑动或旋转。因而,轮胎摩擦力曲线具有类似于上图中的形状。

属性:功能:
极端滑动/值 (Extremum Slip/Value)曲线的极值点。
渐近线滑动/值 (Asymptote Slip/Value)曲线的渐近线点。
刚度 (Stiffness)极端值 (Extremum Value)渐近线值 (Asymptote Value) 的乘数(默认为 1)。更改摩擦力的刚度。将此值设置为零会完全禁用车轮产生的所有摩擦力。通常需在运行时从脚本修改刚度以模拟各种地面材质。

提示

Page last updated: 2013-06-21