【Unity3D赛车游戏】【四】在Unity中添加阿克曼转向，下压力，质心会让汽车更稳定

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👨‍💻 本文由 秩沅 原创

👨‍💻 收录于专栏：Unity游戏demo

⭐🅰️Unity3D赛车游戏⭐

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⭐前言⭐

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😶‍🌫️版本: Unity2021
😶‍🌫️适合人群：Unity初学者
😶‍🌫️学习目标：3D赛车游戏的基础制作
😶‍🌫️技能掌握：

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🎶（A）车辆优化——阿克曼转向添加

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😶‍🌫️认识阿克曼转向

引用：阿克曼转向是一种现代汽车的转向方式，也是移动机器人的一种运动模式，在汽车转弯的时候，内外轮转过的角度不一样，内侧轮胎转弯半径小于外侧轮胎

原理图:
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简单理解：一个杆子把左轮和右轮连接起来一起转。

左轮的旋转的半径小于右轮

优点:大大减小了车轮转向需要的空间，转向更加稳定

• 阿克曼公式：

β为汽车前外轮转角，α为汽车前内轮转角，K为两主销中心距，L为轴距。

😶‍🌫️区别：

• 未添加阿克曼转向之前的原理：

  通过控制轮子的最大转向范围来转向

• 添加之后

  更稳定，机动性更强

😶‍🌫️关键代码

• 后轮距尺寸设置为1.5f ，轴距设置为2.55f ，radius 默认为6，radius 越大旋转的角度看起来越小

 if (horizontal > 0 ) {
//后轮距尺寸设置为1.5f ，轴距设置为2.55f ，radius 默认为6，radius 越大旋转的角度看起来越小wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * horizontal;wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * horizontal;} else if (horizontal < 0 ) {                                                          wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * horizontal;wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * horizontal;} else {wheels[0].steerAngle =0;wheels[1].steerAngle =0;}

😶‍🌫️完整代码

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//-------------------------------------
//—————————————————————————————————————
//___________项目:       ______________
//___________功能：  车轮的运动
//___________创建者：_______秩沅________
//_____________________________________
//-------------------------------------//驱动模式的选择
public enum EDriveType
{frontDrive,   //前轮驱动backDrive,    //后轮驱动allDrive      //四驱
}public class WheelMove : MonoBehaviour
{//-------------------------------------------//四个轮子的碰撞器public WheelCollider[] wheels ;//网格的获取public GameObject[] wheelMesh;//扭矩力度public float motorflaot = 200f;//初始化三维向量和四元数private Vector3 wheelPosition = Vector3.zero;private Quaternion wheelRotation = Quaternion.identity;//-------------------------------------------//驱动模式选择 _默认前驱public EDriveType DriveType = EDriveType.frontDrive;//轮半径public float radius = 0.25f;private void FixedUpdate(){WheelsAnimation(); //车轮动画VerticalContorl(); //驱动管理HorizontalContolr(); //转向管理}//垂直轴方向管理（驱动管理）public void VerticalContorl(){switch (DriveType){case EDriveType.frontDrive: //选择前驱if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效{for (int i = 0; i < wheels.Length - 2; i++){//扭矩力度wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical *(motorflaot / 2); //扭矩马力归半}}break;case EDriveType.backDrive://选择后驱if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效{for (int i = 2; i < wheels.Length; i++){//扭矩力度wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical * (motorflaot / 2); //扭矩马力归半}}break;case EDriveType.allDrive://选择四驱if (InputManager.InputManagerment.vertical != 0) //当按下WS键时生效{for (int i = 0; i < wheels.Length; i++){//扭矩力度wheels[i].motorTorque = InputManager.InputManagerment.vertical * ( motorflaot / 4 ); //扭矩马力/4}}break;default:break;}}//水平轴方向管理（转向管理）public void HorizontalContolr(){if (InputManager.InputManagerment.horizontal > 0){//后轮距尺寸设置为1.5f ，轴距设置为2.55f ，radius 默认为6，radius 越大旋转的角度看起来越小wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;}else if (InputManager.InputManagerment.horizontal < 0){wheels[0].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius - (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;wheels[1].steerAngle = Mathf.Rad2Deg * Mathf.Atan(2.55f / (radius + (1.5f / 2))) * InputManager.InputManagerment.horizontal;}else{wheels[0].steerAngle = 0;wheels[1].steerAngle = 0;}}//车轮动画相关public  void WheelsAnimation(){for (int i = 0; i < wheels.Length ; i++){//获取当前空间的车轮位置 和 角度wheels[i].GetWorldPose(out wheelPosition, out wheelRotation);//赋值给wheelMesh[i].transform.position = wheelPosition;print(wheelRotation);wheelMesh[i].transform.rotation = wheelRotation * Quaternion .AngleAxis (90,Vector3 .forward );}}
}}}
}

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🎶（B）车辆优化——车身持续稳定的优化

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WheelMove脚本 ——> CarMoveControl脚本 更改脚本名

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😶‍🌫️速度属性实时转换

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• 每小时多少公里 和 每秒多少米的对应关系 ——1m/s = 3.6km/h

速度属性建议改成Int类型 ，float类型会上下浮动不准确

 //1m/s = 3.6km/hKm_H =(int)(rigidbody.velocity.magnitude * 3.6) ;Km_H = Mathf.Clamp( Km_H,0, 200 );   //油门速度为 0 到 200 Km/H之间

• 相机测速 m/s
  

  //相机监测实时速度Control = target.GetComponent<CarMoveControl>();speed = (int )Control.Km_H / 4;speed = Mathf.Clamp(0, 55,speed );   //对应最大200公里每小时

• 添加四个轮子的实时速度，对应虚度属性，可以明显的观察四驱和二驱的汽车动力

    //车辆物理属性相关public void VerticalAttribute(){//1m/s = 3.6km/hKm_H =(int)(rigidbody.velocity.magnitude * 3.6) ;Km_H = Mathf.Clamp( Km_H,0, 200 );   //油门速度为 0 到 200 Km/H之间//显示每个轮胎的扭矩f_right = wheels[0].motorTorque;f_left  = wheels[1].motorTorque;b_right = wheels[2].motorTorque;b_left  = wheels[3].motorTorque;}

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😶‍🌫️为车子添加下压力

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知识百科: 什么是下压力
下压力是车在行进中空气在车体上下流速不一产生的,使空气的总压力指向地面从而增加车的抓地力.

速度越大，下压力越大，抓地更强，越不易翻车

• 关键代码

  //-------------下压力添加-----------------//速度越大，下压力越大，抓地更强rigidbody.AddForce(-transform.up * downForceValue * rigidbody.velocity .magnitude );

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😶‍🌫️质心的添加centerMess

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知识百科：什么是质心?——质量中心
汽车制造商在设计汽车时会考虑质心的位置和重心高度，以尽可能减小质心侧偏角。 一些高性能汽车甚至会采用主动悬挂系统来控制车身侧倾，从而减小质心侧偏角，提高车辆的稳定性和操控性。

质量中心越贴下，越不容易翻

        //-------------质量中心同步----------------//质量中心越贴下，越不容易翻rigidbody.centerOfMass = CenterMass;

• 手刹的添加

//手刹管理public void HandbrakControl(){if(InputManager.InputManagerment .handbanl ){     //后轮刹车wheels[2].brakeTorque  = brakVualue;wheels[3].brakeTorque  = brakVualue;}else{wheels[2].brakeTorque = 0;wheels[3].brakeTorque = 0;}}

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😶‍🌫️轮胎的平滑度的显示

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wheelhit.forwardSlip;用来观看刹车轮胎在滚动方向上打滑。加速滑移为负，制动滑为正
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for (int i = 0; i < slip.Length; i++){WheelHit wheelhit;wheels[i].GetGroundHit(out wheelhit);slip[i] = wheelhit.forwardSlip; //轮胎在滚动方向上打滑。加速滑移为负，制动滑为正}               

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