Carla 中的 Chrono 实现

这是一个 UE4 车辆运动组件，用 Chrono 物理引擎（专业多体动力学库）替代 UE4 的 PhysX，提供更精确的车辆动力学、悬挂、轮胎和地形交互模拟。

Chrono 需要在虚幻引擎端启用 RTTI（RTTI（Run-Time Type Information），从而支持动态类型识别和异常处理等功能。 文件 Unreal/CarlaUE4/Plugins/Carla/Source/Carla/Carla.Build.cs 中增加bUseRTTI = true;。

笔记

每个.Build.cs文件声明派生自ModuleRules基类的类，并设置属性控制器从构造函数进行编译的方式。由虚幻编译工具编译，并被构造来确定整体编译环境。使用C#语法。

流程

  1. 初始化阶段 (CreateChronoMovementComponent + BeginPlay )

    1.1 创建组件并配置 JSON 参数（车辆、动力总成、轮胎配置）

    1.2 BeginPlay：初始化 Chrono 系统 ： 设置重力、求解器（Barzilai -Borwein 方法是一种迭代梯度下降法）、迭代次数

    1.3 InitializeChronoVehicle：从 JSON 文件加载车辆模型（底盘、悬挂、动力系统、轮胎）

    1.4. 创建地形交互层（光线投射到 UE4 碰撞）

  2. Carla -> Chrono：每帧更新 ( TickComponent )

    2.1 时间子步处理：

    如果单帧时间 > MaxSubstepDeltaTime（默认 0.01s），分解为多个小步进行精确计算。否则直接用该帧时间步

    2.2 物理仿真：AdvanceChronoSimulation(StepSize) ：同步时间、控制（转向、油门、刹车）、地形 到 chrono

  3. Chrono -> Carla：位置/旋转同步回 UE4 ：

    坐标系转换：Chrono（右手系，米）↔ UE4（左手系，厘米）

    地形交互 (UERayCastTerrain)：Chrono 需要知道地形 高度 、法线 、摩擦系数 来计算轮胎力。本实现通过光线投射到 UE4

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参考