Unity使用物理引擎實現(xiàn)多旋翼無人機的模擬飛行
內(nèi)容簡介
最近在用Unity實現(xiàn)無人機的模擬飛行，但發(fā)現(xiàn)站里基本沒有完整介紹如何實現(xiàn)該功能的博客，因時間緊迫，就自己簡單做了一個仿真（不是完全按照現(xiàn)實物理情景來做，即通過各個螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生力帶動機體飛行）。下面我會簡述完全按現(xiàn)實物理情景實現(xiàn)模擬飛行，并詳細(xì)描述我自己做的模擬飛行（不完全仿真），給各位提供參考。
現(xiàn)實物理情景的實現(xiàn)——簡述（以四旋翼無人機為例）
因為我沒有實現(xiàn)1：1仿真，所以這里只介紹思路，希望能給到讀者一點啟發(fā)。
- 構(gòu)建一個四旋翼無人機模型（可以網(wǎng)上下載?；蛴肕aya等建一個）
- 將模型設(shè)置為Rigidbody和BoxCollider（即實現(xiàn)一個物理模型，記得要先Create一個Plane承住你的模型）
- 給四個螺旋槳各寫一個腳本，各產(chǎn)生一個向上的力
- 通過螺旋槳產(chǎn)生的升力即可帶動模型飛行，通過控制不同螺旋槳產(chǎn)生升力的不同，即可實現(xiàn)無人機的各種飛行姿態(tài)（這步是最難的，也最花時間）
簡化物理情景的實現(xiàn)——詳述（以四旋翼無人機為例）
背景：上面的現(xiàn)實模擬最麻煩之處在于要對四個螺旋槳（電機）實現(xiàn)控制并達(dá)到平衡，太麻煩了，調(diào)試要很久，網(wǎng)上又沒有現(xiàn)成的代碼（至少免費的我沒有發(fā)現(xiàn)）。所以我自己簡化了一下模型，并實現(xiàn)所需功能。
思路：簡化模型的區(qū)別在于我不用四個螺旋槳（電機）來各自產(chǎn)生升力，形成合力來帶動機體。而是直接將力加在機身上，即跳過了前面那一步，直接用合力來實現(xiàn)無人機的飛行。
實現(xiàn)步驟：以下為實現(xiàn)步驟，考慮到網(wǎng)上好像沒有相關(guān)的博客和視頻教程，我會盡量詳細(xì)來敘述，所以會有點多。
1.導(dǎo)入一個無人機模型，并給整體設(shè)置Rigidbody和BoxCollider（注意最好Collider設(shè)成和模型差不多大）。
2. 寫腳本1(Plane_Text)（總共需要寫兩個腳本，記為腳本1和腳本2），腳本1使其產(chǎn)生力帶動機體運動
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.IO.Pipes;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Security.Cryptography.X509Certificates;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
public class Plane_Text : MonoBehaviour
{
private Rigidbody m_Rigidbody;
public float speed = 5;
public float angle = 0;
private float x, y, z;
public Transform target;
void Start()
{
m_Rigidbody = gameObject.GetComponent<Rigidbody>();//獲取組件
}
void Update()
{
var vec = new Vector3(x, y, z);
m_Rigidbody.AddForce(vec * speed, ForceMode.Force);//無人機朝vec向量方向運動，至于vec的取值由下面各個按鍵確定
/*******無人機飛機控制*********/
/*******W加油門（上升）；S減油門（下降）；A左轉(zhuǎn)；D右轉(zhuǎn)*********/
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.W))
speed++;
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.W))
x = 0;y = 1;z = 0;
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.S))
speed--;
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.D))
angle++;
this.transform.Rotate(Vector3.up * angle);//按下D鍵則一直右轉(zhuǎn)，下同
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.D))
angle = 0;
this.transform.Rotate(Vector3.up * angle);//松開D鍵停止右轉(zhuǎn)，下同
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.A))
angle--;
this.transform.Rotate(Vector3.up * angle);
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.A))
angle = 0;
this.transform.Rotate(Vector3.up * angle);
/*******↑前傾；↓后傾；←左傾；→右傾*********/
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.LeftArrow))//按下←鍵朝向量（-1，2，0）方向運動，即左傾，但該左傾只是運動軌跡上左傾，模型是不會往左傾的，所以需要下腳本2里設(shè)置
x = -1; y = 2; z = 0; //這個取值隨你定，但x一定是負(fù)的且z一定是0,至于x和y的大小就看你想飛行軌跡左傾多少來決定了
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.LeftArrow))//當(dāng)松開←鍵時，不再左傾，而是按原來（0，1，0）方向，即y軸向上，繼續(xù)移動
x = 0; y = 1; z = 0;//同樣因為是y軸，x和z的值必須為0，y的值看你心情
/**************************************************/
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.RightArrow))//按下→鍵
x = 1; y = 2; z = 0; //這些我就不再解釋了，跟上面“←鍵”的是一樣的，只是傾斜方向不一樣而已
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.RightArrow))
x = 0; y = 1; z = 0;
/**************************************************/
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.UpArrow))//按下↑鍵
x = 0;y = 2;z = 1;
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.UpArrow))
x = 0; y = 1; z = 0;
/**************************************************/
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.DownArrow))//按下↓鍵
x = 0;y = 2;z = -1;
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.DownArrow))
x = 0; y = 1; z = 0;
/**************************************************/
}
}
3.寫腳本2（Plane_Move）：該腳本是用來實現(xiàn)模型的前后左右傾的
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.IO.Pipes;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Security.Cryptography.X509Certificates;
using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
public class Plane_Move : MonoBehaviour
{
private Rigidbody m_Rigidbody;
void Start()
{
m_Rigidbody = gameObject.GetComponent<Rigidbody>();//獲取組件
}
void Update()
{
/*******↑前傾；↓后傾；←左傾；→右傾*********/
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.LeftArrow))
transform.rotation = Quaternion.Euler(0, 0, 10);//繞z軸轉(zhuǎn)10°，即左傾，不一定是10，看你想傾多少就傾多少，別太大就行，下同
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.LeftArrow))
transform.rotation = Quaternion.Euler(0, 0, 0);//松開按鍵恢復(fù)豎直向上飛，下同
/**************************************************/
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.RightArrow))
this.transform.rotation = Quaternion.Euler(0, 0, -10);
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.RightArrow))
this.transform.rotation = Quaternion.Euler(0, 0, 0);
/**************************************************/
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.UpArrow))
this.transform.rotation = Quaternion.Euler(10, 0, 0);
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.UpArrow))
this.transform.rotation = Quaternion.Euler(0, 0, 0);
/**************************************************/
if (Input.GetKeyDown(KeyCode.DownArrow))
this.transform.rotation = Quaternion.Euler(-10, 0, 0);
if (Input.GetKeyUp(KeyCode.DownArrow))
this.transform.rotation = Quaternion.Euler(0, 0, 0);
/**************************************************/
}
}
4.完成上面3步，我們就會得到兩個腳本
5.然后就是把這兩個腳本拖到無人機上（注意兩個都要拖?。又褪沁\行了(如果是運行不了肯定是你復(fù)制了我的代碼，但腳本名又和我不一樣的緣故)
6.最后運行成功（原諒我不會截動圖給你們看運行結(jié)果）
7.當(dāng)然有人會說螺旋槳怎么不會轉(zhuǎn)啊，這也簡單；首先給四個螺旋槳的頂點各建一個空物體（每個螺旋槳要繞著它對應(yīng)的空物體旋轉(zhuǎn)），然后再寫一個腳本（Power_all），我這里就不區(qū)分正反槳了。（你要區(qū)分也行，就是把Vector3.down改成Vector3.up就是另一對槳）
using System.Collections.Generic;
using System.Collections;
using System.Globalization;
using UnityEngine;
using System;
using UnityEngine.UI;
//using UnityEngine.Debug;
public class Power_all : MonoBehaviour
{
public GameObject target01;//聲明頂點
private float n = 10;
// Update is called once per frame
void Update()
{
this.transform.RotateAround(target01.transform.position, Vector3.down, 100f * n * Time.deltaTime);//該函數(shù)通過放入一個頂點，以及圍繞這個頂點要旋轉(zhuǎn)的x軸并給定旋轉(zhuǎn)速度
//Vector3向量，在三維坐標(biāo)系中帶有方向和大小的數(shù)據(jù)，Vector3.up=（0,1,0）、Vector3.down=（0,-1,0）、Vector3.left=（-1,0,0）、Vector3.right=（1,0,0）
}
}
8.將上面這個螺旋槳的腳本分別拖到各個槳葉模型上，然后將各個空物體拉到各個聲明的頂點處即可。
9.上述即完成了簡化的多旋翼無人機模擬飛行?？赡苡腥藭f我第2、3點誰規(guī)定了只能前傾一個角度，其實我是這樣理解的，如果按照現(xiàn)實情景來完全模擬，確實前傾任意角度，甚至是180°，但前傾角度過大導(dǎo)致的結(jié)果是墜機，所以我設(shè)置在10°可以理解為安全傾角，當(dāng)然你也可以自己該代碼來實現(xiàn)自己想要的功能，我這里只是提供一個參考。
以上就是Unity使用物理引擎實現(xiàn)多旋翼無人機的模擬飛行的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Unity實現(xiàn)無人機飛行的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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