自动驾驶系统的车辆动力学建模：自行车模型与汽车模型的对比分析

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在自动驾驶系统的车辆动力学建模中，自行车模型（Bicycle Model）和更复杂的汽车模型（如双轨模型或多体动力学模型）各有其适用场景和优缺点。以下是两者的详细对比及选择原因解析：

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1. 模型定义与核心差异

特性	自行车模型	复杂汽车模型（如双轨模型）
简化假设	将四轮车辆简化为两轮（前轮转向，后轮驱动）	考虑四轮独立运动、悬架系统、轮胎侧偏特性
自由度	2-3自由度（位置x,y，航向角θ）	6+自由度（含横向、俯仰、侧倾等运动）
计算复杂度	低（适合实时控制）	高（需解算微分代数方程）
参数需求	仅需轴距、转向比等基础参数