HighwayEnv项目中车辆航向角调整方法详解

背景介绍

HighwayEnv是一个用于自动驾驶研究的仿真环境，其中车辆的行为和状态控制是核心功能之一。在实际应用中，我们经常需要精确控制车辆的停放角度，特别是在平行泊车等场景中。

车辆航向角控制原理

在HighwayEnv中，车辆默认会与车道方向对齐。Vehicle.make_on_lane()方法会自动将车辆航向(heading)设置为与车道方向一致。航向角采用弧度制表示，0弧度表示正东方向，π/2表示正北方向。

修改车辆航向角的方法

当我们需要调整停放车辆的航向角时，可以通过以下两种方式实现：

1. 直接修改heading属性： 创建车辆后，直接增加或减少heading属性的值来旋转车辆。例如，要使车辆旋转90度（π/2弧度）：

   v = Vehicle.make_on_lane(...)
   v.heading += np.pi / 2
   

2. 自定义车辆创建函数： 如果需要更精细的控制，可以复制make_on_lane函数的代码并修改其中设置航向角的部分，创建自定义的车辆生成函数。

实际应用示例

在平行泊车场景中，通常需要将车辆旋转90度使其与车道垂直。通过上述方法，我们可以轻松实现这一需求：

# 创建车辆并旋转90度
parked_vehicle = Vehicle.make_on_lane(road, lane_index, longitudinal, speed=0)
parked_vehicle.heading += np.pi / 2
parked_vehicle.color = [255, 0, 0]  # 可选：设置车辆颜色

注意事项

1. 角度单位为弧度而非度数
2. 正角度表示逆时针旋转
3. 修改heading后，车辆的碰撞检测等物理特性会自动更新
4. 对于静止车辆，确保速度设为0以避免意外移动

通过掌握这些方法，开发者可以在HighwayEnv中精确控制车辆的方向，为各种自动驾驶场景的研究提供更灵活的环境配置。