车辆运动学模型从几何学角度探讨车辆运动规律，包含车辆空间位置、速度等随时间变化。描述车辆运动常涉及惯性坐标系和车体坐标系。惯性坐标系(XOY)由X轴向东正、Y轴向北正、Z轴垂直向上正定义。车体坐标系(xoy)则以车辆行驶前方为x轴正、左方为y轴正、垂直向上为z轴正定义。两者之间的夹角φ，逆时针方向为正，称为车辆横摆角。车辆运动建模考虑直线运动与圆周运动，不计悬架作用，转向运动模型公式得到前后轴中心点坐标、后轴中心速度、轴距、瞬时转向半径及前轮偏角等参数。后轴行驶中心速度由前后轴运动学约束推导，通过向量分解原理计算，考虑几何关系，联立相关公式解出横摆角速度，继而求得转向半径和前轮侧偏角，最终得到运动学模型。

MATLAB编写运动学模型脚本实现绘图，输入前轮侧偏角和车速随时间变化曲线，输出车辆位置坐标和航向。轴距设定为2.92米。通过绘制输入曲线，运行模型并分析计算结果。

运动学模型结果与carsim软件仿真对比，通过建立carsim与Simulink联合仿真的模型。使用carsim自带模型，调整参数关注运动结果，发动机、悬架、制动等细节无需额外设置。在procedure中设置仿真结束时间，速度控制根据目标车速调整，无需额外配置。carsim主界面显示联合仿真模型，设置仿真步长。联调的Simulink模型用于传输车辆运行速度、两个前轮转向角至carsim，后者根据输入运行车辆模型。结果输出包括横摆角、X和Y轴位置坐标、前轮转角和簧上车速。运行Simulink模型，结合运动学模型计算和carsim仿真结果，脚本整合所有数据。在相同输入条件下，运动学模型计算结果与carsim仿真结果基本一致，验证了运动学建模的准确性和实用性，适用于后续运动仿真实验。