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Formeln neben Fahrspur-Diagrammen für autonomes Fahren

Dies ist der Anwendungsfall, bei dem die beiden stärksten Funktionen von drawtonomy zusammenwirken: die Fahrspur-Formen (Fahrspuren, Fahrzeuge, Trajektorien, Kreuzungen) und die Math (KaTeX)-Form.

In Forschungsarbeiten zum autonomen Fahren taucht diese Kombination erstaunlich häufig auf. Eine Abbildung zeigt die Szene – ein Fahrzeug, das überholt, eine Kreuzung, die verhandelt werden muss –, und daneben steht die Gleichung, die das Modell beschreibt: die Kostenfunktion, der Regler, das kinematische Update. So kann der Leser die Symbole direkt auf die dargestellte Situation zurückführen.

Eine mit KaTeX gerenderte Planungsformel auf derselben Zeichenfläche wie eine Fahrszene

Eine KaTeX-gerenderte Formel liegt als normale Form auf der Zeichenfläche – direkt neben Fahrspuren, Fahrzeugen und Trajektorien, alles in einer einzigen Abbildung.

  • Trajektorienprädiktion. Drei vorhergesagte Zukunftspfade des Ego-Fahrzeugs darstellen und die Loss-Funktion des Modells direkt daneben setzen.
  • Motion Planning. Eine Kandidatentrajektorie in der Fahrspur zeigen, mit dem gesetzten Planungsziel \min \sum_t \| x_t - x_t^{ref} \|^2 + \lambda u_t^2 daneben.
  • Regelung. Ein Fahrzeug in einer Kurve mit der Gleichung des Feedback-Reglers neben der relevanten Geometrie.
  • Perception-Evaluation. Eine Fahrspur- oder Fußgängerszene mit der IoU- oder AP-Metrik-Formel daneben.
  • Verhaltensmodelle. Eine Fußgänger-Überquerungsszene mit der Social-Force- oder IDM-Gleichung neben dem Agenten.

In all diesen Fällen ist die Gleichung Bestandteil der Abbildung, nicht der Bildunterschrift.

  1. Zuerst die Szene zeichnen. Fahrspuren mit dem Lane Tool, Fahrzeuge aus den Vehicle-Vorlagen, Trajektorien mit dem Path-Tool – genau wie im Tutorial Ihre ersten drei Fahrspuren.

  2. Gleichung einfügen mit dem Math-Tool (fx). Platzierung: oberhalb, unterhalb oder seitlich der Szene, je nach Lesbarkeit.

    Der fx (Math)-Button in der unteren Toolbar hervorgehoben

    Das Math-Tool befindet sich neben dem Text-Tool in der unteren Toolbar – / ist der Tastaturkurzbefehl.

  3. Symbole mit der Szene verknüpfen. LineArrows oder Text-Formen verbinden beispielsweise das x_t in der Gleichung mit dem entsprechenden Fahrzeug auf der Zeichenfläche. Die Snap-Funktion von drawtonomy hilft dabei, den Pfeil präzise zu verankern.

  4. Als PDF exportieren. Mit \includegraphics{...} direkt in das Paper einbinden. Mathematische Glyphen und Fahrspur-/Fahrzeugpfade sind alle Vektoren in derselben Datei.

  • Gleichungsgröße an die Szenengröße anpassen. Eine 20-px-Gleichung neben einem 600-px-Spurplan ist kaum lesbar. Den Größenregler auf 32–48 px stellen, damit die Darstellung auf typischer Papier-Abbildungsskala gut lesbar ist.
  • Die .drawtonomy.svg-Quelldatei aufbewahren. Wenn ein Gutachter bittet, \sigma durch \rho zu ersetzen, genügt ein Doppelklick auf die Gleichung und ein Überschreiben – Fahrspuren und Fahrzeuge bleiben an Ort und Stelle.
  • Gleichungsnummerierung vs. Paper-Nummerierung. Sollen mehrere Gleichungen in einer Abbildung nummeriert werden, empfiehlt sich \begin{align}, damit die Nummern (1)(2)(3) Teil des gerenderten SVG sind. Andernfalls kann das \label{}-System von LaTeX keine Gleichungen innerhalb einer Abbildung referenzieren.
  • Farbe zur Hervorhebung. Um einen bestimmten Term in der Gleichung einzufärben, werden zwei nebeneinanderliegende Math-Formen benötigt (eine schwarz, eine rot) – drawtonomy rendert eine Gleichung als einzelne Form, Token-genaue Farbgebung ist nicht unterstützt.