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创建车辆接口#

如何实现车辆接口#

以下说明介绍如何创建车辆接口.

1. 为车辆接口创建目录#

建议在 <your-autoware-dir>/src/vehicle/external

cd <your-autoware-dir>/src/vehicle/external

2. 安装或实现您自己的车辆接口#

如果已经有一个完整的车辆接口包(如 pacmod_interface),您可以将其安装到您的环境中. 如果没有,您必须自己实现自己的车辆接口.让我们通过 ros2 pkg create 创建一个新包.以下示例将向您展示如何创建名为 my_vehicle_interface 的车辆接口包.

ros2 pkg create --build-type ament_cmake my_vehicle_interface

然后,你应该在 my_vehicle_interface/src 中编写你的车辆接口的实现. 同样,由于此实现非常特定于车辆的控制设备,因此详细描述如何实现车辆接口超出了本文档的范围. 以下是一些可能考虑的因素：

  • Autoware 控制命令主题的一些必要主题订阅以控制您的车辆：
Topic 名称 Topic 类型 描述
/control/command/control_cmd autoware_auto_control_msgs/msg/AckermannControlCommand 本主题包括控制我们车辆的主要主题,如转向轮胎角度、速度、加速度等.
/control/command/gear_cmd autoware_auto_vehicle_msgs/msg/GearCommand 本主题包括自动驾驶的 gear 命令,请检查 message values 以理解 gears 值.请检查此类型的 消息定义.
/control/current_gate_mode tier4_control_msgs/msg/GateMode 本主题介绍是否控制 autoware.请查看 GateMode 消息类型了解详细信息.
/control/command/emergency_cmd tier4_vehicle_msgs/msg/VehicleEmergencyStamped 当 autoware 处于紧急状态时,本主题发送紧急.请查看 VehicleEmergencyStamped 消息类型了解详细信息.
/control/command/turn_indicators_cmd autoware_auto_vehicle_msgs/msg/TurnIndicatorsCommand 本主题表示您自己车辆的转向信号灯.请查看 TurnIndicatorsCommand 消息类型以获取详细信息.
/control/command/hazard_lights_cmd autoware_auto_vehicle_msgs/msg/HazardLightsCommand 本主题发送危险信号灯的命令.请检查 HazardLightsCommand
/control/command/actuation_cmd tier4_vehicle_msgs/msg/ActuationCommandStamped 当您使用 raw_vehicle_command_converter 控制具有 B 型的车辆时,将启用此主题,我们在 车辆接口 部分中提到过.总之,如果您在车辆上使用 B 型,则会出现此主题,并包含在油门、制动、方向盘驱动命令中.请查看 ActuationCommandStamped 消息类型以获取详细信息.
etc. etc. etc.
  • 从车辆接口到 Autoware 的车辆状态主题的一些必要主题发布：
Topic Name Topic Type Description
/vehicle/status/battery_charge tier4_vehicle_msgs/msg/BatteryStatus 本主题包括电池信息.请查看 BatteryStatus 信息类型了解详细信息.您可以使用此值来描述燃油油位等.
/vehicle/status/control_mode autoware_auto_vehicle_msgs/msg/ControlModeReport 本文介绍当前车辆的控制模式.请查看 ControlModeReport 消息类型了解详细信息.
/vehicle/status/gear_status autoware_auto_vehicle_msgs/msg/GearReport 本主题包括车辆的当前档位状态.请查看 GearReport 消息类型以获取详细信息.
/vehicle/status/hazard_lights_status autoware_auto_vehicle_msgs/msg/HazardLightsReport 本主题介绍车辆的危险信号灯状态.请查看 HazardLightsReport 消息类型以获取详细信息.
/vehicle/status/turn_indicators_status autoware_auto_vehicle_msgs/msg/TurnIndicatorsReport 本主题报告车辆的转向指示灯状态.请查看 TurnIndicatorsReport 消息类型了解详细信息.
/vehicle/status/steering_status autoware_auto_vehicle_msgs/msg/SteeringReport 本文介绍车辆的转向状态.请查看 SteeringReport 消息类型了解详细信息.
/vehicle/status/velocity_status autoware_auto_vehicle_msgs/msg/VelocityReport 本主题为我们提供了无人机的速度状态.请查看 VelocityReport 消息类型了解详细信息.
etc. etc. etc.

此图作为车辆接口和汽车软件通信的示例,描述示例主题和消息类型.

vehicle_communication

车辆和汽车通信的示例演示. 此图中包含一些主题和类型,并且 可以更改您想要的控制命令或自动软件更新.

您必须在 Vehicle Interface 上创建具有这些主题的订阅者和发布者. 让我们通过订阅 /control/command/control_cmd 和发布 /vehicle/status/gear_status 主题的简单演示进行解释.

因此,您的 YOUR-OWN-VEHICLE-INTERFACE.hpp 头文件应如下所示：

...
#include <autoware_auto_control_msgs/msg/ackermann_control_command.hpp>
#include <autoware_auto_vehicle_msgs/msg/gear_report.hpp>
...

class <YOUR-OWN-INTERFACE> : public rclcpp::Node
{
public:
    ...
private:
    ...
    // 来自autoware
    rclcpp::Subscription<autoware_auto_control_msgs::msg::AckermannControlCommand>::SharedPtr
    control_cmd_sub_;
    ...
    // 来自车辆
    rclcpp::Publisher<autoware_auto_vehicle_msgs::msg::GearReport>::SharedPtr gear_status_pub_;
    ...
    // Autoware 命令消息
    ...
    autoware_auto_control_msgs::msg::AckermannControlCommand::ConstSharedPtr control_cmd_ptr_;
    ...
    // 回调
    ...
    void callback_control_cmd(
    const autoware_auto_control_msgs::msg::AckermannControlCommand::ConstSharedPtr msg);
    ...
    void to_vehicle();
    void from_vehicle();
}

你的 YOUR-OWN-VEHICLE-INTERFACE.cpp .cpp 文件应该是这样的：

#include <YOUR-OWN-VEHICLE-INTERFACE>/<YOUR-OWN-VEHICLE-INTERFACE>.hpp>
...

<YOUR-OWN-VEHICLE-INTERFACE>::<YOUR-OWN-VEHICLE-INTERFACE>()
: Node("<YOUR-OWN-VEHICLE-INTERFACE>")
{
  ...
  /* 用户 */
  using std::placeholders::_1;
  // 来自 autoware
  control_cmd_sub_ = create_subscription<autoware_auto_control_msgs::msg::AckermannControlCommand>(
    "/control/command/control_cmd", 1, std::bind(&<YOUR-OWN-VEHICLE-INTERFACE>::callback_control_cmd, this, _1));
  ...
  // 发往 autoware
  gear_status_pub_ = create_publisher<autoware_auto_vehicle_msgs::msg::GearReport>(
    "/vehicle/status/gear_status", rclcpp::QoS{1});
  ...
}

void <YOUR-OWN-VEHICLE-INTERFACE>::callback_control_cmd(
  const autoware_auto_control_msgs::msg::AckermannControlCommand::ConstSharedPtr msg)
{
  control_cmd_ptr_ = msg;
}

void <YOUR-OWN-VEHICLE-INTERFACE>::to_vehicle()
{
  ...
  // 您应该根据自己的车辆设计实现此结构
  control_command_to_vehicle(control_cmd_ptr_);
  ...
}

void <YOUR-OWN-VEHICLE-INTERFACE>::to_autoware()
{
  ...
  // 您应该根据自己的车辆设计实现此结构
  autoware_auto_vehicle_msgs::msg::GearReport gear_report_msg;
  convert_gear_status_to_autoware_msg(gear_report_msg);
  gear_status_pub_->publish(gear_report_msg);
  ...
}
  • 根据需要修改控制值
    • 在某些情况下,您可能需要修改控制命令.例如,Autoware 需要以 米/秒 为单位的车辆速度信息,但如果您的车辆以其他格式(即 公里/小时)发布该信息,则必须先将其转换为该信息,然后再将其发送到 Autoware.

3. 准备启动文件#

在实现车辆接口后,或者您希望通过启动它来调试它, 创建车辆接口的启动文件,并将其包含在 <VEHICLE_ID>_vehicle_launch 包中的 vehicle_interface.launch.xml 我们分叉并创建了,在 [创建车辆和传感器模型页面](../creating-vehicle-and-sensor-model/index.md

不要混淆.首先,您需要为自己的车辆接口模块(如 my_vehicle_interface.launch.xml )创建一个启动文件,然后将其包含在另一个目录中的 vehicle_interface.launch.xml 中.

  1. 在 my_vehicle_interface 目录下添加一个 launch 目录,并在其中创建您自己的车辆接口的 launch 文件.请查看 ROS 2 文档中的 创建启动文件.

  2. 打开启动文件,将其车辆接口 _launch/_launch/launch/vehicle_interface.launch.xml 中包含,并添加如下所示的包含的配置.

vehicle_interface.launch.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<launch>
    <arg name="vehicle_id" default="$(env VEHICLE_ID default)"/>
    <!-- 请添加您创建的 Vehicle Interface 启动文件 -->
    <include file="$(find-pkg-share my_vehicle_interface)/launch/my_vehicle_interface.launch.xml">
    </include>
</launch>

最后,您的目录结构可能如下所示.为清楚起见,省略了大多数文件,但此处显示的文件需要修改,如上一个和当前过程中所述.

<your-autoware-dir>/
└─ src/
    └─ vehicle/
        ├─ external/
+       │   └─ <YOUR-VEHICLE-NAME>_interface/
+       │       ├─ src/
+       │       └─ launch/
+       │            └─ my_vehicle_interface.launch.xml
+       └─ <YOUR-VEHICLE-NAME>_launch/ (COPIED FROM sample_vehicle_launch)
+           ├─ <YOUR-VEHICLE-NAME>_launch/
+           │  ├─ launch/
+           │  │  └─ vehicle_interface.launch.xml
+           │  ├─ CMakeLists.txt
+           │  └─ package.xml
+           ├─ <YOUR-VEHICLE-NAME>_description/
+           │  ├─ config/
+           │  ├─ mesh/
+           │  ├─ urdf/
+           │  │  └─ vehicle.xacro
+           │  ├─ CMakeLists.txt
+           │  └─ package.xml
+           └─ README.md

4. 构建车辆接口包和启动包#

构建三个软件包 my_vehicle_interface, <YOUR-VEHICLE-NAME>_launch 以及 colcon build 的 _description , 或者如果你做了其他事情,你可以只构建整个 Autoware.

colcon build --symlink-install --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release --packages-select my_vehicle_interface <YOUR-VEHICLE-NAME>_launch <YOUR-VEHICLE-NAME>_description

5. 启动Autoware#

最后,您已完成车辆接口模块的实现！请注意,您需要使用适当的 vehicle_model 选项启动 Autoware,如下例所示.此示例是启动规划模拟器.

ros2 launch autoware_launch planning.launch.xml map_path:=$HOME/autoware_map/sample-map-planning vehicle_model:=<YOUR-VEHICLE-NAME> sensor_model:=<YOUR-VEHICLE-NAME>_sensor_kit

技巧#

有一些提示可能会对您有所帮助.

  • 如果需要,您可以将车辆接口细分为更小的包.然后你的目录结构可能如下所示(虽然不是唯一的方法).不要忘记在 my_vehicle_interface.launch.xml 中启动所有软件包.

    <your-autoware-dir>/
└─ src/
    └─ vehicle/
        ├─ external/
        │   └─ my_vehicle_interface/
        │       ├─ src/
        │       │   ├─ package1/
        │       │   ├─ package2/
        │       │   └─ package3/
        │       └─ launch/
        │            └─ my_vehicle_interface.launch.xml
        ├─ sample_vehicle_launch/
        └─ my_vehicle_name_launch/

  • 如果您使用的是车辆接口并从打开的 git 存储库启动包,或者创建自己的 git 存储库,强烈建议将这些存储库添加到位于 autoware 文件夹正下方的 autoware.repos 文件中,如下例所示.您可以通过 version 标签指定分支或提交哈希.

    autoware.repos
    # 车辆(此部分应位于 autoware.repos 中的某个位置,并添加以下内容)
vehicle/external/my_vehicle_interface:
  type: git
  url: https://github.com/<repository-name-B>/my_vehicle_interface.git
  version: main

然后,您可以使用 vcs import 命令轻松地将整个环境导入到另一个本地设备.(参见 源代码安装指南)