ros版本apollo3.0.0规划控制算法

apollo.ros-3.0.0

上次给大家带来了之前学习apollo时开发的内容apollo.ros-1.0.0，主要是针对apollo 1.0.0版本进行了ros1的移植和控制算法的学习。这次是针对apollo 3.0.0版本进行了ros1的移植和学习了相关的规划算法。

项目开发详细可在评论区留言。
PS：基于ros1的 apollo 7.0.0规划控制算法已经发布，详情见apollo.ros-7.0.0

简介

此项目为基于apollo3.0.0的ros1移植版本，移植主要目的如下：

• 学习apollo框架设计
• 学习apollo中的控制算法
• 学习apollo中的规划算法

目前只针对apollo中部分模块进行了移植，移植模块有:

.
├── docker
│   ├── build
│   └── scripts
├── images
├── LICENSE
├── modules
│   ├── apollo_common
│   ├── apollo_control
│   ├── apollo_map
│   ├── apollo_msgs
│   ├── apollo_planning
│   ├── apollo_routing
│   └── apollo_simulator
└── README.md

目前移植版本能实现车辆在高精度地图下进行routing、planning和control仿真测试，与原有版本改动点如下：

• 使用原生ros（基于noetic）替代apollo中更改的ros
• 使用ros pkg封装apollo中的module
• 使用ros中的std_msgs/String替代apollo的pd_msgs/xxx消息
• 使用cmake进行编译
• 将protobuff版本提升到3.6.1
• 增加sim_control和sim_pnc仿真工具包apollo_simulator
• 增加高精度地图rviz显示
• 增加静态障碍物rviz设置
• 更多的高精度地图测试数据

此移植版本，能很好的将自己的算法增加到框架中，应用于机器人或者无人驾驶中。

代码部署

docker安装

• 在线安装

  curl -fsSL https://get.docker.com | bash -s docker --mirror Aliyun
  

• 安装验证：安装完成执行 sudo docker version看看docker目前安装的版本等信息：

  

• 使用配置：避免每次新开一个终端都要sudo输入权限，给docker增加用户的权限。执行完成后重启电脑之后生效。

  sudo usermod -aG docker $USER
  

镜像构建

• 执行一下指令进行镜像构建

  cd apollo.ros-3.0.0/docker/build/ # 进入镜像构建目录
  ./build_docker.sh  								# 开始构建镜像
  

• 镜像构建成功后，显示如下图所示：

代码编译

• 解压项目代码到对应目录，假设代码主目录名为apollo.ros-3.0.0，其目录结构如下：

  .
  ├── docker
  │   ├── build
  │   └── scripts
  ├── images
  ├── LICENSE
  ├── modules
  │   ├── apollo_common
  │   ├── apollo_control
  │   ├── apollo_map
  │   ├── apollo_msgs
  │   ├── apollo_planning
  │   ├── apollo_routing
  │   └── apollo_simulator
  └── README.md
  

• 启动容器：启动成功后，显示如下图所示：

  cd apollo.ros-3.0.0/							# 返回工程主目录
  ./docker/scripts/docker_start.sh	# 启动容器
  

注意：

• 执行./docker/scripts/docker_start.sh指令启动容器前，一定要返回工程主目录
• 如果此终端关闭后会导致启动容器退出
• 重新启动容器需要重新编译代码

• 编译代码：编译成功后，显示如下图所示：

  cd apollo_ros_ws/	# 进入工作空间
  catkin build			# 开始编译
  

• 进入容器：如果容器已经启动，想新开一个终端进去，可使用以下指令：

  cd apollo.ros-3.0.0/						# 返回工程主目录 
  ./docker/scripts/docker_into.sh	# 进入容器
  

仿真测试

仿真模式

目前仿真测试支持两种模式：

• sim_control：routing和planning模块仿真测试，移植于原apollo中的dreamview
• sim_pnc：routing、planning和control模块仿真测试，移植于autoware.universe中的simple_planning_simulator

仿真模式设置在modules/apollo_simulator/launch/simulation.launch文件中：

• 将use_sim_ctrl设置为true时，为sim_control仿真模式
• 将use_sim_ctrl设置为false时，为sim_pnc仿真模式

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<launch>
  <arg name="map_name" default="demo"/>
  <arg name="use_sim_ctrl" default="false"/>

  <include file="$(find apollo_routing)/launch/routing.launch">
    <arg name="map_name" value="$(arg map_name)"/>
  </include>

  <include file="$(find apollo_planning)/launch/planning.launch">
    <arg name="map_name" value="$(arg map_name)"/>
  </include>

  <group unless="$(arg use_sim_ctrl)">
    <include file="$(find apollo_control)/launch/control.launch"/>
  </group>

  <include file="$(find apollo_simulator)/launch/simulator.launch">
    <arg name="map_name" value="$(arg map_name)"/>
    <arg name="use_sim_ctrl" value="$(arg use_sim_ctrl)"/>
  </include>
</launch>

仿真测试

• 启动仿真程序：启动成功后可以看到rviz显示如下图所示

  cd apollo_ros_ws/
  source devel/setup.bash	
  roslaunch apollo_simulator simulation.launch
  

• 初始化车辆位姿：在rviz软件显示窗口上，点击2D Pose Estimate按钮在高精度地图上相应位置进行车辆位姿初始化
  

• 下发导航目标点：在rviz软件显示窗口上，点击2D Nav Goal按钮在高精度地图上相应位置进行导航目标点下发
  

• 设置静态障碍物：在rviz软件显示窗口上，点击Apollo Fake Prediction按钮在高精度地图上相应位置进行静态障碍物设置
  

• 成功运行效果：如果程序启动正常，车辆位姿和导航目标都设置正确的话，可在rviz上看到正常运行的效果，如下图所示
  

基于 apollo 3.0.0 的ros1移植版本 - em_planner测试

基于 apollo 3.0.0 的ros1移植版本 - lattice_planner测试

• 更换测试地图：仿真测试时，默认启动的地图是modules/apollo_map/data/demo，如果想更换成modules/apollo_map/data/目录下其他地图，可在启动仿真程序时，根据想使用的地图的名称，将启动指令更换成以下指令即可：

  roslaunch apollo_simulator simulation.launch map_name:=cube_town
  

高精度地图

仿真测试时，所使用的高精度地图放在modules/apollo_map/data/目录下，项目中已有的地图有：

.
├── borregas_ave
├── cube_town
├── demo
├── san_francisco
└── tartu_city

如果想添加新的高精度地图，则需要按照以下步骤进行：

• 在modules/apollo_map/data/目录下新建以添加地图名字命名的文件夹，这里以test为例：

  cd apollo.ros-3.0.0/modules/apollo_map/data/
  mkdir test
  

• 将高精度地图test的地图文件base_map.bin放到刚刚创建的目录apollo.ros-3.0.0/modules/apollo_map/data/test中

  • 高精度地图文件base_map.bin是由高精度地图绘制工具绘制得来，常用的工具有Roadrunner，不过是收费的
  • 本项目的高精度地图均是在LGSVL仿真平台下载

  注意：apollo.ros-3.0.0只支持apollo3.0百度OpenDRIVE格式规范

• 生成routing所需的拓扑地图：以下指令中的test为第一步在modules/apollo_map/data/目录下新建的文件夹名称

  cd apollo_ros_ws/
  source devel/setup.bash	
  roslaunch apollo_routing topo_creator.launch map_name:=test
  

  执行成功后终端显示如下图所示，同时在apollo.ros-3.0.0/modules/apollo_map/data/test目录下还会多出routing_map.bin和routing_map.txt两个文件

• 到达此步骤，添加新的高精度地图流程已完成，在仿真测试时，选择对应的地图进行测试即可

待开发

• 高精度地图rviz显示
• sim_control仿真支持
• 静态障碍物rviz设置
• apollo消息rostopic echo显示
• 车辆控制状态rviz显示
• 动态障碍物rviz设置
• LGSVL/Carla软件平台联合仿真

维护者

Forrest