devbox
Cpp五条
这个屌丝很懒，什么也没留下！
关注作者
热门标签
热门文章
当前位置:   article > 正文

apollo规划:scenario-＞stage-＞task_apollo scenario创建

作者：Cpp五条 | 2024-06-01 03:59:32

赞

踩

apollo scenario创建

Apollo中的Planning（规划）模块的场景选择是通过scenario-stage-task并利用状态机行车对车辆状态和规划功能进行维护的。

一.场景scenario

scenario代表当前所处的场景，包括正常的路上行驶场景、停车场景、红绿灯路口场景等。

scenario功能模块中的主要功能如下：

preview

  1. 通过Scenario_manager作为scenario场景的执行和处理的入口，是由PublicRoadPlanner::Plan(）调用
  2. scenario及其子类，通过定义的场景以及config配置文件具体执行后续的scenario-stage-task流程
  3. tasks及其子类
  4. 整个scenario的数据信息来源来自于ReferenceLineInfo类，其中主要通过reference_line, lanes, vehicle_state以及adc_planning_point.

1.1 场景管理scenario_manager

planning模块对于scenario的切换的代码是在scenario_manager中实现的，目前apollo一共支持了11多种场景和场景的定义。

  1. Lane Follow scenario：默认驾驶场景，包括本车道保持、变道、基本转弯
  2. Bare intersection unprotected：无保护裸露交叉路口
  3. Stop sign unprotected：无保护停止标志
  4. Traffic light protected：有保护交通灯，即有明确的交通指示灯（左转、右转）
  5. Traffic light unprotected left turn：无保护交通灯左转，即没有明确的左转指示灯，需要避让对向的直行来车
  6. Traffic light unprotected right turn：无保护交通灯右转，需要避让交通流
  7. Pull over ：靠边停车
  8. Emergency pull over ：紧急靠边
  9. Narrow street u turn ：禁止车辆临时或长时停放
  10. Park and go：停车和启动
  11. Yield sign：让路标志

1.2 场景配置

在apollo的planning中，场景首先通过配置文件进行配置, 如在/planning/proto/planning_config.proto中定义一个场景的结构。

// scenario configs
message ScenarioConfig {
  enum ScenarioType {
    LANE_FOLLOW = 0;  // default scenario

    // intersection involved
    BARE_INTERSECTION_UNPROTECTED = 2;
    STOP_SIGN_PROTECTED = 3;
    STOP_SIGN_UNPROTECTED = 4;
    TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED = 5;
    TRAFFIC_LIGHT_UNPROTECTED_LEFT_TURN = 6;
    TRAFFIC_LIGHT_UNPROTECTED_RIGHT_TURN = 7;
    YIELD_SIGN = 8;

    // parking
    PULL_OVER = 9;
    VALET_PARKING = 10;

    EMERGENCY_PULL_OVER = 11;
    EMERGENCY_STOP = 12;

    // misc
    NARROW_STREET_U_TURN = 13;
    PARK_AND_GO = 14;

    // learning model sample
    LEARNING_MODEL_SAMPLE = 15;
    // turn around
    DEADEND_TURNAROUND = 16;
  }

这里是定义了一个ScenarioType, 同时在这文件中还定义stage 于type字段，这个会在stage与type部分细说。

1.3场景注册

从一开始的图片，我们已经可以看出ScenarioManager负责实际的场景注册，而这个场景注会读取/modules/planning/config/scenario目录下的配置文件，具体在代码中是通过ScenarioManager::RegisterScenario这个函数对场景配置文件进行读取，这里注意的是在ScenarioManager::Init()初始化的时候，也就是刚开始执行planning场景时会定义一个默认的场景LANE_FOLLOW。

//场景注册
void ScenarioManager::RegisterScenarios() {
  // lane_follow
  if (planning_config_.learning_mode() == PlanningConfig::HYBRID ||
      planning_config_.learning_mode() == PlanningConfig::HYBRID_TEST) {
    // HYBRID or HYBRID_TEST
    ACHECK(Scenario::LoadConfig(FLAGS_scenario_lane_follow_hybrid_config_file,
                                &config_map_[ScenarioConfig::LANE_FOLLOW]));
  } else {
    ACHECK(Scenario::LoadConfig(FLAGS_scenario_lane_follow_config_file,
                                &config_map_[ScenarioConfig::LANE_FOLLOW]));
  }

1.4场景更新

采用有限状态机算法,在多个场景中选择当前条件合适的场景.

//更新场景
void ScenarioManager::Update(const common::TrajectoryPoint& ego_point,
                             const Frame& frame) {
  ACHECK(!frame.reference_line_info().empty());
  //保留当前帧
  Observe(frame);
  //场景分发 通过一个有限状态机,决定当前场景
  ScenarioDispatch(frame);
}

1.5 场景确认

ScenarioManager除了负责场景的配置与注册外也负责对场景进行具体的确认，具体实现来看主要是ScenarioManager::Update进行这部分功能代码逻辑的实现。这个函数有两个输入：common::TrajectoryPoint 与 Frame。其中TrajectoryPoint包含了车辆的基础位置，速度，加速度，方向等自车信息。Frame则代表了一次planning循环计算后所有的需要存储的结果与中间信息。

//更新场景
void ScenarioManager::Update(const common::TrajectoryPoint& ego_point,
                             const Frame& frame) {
  ACHECK(!frame.reference_line_info().empty());
  //保留当前帧
  Observe(frame);
  //场景分发 通过一个有限状态机,决定当前场景
  ScenarioDispatch(frame);
}

其中，ScenarioManager::Observe函数获取当前各个模块的信息，并更新first_encountered_overlaps。

在apollo里 Overlap 是指地图上任意重合的东西，比如PNC_JUNCTION里是道路之间有相互重合，SIGNAL是信号灯与道路有重合，STOP_SIGN是停止标志与道路有重合，YIELD_SIGN是合标志与道路有重合。

void ScenarioManager::Observe(const Frame& frame) {
  // init first_encountered_overlap_map_
  first_encountered_overlap_map_.clear();
  const auto& reference_line_info = frame.reference_line_info().front();
  const auto& first_encountered_overlaps =
      reference_line_info.FirstEncounteredOverlaps();
  for (const auto& overlap : first_encountered_overlaps) {
    if (overlap.first == ReferenceLineInfo::PNC_JUNCTION ||
        overlap.first == ReferenceLineInfo::SIGNAL ||
        overlap.first == ReferenceLineInfo::STOP_SIGN ||
        overlap.first == ReferenceLineInfo::YIELD_SIGN) {
      first_encountered_overlap_map_[overlap.first] = overlap.second;
    }
  }
}

而ScenarioManager::ScenarioDispatch函数则会对场景进行具体的处理，在apollo 6.0的planning模块中共有2种处理模式，分别是经典模式（能够有具体的场景定义的）与学习模式（通过深度学习进行场景处理的），分别会根据配置文件调用其后的ScenarioManager::ScenarioLearningDispatch与ScenarioManager::ScenarioNoLearningDispatch。

ScenarioManager::ScenarioNoLearningDispatch则是通过车辆状态frame中的scenario_type对车辆具体场景模块进行切换 ScenarioManager::Select*Scenario，并且由场景执行stage。

二.stage

在planning模块确定scenarios之后就会进入stage阶段，stage是plannin衔接scenarios与后具体执行器task的中间阶段。

以最简单的lane_follow为例，在scenarios中会调用http://lane_follow_scenarios.cc的中的 LaneFollowScenario::CreateStage创建LaneFollowStage，而具体的LaneFollowStage的具体实现则在lane_follow_stage中。

执行具体stage的逻辑的入口则在中scenario.cc的Process中，根据最后一行的current_stage_->Process() 会调用到lane_follow_stage中的LaneFollowStage::Process函数，并返回目前stage的状态。

//执行场景中stage和task,具体stage的入口
Scenario::ScenarioStatus Scenario::Process(
    const common::TrajectoryPoint& planning_init_point, Frame* frame) {
  if (current_stage_ == nullptr) {
    AWARN << "Current stage is a null pointer.";
    return STATUS_UNKNOWN;
  }
  //如果当前阶段完成,则退出
  if (current_stage_->stage_type() == ScenarioConfig::NO_STAGE) {
    scenario_status_ = STATUS_DONE;
    return scenario_status_;
  }
  //进入下一阶段执行或者错误处理,返回当前stage的状态
  auto ret = current_stage_->Process(planning_init_point, frame);

在配置文件中我们看见，LANE_FOLLOW只注册了一个stage，这个stage中注册了一系列的task。而apollo的stage会在LaneFollowStage::Process函数中的LaneFollowStage::PlanOnReferenceLine中对所有注册的Task执行task->Execute()。

上面提到的LANE_FOLLOW是一个只包含一个stage的场景，下面再以一个多stage的场景举例。

首先在配置文件方面。BARE_INTERSECTION_UNPROTECTED注册了APPROACH与INTERSECTION_CRUISE两个阶段。每个阶段分别注册了不同的TASK。

scenario_type: BARE_INTERSECTION_UNPROTECTED//无保护裸露交叉路口
bare_intersection_unprotected_config: {
  start_bare_intersection_scenario_distance: 25.0
  enable_explicit_stop: false
  min_pass_s_distance: 3.0
  approach_cruise_speed: 6.7056  # 15 mph
  stop_distance: 0.5
  stop_timeout_sec: 8.0
  creep_timeout_sec: 10.0
}
//两个stage, stage1:
stage_type: BARE_INTERSECTION_UNPROTECTED_APPROACH
stage_type: BARE_INTERSECTION_UNPROTECTED_INTERSECTION_CRUISE

stage_config: {
  stage_type: BARE_INTERSECTION_UNPROTECTED_APPROACH
  enabled: true
  task_type: PATH_LANE_BORROW_DECIDER
  task_type: PATH_BOUNDS_DECIDER
  task_type: PIECEWISE_JERK_PATH_OPTIMIZER
  task_type: PATH_ASSESSMENT_DECIDER
  task_type: PATH_DECIDER
  task_type: RULE_BASED_STOP_DECIDER
  task_type: ST_BOUNDS_DECIDER
  task_type: SPEED_BOUNDS_PRIORI_DECIDER
  task_type: SPEED_HEURISTIC_OPTIMIZER
  task_type: SPEED_DECIDER
  task_type: SPEED_BOUNDS_FINAL_DECIDER
  task_type: PIECEWISE_JERK_NONLINEAR_SPEED_OPTIMIZER
  task_config: {
    task_type: PATH_LANE_BORROW_DECIDER
  }
  task_config: {
    task_type: PATH_BOUNDS_DECIDER
  }
  task_config: {
    task_type: PIECEWISE_JERK_PATH_OPTIMIZER
  }
  ...
}

stage_config: {
  stage_type: BARE_INTERSECTION_UNPROTECTED_INTERSECTION_CRUISE
  enabled: true
  task_type: PATH_LANE_BORROW_DECIDER
  task_type: PATH_BOUNDS_DECIDER
  task_type: PIECEWISE_JERK_PATH_OPTIMIZER
  task_type: PATH_ASSESSMENT_DECIDER
  task_type: PATH_DECIDER
  task_type: RULE_BASED_STOP_DECIDER
  task_type: ST_BOUNDS_DECIDER
  task_type: SPEED_BOUNDS_PRIORI_DECIDER
  task_type: SPEED_HEURISTIC_OPTIMIZER
  task_type: SPEED_DECIDER
  task_type: SPEED_BOUNDS_FINAL_DECIDER
  task_type: PIECEWISE_JERK_NONLINEAR_SPEED_OPTIMIZER
  task_config: {
    task_type: PATH_LANE_BORROW_DECIDER
    path_lane_borrow_decider_config {
      allow_lane_borrowing: true
    }
  }
  task_config: {
    task_type: PATH_BOUNDS_DECIDER
  }
  task_config: {
    task_type: PIECEWISE_JERK_PATH_OPTIMIZER
  }
...
}

在scenarios的具体实现中，apollo分别在bare_instersection中创建了>BareIntersectionUnprotectedScenario（bare_intersection_unprotected_scenario）类， BareIntersectionUnprotectedStageApproach（stage_approach）类与BareIntersectionUnprotectedStageIntersectionCruise（stage_intersection_cruise）类。其中注册的BARE_INTERSECTION_UNPROTECTED_APPROACH与BARE_INTERSECTION_UNPROTECTED_INTERSECTION_CRUISE这两个阶段分别对应了BareIntersectionUnprotectedStageApproach类与BareIntersectionUnprotectedStageIntersectionCruise类。这两个阶段会在BareIntersectionUnprotectedScenario::RegisterStages函数中被创建。

//注册stage->两个stage
void BareIntersectionUnprotectedScenario::RegisterStages() {
  if (!s_stage_factory_.Empty()) {
    s_stage_factory_.Clear();
  }
  s_stage_factory_.Register(
      ScenarioConfig::BARE_INTERSECTION_UNPROTECTED_APPROACH,
      [](const ScenarioConfig::StageConfig& config,
         const std::shared_ptr<DependencyInjector>& injector) -> Stage* {
        return new BareIntersectionUnprotectedStageApproach(config, injector);
      });
  s_stage_factory_.Register(
      ScenarioConfig::BARE_INTERSECTION_UNPROTECTED_INTERSECTION_CRUISE,
      [](const ScenarioConfig::StageConfig& config,
         const std::shared_ptr<DependencyInjector>& injector) -> Stage* {
        return new BareIntersectionUnprotectedStageIntersectionCruise(config,
                                                                      injector);
      });
}

每个stage具体实现和LANE_FOLLOW一样是stage::Process执行。最终会返回这个stage的状态ERROR，READY，RUNNING与FINISHED。

三.task

在apollo/modules/planning/tasks文件夹中，Task分为3类：deciders(决策)，optimizers（规划），learning_model。task.h定义了Task基类，其中重要的是2个Execute()函数。向上而言，这两个函数会在前序的stage部分被ExecuteTaskOnReferenceLine以执行task的具体逻辑。

在具体Execute继承而言decider/decider.h中定义了Decider类，继承自Task类，对应着继承而来的2个Execute()，分别定义了2个Process()，即Task的执行是通过Decider::Process()运行的。learning_model 与 optimizers也是类似的继承逻辑。

不过这里有几个decider是例外的是直接继承了Task类的而不是继承Decider类，例如PathDecider与SpeedDecider

在deciders(决策)模块中apollo中apollo实现了14个deciders(决策)任务，optimizers（规划）实现了三个Tasks的基本大类，PathOptimizer，SpeedOptimizer，TrajectoryOptimizer。这3种Optimizer实现了各自的Execute()，并定义了纯虚函数Process()在Execute()中被调用，由子类实现具体的Process()。不同的优化器，如PiecewiseJerkPathOptimizer是继承自PathOptimizer的，实现自己的Process()。

preview

 

声明：本文内容由网友自发贡献，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容，请联系我们。转载请注明出处：【wpsshop博客】
推荐阅读
相关标签

Copyright © 2003-2013 www.wpsshop.cn 版权所有，并保留所有权利。

  

闽ICP备14008679号