Apollo源码分析：路径规划 （v5.5）_apollo valet parking代码

Apollo开源代码链接：https://github.com/ApolloAuto/apollo

本文主要讲解Apollo/modules/planning中的路径规划的架构和算法。

第一章    架构设计与实现

一、架构设计与实现

 

引自：https://github.com/ApolloAuto/apollo/blob/master/modules/planning/README_cn.md

 

Apollo FSM（finite state machine）:一个有限状态机，与高清地图确定车辆状态给定其位置和路线。

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Planning模块整体框架：

1. 可执行程序层： Planning Dispatcher根据车辆的状态和其他相关信息，调用合适的Planner。Planner实现获取所需的上下文数据和其他信息，确定相应的车辆意图，执行该意图所需的规划任务并生成规划轨迹。它还将更新未来作业的上下文。根据工作模式不同将规划任务分成不同的Planner模式（LatticePlanner\NaviPlanner\PublicRoadPlanner\RTKReplayPlanner）。

2.app层：每种Planner分成多个场景Scenario（BareIntersectionUnprotectedScenario、EmergencyPullOverScenario、EmergencyStopScenario、LaneFollowScenario、TestLearningModelScenario、NarrowStreetUTurnScenario、PullOverScenario、ValetParkingScenario、ParkAndGoScenario、StopSignUnprotectedScenario、TrafficLightProtectedScenario、TrafficLightUnprotectedLeftTurnScenario、TrafficLightUnprotectedRightTurnScenario、YieldSignScenario）-》每个场景又分解成多个Stage(例如ValetParkingScenario包含StageApproachingParkingSpot和StageParking两个Stage)

3.lib层：每个Stage又分解成可执行的Task(包括不同的Deciders & Optimizers库)，Task是Deciders & Optimizers :一组实现决策任务和各种优化的无状态库。优化器特别优化车辆的轨迹和速度。决策者是基于规则的分类决策者，他们建议何时换车道、何时停车、何时爬行(慢速行进)或爬行何时完成。

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Planning Context: 作业的上下文。

这种 可执行程序层-》app层 -》lib层 的三层分级架构实质与视觉感知模块类似。

本文路径规划模块架构与视觉感知模块架构（ https://blog.csdn.net/Cxiazaiyu/article/details/106256330 ）区别：

 

视觉感知模块中更像是自下而上地设计出这种三层结构的，因此，我们也自下而上地讲解了这个结构；

路径规划模块更像是自上而下设计出这种架构的，因此，我们也自上而下地讲解这个结构。

 

视觉感知模块命名更直白。

路径规划模块把接口分散放入各个层的模块中了，没有集中放在一个文件夹。

 

 1. 可执行程序层--planning/planner

定义抽象基类PlannerDispatcher，包含了Planner类型的数据成员；

class PlannerDispatcher {
 public:
  virtual std::unique_ptr<Planner> DispatchPlanner() = 0;
 protected:
  common::util::Factory<PlannerType, Planner> planner_factory_;
};

NaviPlannerDispatcher和OnLanePlannerDispatcher继承自PlannerDispatcher，覆盖了抽象基类中的virtual std::unique_ptr<Planner> DispatchPlanner()方法，实现通过工厂模式创建配置文件中指定的Planner对象。

以 NaviPlannerDispatcher为例：

std::unique_ptr<Planner> NaviPlannerDispatcher::DispatchPlanner() {
  PlanningConfig planning_config;
  if (!apollo::cyber::common::GetProtoFromFile(FLAGS_planning_config_file,
                                               &planning_config)) {
    return nullptr;
  }
 
  auto planner_type = PlannerType::NAVI;
  if (planning_config.has_navigation_planning_config()) {
    planner_type = planning_config.navigation_planning_config().planner_type(0);
  }
  return planner_factory_.CreateObject(planner_type);
}

Planner为定义的基类接口，Planner中包含了scenario。

class Planner { 
 protected:
  scenario::ScenarioManager scenario_manager_;
  scenario::Scenario* scenario_ = nullptr;
};

   PlannerWithReferenceLine继承自 Planner，做了一层抽象：

class PlannerWithReferenceLine : public Planner {};

根据不同的工作模式定义了4种Planner：

class LatticePlanner : public PlannerWithReferenceLine {};
 
/**
 * @class NaviPlanner
 * @brief NaviPlanner is a planner based on real-time relative maps. It uses the
 * vehicle's FLU (Front-Left-Up) coordinate system to accomplish tasks such as
 * cruising, following, overtaking, nudging, changing lanes and st