ros版本apollo7.0.0规划控制算法

原创

已于 2023-01-03 20:48:46 修改 · 置顶 · 1.2w 阅读

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CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#ros #apollo #自动驾驶 #决策规划 #运动控制

于 2023-01-02 15:30:58 首次发布

apollo.ros-7.0.0

上次给大家带来了之前学习apollo时开发的内容apollo.ros-1.0.0和apollo.ros-3.0.0，主要是针对apollo 1.0.0和3.0.0版本进行了ros1下的移植和规划控制算法的学习。本次在之前工作的基础上，针对apollo 7.0.0版本，进行了ros1下的移植更新，针对apollo原有方案初学者难入门，测试操作不便等问题，能很好进行相关算法学习和测试，并可以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。

项目开发详细了解可在评论区留言。

基于ros1的 apollo 7.0.0规划控制算法

版本差异

版本	说明	主要算法
apollo.ros-1.0.0	实现录制轨迹跟踪功能	PID + LQR
apollo.ros-3.0.0	基于高精度地图，引入交通规则决策，实现车道巡航、变道等功能	A* + em_planner + lattice_planner + PID + LQR + MPC
apollo.ros-7.0.0	基于高精度地图，引入场景决策，实现车道巡航、变道、泊车等功能	A* + public_road_planner + lattice_planner + open_space_planner + PID + LQR + MPC

简介

此项目为基于ros1的apollo7.0.0规划控制算法，移植主要目的如下：

学习apollo框架设计
学习apollo中的运动控制算法
学习apollo中的决策规划算法

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中的CyberRT
使用ros pkg封装apollo中的module
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
增加动/静态障碍物rviz设置
更多的高精度地图测试数据

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-7.0.0/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-7.0.0，其目录结构如下：

   .
  ├── docker
  │   ├── build
  │   │   ├── apollo.ros-7.0.0.dockerfile
  │   │   └── build_docker.sh
  │   └── scripts
  │       ├── docker_into.sh
  │       └── docker_start.sh
  ├── images
  ├── LICENSE
  ├── modules
  │   ├── apollo_common
  │   │   ├── CMakeLists.txt
  │   │   ├── conf
  │   │   │   └── vehicle_model_config.pb.txt
  │   │   ├── data
  │   │   │   ├── gem_config.pb.txt
  │   │   │   ├── global_flagfile.txt
  │   │   │   └── vehicle_param.pb.txt
  │   │   ├── include
  │   │   │   └── apollo_common
  │   │   │       ├── adapters
  │   │   │       │   ├── adapter_gflags.h
  │   │   │       │   ├── adapter.h
  │   │   │       │   ├── adapter_manager.h
  │   │   │       │   └── message_adapters.h
  │   │   │       ├── component.h
  │   │   │       ├── configs
  │   │   │       │   ├── config_gflags.h
  │   │   │       │   └── vehicle_config_helper.h
  │   │   │       ├── filters
  │   │   │       │   ├── digital_filter_coefficients.h
  │   │   │       │   ├── digital_filter.h
  │   │   │       │   └── mean_filter.h
  │   │   │       ├── kv_db
  │   │   │       │   └── kv_db.h
  │   │   │       ├── latency_recorder
  │   │   │       │   └── latency_recorder.h
  │   │   │       ├── log.h
  │   │   │       ├── macros.h
  │   │   │       ├── math
  │   │   │       │   ├── aabox2d.h
  │   │   │       │   ├── aaboxkdtree2d.h
  │   │   │       │   ├── angle.h
  │   │   │       │   ├── box2d.h
  │   │   │       │   ├── cartesian_frenet_conversion.h
  │   │   │       │   ├── curve_fitting.h
  │   │   │       │   ├── euler_angles_zxy.h
  │   │   │       │   ├── factorial.h
  │   │   │       │   ├── hermite_spline.h
  │   │   │       │   ├── integral.h
  │   │   │       │   ├── kalman_filter.h
  │   │   │       │   ├── linear_interpolation.h
  │   │   │       │   ├── linear_quadratic_regulator.h
  │   │   │       │   ├── line_segment2d.h
  │   │   │       │   ├── math_utils.h
  │   │   │       │   ├── matrix_operations.h
  │   │   │       │   ├── mpc_osqp.h
  │   │   │       │   ├── path_matcher.h
  │   │   │       │   ├── polygon2d.h
  │   │   │       │   ├── qp_solver
  │   │   │       │   │   └── qp_solver.h
  │   │   │       │   ├── quaternion.h
  │   │   │       │   ├── search.h
  │   │   │       │   ├── sin_table.h
  │   │   │       │   └── vec2d.h
  │   │   │       ├── monitor_log
  │   │   │       │   ├── monitor_log_buffer.h
  │   │   │       │   └── monitor_logger.h
  │   │   │       ├── nlohmann
  │   │   │       │   └── json.hpp
  │   │   │       ├── status
  │   │   │       │   └── status.h
  │   │   │       ├── time
  │   │   │       │   ├── atomic_rw_lock.h
  │   │   │       │   ├── clock.h
  │   │   │       │   ├── duration.h
  │   │   │       │   ├── rw_lock_guard.h
  │   │   │       │   └── time.h
  │   │   │       ├── types.h
  │   │   │       ├── util
  │   │   │       │   ├── color.h
  │   │   │       │   ├── eigen_defs.h
  │   │   │       │   ├── factory.h
  │   │   │       │   ├── file.h
  │   │   │       │   ├── future.h
  │   │   │       │   ├── json_util.h
  │   │   │       │   ├── lru_cache.h
  │   │   │       │   ├── map_util.h
  │   │   │       │   ├── message_util.h
  │   │   │       │   ├── perf_util.h
  │   │   │       │   ├── point_factory.h
  │   │   │       │   ├── points_downsampler.h
  │   │   │       │   ├── string_util.h
  │   │   │       │   ├── time_util.h
  │   │   │       │   └── util.h
  │   │   │       ├── vehicle_model
  │   │   │       │   └── vehicle_model.h
  │   │   │       └── vehicle_state
  │   │   │           └── vehicle_state_provider.h
  │   │   ├── package.xml
  │   │   ├── README_cn.md
  │   │   ├── README.md
  │   │   └── src
  │   │       ├── adapters
  │   │       │   ├── adapter_gflags.cc
  │   │       │   └── adapter_manager.cc
  │   │       ├── component.cc
  │   │       ├── configs
  │   │       │   ├── config_gflags.cc
  │   │       │   └── vehicle_config_helper.cc
  │   │       ├── filters
  │   │       │   ├── digital_filter.cc
  │   │       │   ├── digital_filter_coefficients.cc
  │   │       │   └── mean_filter.cc
  │   │       ├── kv_db
  │   │       │   └── kv_db.cc
  │   │       ├── latency_recorder
  │   │       │   └── latency_recorder.cc
  │   │       ├── math
  │   │       │   ├── aabox2d.cc
  │   │       │   ├── angle.cc
  │   │       │   ├── box2d.cc
  │   │       │   ├── cartesian_frenet_conversion.cc
  │   │       │   ├── integral.cc
  │   │       │   ├── linear_interpolation.cc
  │   │       │   ├── linear_quadratic_regulator.cc
  │   │       │   ├── line_segment2d.cc
  │   │       │   ├── math_utils.cc
  │   │       │   ├── matrix_operations.cc
  │   │       │   ├── mpc_osqp.cc
  │   │       │   ├── path_matcher.cc
  │   │       │   ├── polygon2d.cc
  │   │       │   ├── qp_solver
  │   │       │   │   └── qp_solver.cc
  │   │       │   ├── search.cc
  │   │       │   ├── sin_table.cc
  │   │       │   └── vec2d.cc
  │   │       ├── monitor_log
  │   │       │   ├── monitor_log_buffer.cc
  │   │       │   └── monitor_logger.cc
  │   │       ├── time
  │   │       │   ├── clock.cc
  │   │       │   ├── duration.cc
  │   │       │   └── time.cc
  │   │       ├── util
  │   │       │   ├── file.cc
  │   │       │   ├── json_util.cc
  │   │       │   ├── perf_util.cc
  │   │       │   ├── string_util.cc
  │   │       │   └── util.cc
  │   │       ├── vehicle_model
  │   │       │   └── vehicle_model.cc
  │   │       └── vehicle_state
  │   │           └── vehicle_state_provider.cc
  │   ├── apollo_control
  │   │   ├── CMakeLists.txt
  │   │   ├── conf
  │   │   │   ├── adapter.conf
  │   │   │   ├── calibration_table.pb.txt
  │   │   │   ├── control_common_conf.pb.txt
  │   │   │   ├── control.conf
  │   │   │   ├── control_conf.pb.txt
  │   │   │   ├── lateral_controller_conf.pb.txt
  │   │   │   ├── longitudinal_controller_conf.pb.txt
  │   │   │   ├── mpc_controller_conf.pb.txt
  │   │   │   └── navigation_lincoln.pb.txt
  │   │   ├── include
  │   │   │   └── apollo_control
  │   │   │       ├── common
  │   │   │       │   ├── control_gflags.h
  │   │   │       │   ├── dependency_injector.h
  │   │   │       │   ├── hysteresis_filter.h
  │   │   │       │   ├── interpolation_1d.h
  │   │   │       │   ├── interpolation_2d.h
  │   │   │       │   ├── leadlag_controller.h
  │   │   │       │   ├── mrac_controller.h
  │   │   │       │   ├── pid_BC_controller.h
  │   │   │       │   ├── pid_controller.h
  │   │   │       │   ├── pid_IC_controller.h
  │   │   │       │   └── trajectory_analyzer.h
  │   │   │       ├── control_component.h
  │   │   │       └── controller
  │   │   │           ├── controller_agent.h
  │   │   │           ├── controller.h
  │   │   │           ├── lat_controller.h
  │   │   │           ├── lon_controller.h
  │   │   │           └── mpc_controller.h
  │   │   ├── launch
  │   │   │   └── control.launch
  │   │   ├── package.xml
  │   │   ├── README_cn.md
  │   │   ├── README.md
  │   │   └── src
  │   │       ├── common
  │   │       │   ├── control_gflags.cc
  │   │       │   ├── hysteresis_filter.cc
  │   │       │   ├── interpolation_1d.cc
  │   │       │   ├── interpolation_2d.cc
  │   │       │   ├── leadlag_controller.cc
  │   │       │   ├── mrac_controller.cc
  │   │       │   ├── pid_BC_controller.cc
  │   │       │   ├── pid_controller.cc
  │   │       │   ├── pid_IC_controller.cc
  │   │       │   └── trajectory_analyzer.cc
  │   │       ├── control_component.cc
  │   │       └── controller
  │   │           ├── controller_agent.cc
  │   │           ├── lat_controller.cc
  │   │           ├── lon_controller.cc
  │   │           └── mpc_controller.cc
  │   ├── apollo_map
  │   │   ├── CMakeLists.txt
  │   │   ├── conf
  │   │   │   ├── navigator_config.pb.txt
  │   │   │   ├── relative_map.conf
  │   │   │   └── relative_map_config.pb.txt
  │   │   ├── data
  │   │   ├── include
  │   │   │   └── apollo_map
  │   │   │       ├── hdmap
  │   │   │       │   ├── adapter
  │   │   │       │   │   ├── coordinate_convert_tool.h
  │   │   │       │   │   ├── opendrive_adapter.h
  │   │   │       │   │   ├── proto_organizer.h
  │   │   │       │   │   └── xml_parser
  │   │   │       │   │       ├── common_define.h
  │   │   │       │   │       ├── header_xml_parser.h
  │   │   │       │   │       ├── junctions_xml_parser.h
  │   │   │       │   │       ├── lanes_xml_parser.h
  │   │   │       │   │       ├── objects_xml_parser.h
  │   │   │       │   │       ├── roads_xml_parser.h
  │   │   │       │   │       ├── signals_xml_parser.h
  │   │   │       │   │       ├── status.h
  │   │   │       │   │       └── util_xml_pars