Autoware.u学习历程(一)

玉琯义

已于 2025-05-01 22:19:36 修改

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文章标签：学习自动驾驶 c++ AutoWare ROS2

于 2025-05-01 00:35:37 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/process98/article/details/147641613

一准备过程

部署环境：Ubuntu/WSL2
安装教程： https://blog.youkuaiyun.com/qq_46101866/article/details/140473291
可以运行planning_simulator.launch.xml进行autoware自带的规划跟踪demo

二开启自定义的过程

2.1 档位控制

想在autoware的环境下进行PnC自定义算法的搭建和验证，第一步首先就是要能够自己控制车辆，AutoWare和之前用过的PreScan和CarSim略有不同，具有档位的控制，更加贴近真实车辆。对控制来说，如果让车前进，档位必须在D档，先查看autoware车辆接收档位的topic，并查看topic的发送格式

ros2 topic info /control/command/gear_cmd

内容输出如下：

Type: autoware_vehicle_msgs/msg/GearCommand
Publisher count: 0
Subscription count: 2

可知topic的类型是 autoware_vehicle_msgs/msgs/GearCommand, 我们来看一下里面的内容，终端输入

ros2 interface show autoware_vehicle_msgs/msg/GearCommand

输出如下：

uint8 NONE = 0
uint8 NEUTRAL = 1
uint8 DRIVE = 2
uint8 DRIVE_2 = 3
uint8 DRIVE_3 = 4
uint8 DRIVE_4 = 5
uint8 DRIVE_5 = 6
uint8 DRIVE_6 = 7
uint8 DRIVE_7 = 8
uint8 DRIVE_8 = 9
uint8 DRIVE_9 = 10
uint8 DRIVE_10 = 11
uint8 DRIVE_11 = 12
uint8 DRIVE_12 = 13
uint8 DRIVE_13 = 14
uint8 DRIVE_14 = 15
uint8 DRIVE_15 = 16
uint8 DRIVE_16 = 17
uint8 DRIVE_17 = 18
uint8 DRIVE_18 = 19
uint8 REVERSE = 20
uint8 REVERSE_2 = 21
uint8 PARK = 22
uint8 LOW = 23
uint8 LOW_2 = 24

builtin_interfaces/Time stamp
        int32 sec
        uint32 nanosec
uint8 command

可以看到每个车有这么多档位可以选择，疑问：正常车辆不就是D、R、N、P四个档位吗，后来猜测有可能是对应手动挡的档位，问了下GPT解答如下

解释清楚后，在终端中准备发送一个换挡指令，在发送之前先看一下现在的档位,从图标可以看到是P档。

在终端发送档位切换命令，在指令那个图中查到2对应D档，终端输入

ros2 topic pub --once /control/command/gear_cmd autoware_vehicle_msgs/msg/GearCommand '{command: 2}'

可以看到仿真界面已经切换：

再试一次R档，对应数字为20

ros2 topic pub --once /control/command/gear_cmd autoware_vehicle_msgs/msg/GearCommand '{command: 20}'

查看仿真界面，已经切换。

2.2 横纵向控制

档位可以控制后，下一步就是控制车辆的横纵向运动，和档位一样，首先查看对应topic的type，终端输入命令

ros2 topic info /control/command/control_cmd

输出为

Type: autoware_control_msgs/msg/Control
Publisher count: 0
Subscription count: 3

我们继续查看这个类型里面的内容，终端输入：

ros2 interface show autoware_control_msgs/msg/Control

输出内容为：

# Control message with lateral and longitudinal components

# Time this message was created
builtin_interfaces/Time stamp
        int32 sec
        uint32 nanosec

# Time this configuration state is expected to be achieved in (optional)
builtin_interfaces/Time control_time
        int32 sec
        uint32 nanosec

# Lateral control command
Lateral lateral
        #
        #
        #
        builtin_interfaces/Time stamp
                int32 sec
                uint32 nanosec
        builtin_interfaces/Time control_time
                int32 sec
                uint32 nanosec
        float32 steering_tire_angle
        float32 steering_tire_rotation_rate
        bool is_defined_steering_tire_rotation_rate

# Longitudinal control command
Longitudinal longitudinal
        #
        #
        builtin_interfaces/Time stamp
                int32 sec
                uint32 nanosec
        builtin_interfaces/Time control_time
                int32 sec
                uint32 nanosec
        float32 velocity
        float32 acceleration
        float32 jerk
        bool is_defined_acceleration
        bool is_defined_jerk

可以看出，无论是横向还是纵向，Autoware都有许多种控制方法，以横向控制为例，可以选择控制方向盘转角或者方向盘角速度，那么我们先来测试一下方向盘转角控制，将横向指令的前轮转角设置为15°（0.2618rad），角速度设置为0，是否启用角速度控制设置为false，纵向控制先都不设置，查看输入指令前的车辆情况。

终端输入：

ros2 topic pub --once /control/command/control_cmd autoware_control_msgs/msg/Control '
{
  "lateral": {
    "steering_tire_angle": 0.2618,
    "steering_tire_rotation_rate": 0.0,
    "is_defined_steering_tire_rotation_rate": false
  },
  "longitudinal": {
    "velocity": 0.0,
    "acceleration": 0.0,
    "jerk": 0.0,
    "is_defined_acceleration": false,
    "is_defined_jerk": false
  }
}'

在RVIZ仿真界面可以看到，方向盘转角已经变成15°

下面先让方向盘转角归0（省略代码），然后测试一下角速度控制，横向控制参数为，方向盘转角0，方向盘角速度0.52356rad/s（30°/s），是否启用方向盘转角速度控制true,纵向设置为0，指令如下：

ros2 topic pub --once /control/command/control_cmd autoware_control_msgs/msg/Control '
{
  "lateral": {
    "steering_tire_angle": 0,
    "steering_tire_rotation_rate": 0.52356,
    "is_defined_steering_tire_rotation_rate": true
  },
  "longitudinal": {
    "velocity": 0.0,
    "acceleration": 0.0,
    "jerk": 0.0,
    "is_defined_acceleration": false,
    "is_defined_jerk": false
  }
}'

可是输入指令后车辆仿真界面方向盘转角并没有变化，怀疑这个只是一个接口，不过无关紧要，可以控制方向盘转角就足够完成横向控制了，这个问题留在以后有时间再测试。
纵向控制分为速度，加速度，冲击度这三种控制方式进行控制，先进行速度控制测试，速度：0.5m/s, 加速度 0 冲击度 0，两个标志位都设为false，终端输入（不要忘记档位设置为D档）：

ros2 topic pub --once /control/command/gear_cmd autoware_vehicle_msgs/msg/GearCommand '{command: 2}'


ros2 topic pub -r 10 /control/command/control_cmd autoware_control_msgs/msg/Control '
{
  "lateral": {
    "steering_tire_angle": 0.0,
    "steering_tire_rotation_rate": 0.0,
    "is_defined_steering_tire_rotation_rate": false
  },
  "longitudinal": {
    "velocity": 0.5,
    "acceleration": 0.0,
    "jerk": 0.0,
    "is_defined_acceleration": false,
    "is_defined_jerk": false
  }
}'

结果发现，速度不起作用。。。车依然静止，感觉和横向的角速度一样，只给个接口，或者当前车辆模型不支持速度控制，接着测试加速度控制，给一个小的加速度0.1m/s^2
车辆成功启动

总结：横向通过控制方向盘转角，纵向通过控制加速度成功控制车辆。
后续待完成：
1. 其他测试不起作用的控制方法不成功的原因（GPT的回答是Autoware的原因，但是我猜测和加载的车辆模型原因）；
2. 控制量到车身是理想控制？

下一章会进行定位和感知的测试。