车辆参数信息

部分转自：https://www.tuicool.com/articles/UfIr6fM

import "modules/canbus/proto/chassis.proto";
import "modules/localization/proto/pose.proto";

message VehicleState {
  optional double x = 1 [default =0.0];            // 车辆世界ENU坐标系x坐标
  optional double y = 2 [default =0.0];            // 车辆世界ENU坐标系y坐标
  optional double z = 3 [default =0.0];            // 车辆世界ENU坐标系z坐标
  optional double timestamp = 4 [default =0.0];    // 时间戳信息
  optional double roll = 5 [default =0.0];         // 车辆姿态相对于世界坐标系x轴旋转角度
  optional double pitch = 6 [default =0.0];        // 车辆姿态相对于世界坐标系y轴旋转角度
  optional double yaw = 7 [default =0.0];          // 车辆姿态相对于世界坐标系z轴旋转角度
  optional double heading = 8 [default =0.0];      // 车辆速度方向
  optional double kappa = 9 [default =0.0];        // 车辆半径倒数1/R
  optional double linear_velocity = 10 [default =0.0];      // 车辆线速度
  optional double angular_velocity = 11 [default =0.0];     // 车辆角速度
  optional double linear_acceleration = 12 [default =0.0];  // 车辆线加速度
  optional apollo.canbus.Chassis.GearPosition gear = 13;    // 车辆齿轮状态，包含前进、倒车。停车、低速等状态
  optional apollo.canbus.Chassis.DrivingMode driving_mode = 14;  // 驾驶状态，包含手动驾驶、自动驾驶、转向、刹车与油门等状态
  optional apollo.localization.Pose pose = 15;     // 车辆姿态，包含坐标，局部到世界坐标系变换矩阵，线速度(矢量)，线加速度(矢量)等信息。
}

class Chassis：

speed_mps  底盘速度

gear_location_  设置齿轮驱动，底盘的齿轮数据

engine_rpm 发动机转速

odometer_m_ 里程表

fuel_range_m  燃料范围

throttle_percentage: 0 油门百分比
brake_percentage: 0 刹车百分比
steering_percentage: -0.65058869 操舵
steering_torque_nm: -7.125    方向盘转矩
parking_brake: false  停车制动
driving_mode: EMERGENCY_MODE
error_code: NO_ERROR
gear_location: GEAR_DRIVE

 

class VehicleStateProvider：//车辆状态类，包括基本信息和车辆状况

vehicle_state_.x()  x坐标

vehicle_state_.heading()  车辆的头部的偏角，这个是与X的夹角

vehicle_state_.roll() 欧拉滚转角

vehicle_state_.pitch() 欧拉螺距角

vehicle_state_.yaw() 获得车辆的偏航角。现在，使用航向而不是偏航角。航向角为东为零，偏航角为北为零@返回欧拉偏航角

vehicle_state_.linear_velocity()  线速度

vehicle_state_.angular_velocity() 角速度

vehicle_state_.linear_acceleration() 线加速度

pose {
  position {//距离
    x: 682523.70666380867  //经度
    y: 3111135.3617914952//纬度
    z: 66.2406011223793//海拔高度
  }
  orientation {//海拔朝向
    qx: -0.0026926400088655485
    qy: -0.012844194819580395
    qz: -0.40334199690238054
    qw: -0.9149551955609736
  }

}

 

轨迹结构

前面我们已经多次提到“轨迹”一次。我们知道，”轨迹“不同于“路径”，“轨迹”不仅仅包含了行驶路线，还要包含每个时刻的车辆的速度，加速度，方向转向等信息。

就和高精地图通过一系列的点来描述道路的中心线一样，车辆的行驶轨迹也是由一系列的点来描述的。具体的结构在proto文件中定义，如下所示：

// common/proto/pnc_point.proto

message PathPoint {
  optional double x = 1;
  optional double y = 2;
  optional double z = 3;
  optional double theta = 4;
  optional double kappa = 5;
  optional double s = 6;
  
  optional double dkappa = 7;
  optional double ddkappa = 8;
  optional string lane_id = 9;

  optional double x_derivative = 10;
  optional double y_derivative = 11;
}

message TrajectoryPoint {
  optional PathPoint path_point = 1;
  optional double v = 2;  // in [m/s]
  optional double a = 3;
  optional double relative_time = 4;
  optional double da = 5;
  optional double steer = 6;
}

轨迹中的点通过 TrajectoryPoint 这个结构来描述。它的字段说明如下：

• path_point ： PathPoint 类型数据。描述了一个点的位置，曲率，朝向，所属车道等信息。
• v ：描述车辆的速度。
• a ：描述车辆的加速度。
• relative_time ：描述车辆达到该点的相对时间（以轨迹的开始为起点）。
• da ：加速度的导数，也称之为jerk。
• steer ：车辆的前轮方向。

TrajectoryPoint 仅仅是一个点。而一条轨迹一定是由许多个点构成的。因此，描述轨迹的类 DiscretizedTrajectory 继承自 std::vector

 

 

 

 

• PointENU ：描述了地图上的一个点。定位，感知，预测和决策模块都会使用这个数据结构。目前，Apollo地图使用 Universal Transverse Mercator坐标系统 。在一些情况下， z 字段可能会被忽略。

# modules/common/proto/geometry.proto

message PointENU {
  optional double x = 1 [default = nan];  // East from the origin, in meters.
  optional double y = 2 [default = nan];  // North from the origin, in meters.
  optional double z = 3 [default = 0.0];  // Up from the WGS-84 ellipsoid, in meters.
}

• SLPoint ：描述了Frenet坐标系上的一个点。 s 表示距离起点的纵向距离， l 表示距离中心线的侧向距离。

# modules/common/proto/pnc_point.proto

message SLPoint {
  optional double s = 1;
  optional double l = 2;
}

• LaneWaypoint ：描述了车道上的点。

// modules/map/pnc_map/path.h

using LaneInfoConstPtr = std::shared_ptr;

struct LaneWaypoint {
  LaneWaypoint() = default;
  LaneWaypoint(LaneInfoConstPtr lane, const double s)
      : lane(CHECK_NOTNULL(lane)), s(s) {}
  LaneWaypoint(LaneInfoConstPtr lane, const double s, const double l)
      : lane(CHECK_NOTNULL(lane)), s(s), l(l) {}
  LaneInfoConstPtr lane = nullptr;
  double s = 0.0;
  double l = 0.0;

  std::string DebugString() const;
};

• VehicleState ：描述车辆状态，包含了自车位置，姿态，方向，速度，加速度等信息。

# modules/common/vehicle_state/proto/vehicle_state.proto

message VehicleState {
  optional double x = 1 [default = 0.0];
  optional double y = 2 [default = 0.0];
  optional double z = 3 [default = 0.0];
  optional double timestamp = 4 [default = 0.0];
  optional double roll = 5 [default = 0.0];
  optional double pitch = 6 [default = 0.0];
  optional double yaw = 7 [default = 0.0];
  optional double heading = 8 [default = 0.0];
  optional double kappa = 9 [default = 0.0];
  optional double linear_velocity = 10 [default = 0.0];
  optional double angular_velocity = 11 [default = 0.0];
  optional double linear_acceleration = 12 [default = 0.0];
  optional apollo.canbus.Chassis.GearPosition gear = 13;
  optional apollo.canbus.Chassis.DrivingMode driving_mode = 14;
  optional apollo.localization.Pose pose = 15;
}
roll， pitch 和 yaw 分布描述了车辆在纵向，侧向和垂直方向上的角度，具体如下图所示：

 

下面是 ReferenceLine 类中的数据成员：

// modules/planning/reference_line/reference_line.h

uint32_t priority_ = 0;
struct SpeedLimit {
  double start_s = 0.0;
  double end_s = 0.0;
  double speed_limit = 0.0;  // unit m/s
};
std::vector speed_limit_;

std::vector reference_points_;
hdmap::Path map_path_;

priority_ 是优先级，不过在 PublicRoadPlanner 中没有用到。 speed_limit_ 是限速数据，这两个我们暂时都不用关注。

reference_points_ 其实是从 map_path_ 得到，具体见ReferenceLine的构造函数。所以这两个数据的作用其实是一样的。

std::vector 是一系列的点，点包含了位置的信息。因此这些点就是生成车辆行驶轨迹的基础数据。

ReferencePoint 由 MapPathPoint 继承而来。下面这幅图是 ReferencePoint 的类继承关系

• 什么是ADCTrajectory?
  • ADCTrajectory的字面意思地自动驾驶车的轨迹, 在planning.proto中定义;
    • 主要有总路径的长度(total_path_length), 单位是米meters;
    • 总路径的时间(total_path_time)， 单位是seconds;
    • 重复的轨迹点TrajectoryPoint，TrajectoryPoint中主要包含的有(PathPoint，线性的速度v，线性的加速度a，相对时间relative_time(从轨迹的开始的相对时间))。
      • TrajectoryPoint包含PathPoint和一些速度、加速度和时间相关的信息。
      • PathPoint主要包含了一些坐标、曲率、path开始的距离、lane的id, x方向的导数和y方向的导数。
    • 是否有紧急停车EStop;
    • 路径点PathPoint(没有速度信息)。
    • 是否重新规划is_replan；
    • 具体的档位位置GearPosition;
    • planning的决策结果DecisionResult，主要包含了主要决策(MainDecision)、目标决策(ObjectDecisions)和车辆信号(VehicleSignal);
      • MainDecision主要包含： 当前的任务是那个(MainCruise, MainStop, MainEmergencyStop, MainChangeLane, MainMissionComplete, MainNotReady, MainParking)和重复的TargetLane;
        • TargetLane主要包括了lane的id, 起点和终点限制的速度(speed_limit)。
      • ObjectDecisions就是多个ObjectDecision, 每个ObjectDecision中包含了一个字符串的id, 感知目标的id和一个目标的决策类型ObjectDecisionType；
        • ObjectDecisionType主要有几种类型: 忽略， 停止， 跟随， 避让， 超车， 绕行， 从旁边超过， avoid听让；
    • LatencyStats(潜在的状态): 主要包括了总时间(total_time_ms), 任务的状态(task_stats)和初始frame的时间init_frame_time_ms;
      • 其中task_stats主要包括了任务的名字和运行时间(time_ms);
    • routing相关的航向角和debug的控制选项;
    • ADCPathPoint(车辆路径的点) -- 主要包括x,y,z的三个坐标，曲率(curvature)和航向角(heading， 相对于绝对坐标系来说的)。
    • ADCTrajectoryPoint(Deprecated: replaced by apollo.common.TrajectoryPoint), 里面主要是一个些坐标， 速度， 加速度， 曲率， 曲率的变化率， 相对时间， theta值， 从第一个点开始的距离， sl坐标系中的位置。
    • 车辆的信号VehicleSignal， 主要包括(转向信号TurnSignal), 远光灯(high_beam), 近光灯(low_beam), 喇叭(horn)和应急灯(emergency_light)。
    • 道路右边的状态；
    • 沿车道中线参考线的lane ID;
    • 根据当前的计划结果设置engage的建议; -- 这是一个遇到critical时才给予的运行时建议。
    • 致命区域(CriticalRegion)。
    • 轨迹的类型(TrajectoryType) -- 不知道是什么类型， 正常的类型， 路径反馈的类型， 速度反馈的类型;
• ScenarioFeature，是在scenario_feature.proto文件重定义的；
  • 主要包括了速度，加速度，航向角， 当前lane的id, lane被走过的距离, 左边相邻的laneid和lanes, 右边相邻的laneid和lanes, 连接处的距离和id， 障碍物的id。