Apollo规划代码ros移植-路径规划可跑工程代码编译版本分享

前言

编译版本终于来了！！！
之前出了这三个：
Apollo规划代码ros移植-Lattcie的二次规划.
Apollo规划代码ros移植-Lattice规划框架.
规划代码ros移植-POMDP预测规划(一).
本人研究生一枚，这里总结了我一年的学习成果，打包成一个可以移植编译的规划工程，工程量大伙看完这一篇就明白。这期间包括了阅读Apollo6.0代码，尝试上百次的核心规划程序移植，遇到上百个bug，加上实车测试很多遍，加上搭建这个Ros平台，然后在这个平台上面，实战自己很多的创新想法等等，经历了这么久，这份含金量十足的工程，我今天开始给大家分享。当然，大家如果需要下载工程代码文件，私信我。效果包括11种了，还不满足吗哈哈。有人想加功能，完全可以在这个平台上施法，什么混合A*啊，什么纯跟踪算法，什么超车，过红绿灯等等。
这份代码适合的人群：
1.想学习这个方向的在校同学
2.刚工作这方面的同事，不知道如何下手
3.公司创业者，外包项目者
4.要毕业要毕业设计，课程设计的同学
大家评论三连刷起来！！！
这份代码有详细的注释，比如：



特别说明：此价格统一，价格合理不高，符合知识付费市场，甚至是亏了。如果下载人数过多，我会统一拉群答疑，大家相互学习，我不是大佬，需要时间去学习东西，所以还是希望你们自行先百度解决，特别是环境配置那里。或许网上有很多其他仿真平台，比如carsim,CARLA等，但是，要用于工程实际车辆的，还是Ros比较合适，而且Ros也比较轻量级

环境配置

前提：
首先要更新镜像源吧，比如ubuntu20.04的清华源。百度一堆：ubuntu20.04的清华源.
这里，我们要另外添加一个软件源，以安装gcc，g++。我这里讲的是ubuntu20的gcc，g++安装，18的好像没有9和10的版本，记得是7的，不过你们自己安装好这两个编译器就行，可以跳过这里的安装。

sudo gedit /etc/apt/sources.list

增加

deb http://cz.archive.ubuntu.com/ubuntu xenial main

注意这个源是ubuntu20的，18的可能不一样。
执行

sudo apt-get update

其次，要先安装gcc 与 g++:

sudo apt-get install gcc-9 g++-9

sudo apt-get install gcc-10 g++-10

所需的环境：
1.ros
网上教程太多啦，你们可以根据自己的系统安装对应的ros版本。我的是ubuntu20.04，安装的是ros-noetic。建议不要用ubuntu16，用18或者20，也就是melodic和noetic。
2.osqp求解器
运行Automatic_driving/src/planning/installers里面的install_osqp.sh

sudo ./install_osqp.sh

3.依赖库：ADOL-C
运行Automatic_driving/src/planning/installers里面的install_adolc.sh

打开install_adolc.sh文件，先修改如下图所表标红色的路径为自己下载的ADOL-C-2.6.3文件的路径，注意是自己电脑的路径。
然后执行：

sudo ./install_adolc.sh

4.依赖库：coinhsl，ipopt求解器
运行Automatic_driving/src/planning/installers里面的install_ipopt.sh

sudo ./install_ipopt.sh

特别说明：如果出现输入 sudo: ./xxx.sh:找不到命令，则执行

chmod o+x ./xxx.sh

再执行

sudo ./xxx.sh

5.基本依赖包
运行Automatic_driving/src/planning/installers里面的install_apt.sh

sudo ./install_apt.sh

6.安装其他ros包依赖
运行Automatic_driving/src/planning/installers里面的install_ros.sh

sudo ./install_ros.sh

注意，里面有ros-noetic，是针对ros-noetic版本的，melodic版本要改成ros-melodic。
7.xerces-c

sudo apt-get install libxerces-c-dev 

8.Qt5
参考：https://blog.csdn.net/Joker__123/article/details/122438138

环境配置可能有遗漏，漏了再补

地图更换说明

1.在src/planning/global_routing/launch/global_routing.launch中，里面的路径看你咯，你可以换成你自己的地图osm文件（小扩展，使用JOSM画的），找我画也行，不过要money。

    <arg name="lanelet2_map_path" value="src/planning/hdmap/lanelet2_map_1.osm"/>
    <!-- <arg name="lanelet2_map_path" value="src/planning/hdmap/lanelet2_map_2.osm"/> -->

2.接着，将src/planning/global_routing/launch/staticTFpub.launch里面的这两个MGRS坐标系下原点坐标值改成对应你的地图文件的MGRS坐标系下原点坐标值。所谓原点坐标值，就是地图文件osm最开头那个node节点里面的坐标值。

注意，有些osm文件没有直接显示MGRS坐标值，那怎么办呢？比如我代码里面的lanelet2_map_1.osm和lanelet2_map_2.osm，里面的架构有点差别：
这是lanelet2_map_2，看不出MGRS坐标系下原点坐标值。
这是lanelet2_map_1，MGRS坐标系下原点坐标值为红圈。

解决办法就是，找坐标转换呀，osm的原点经纬度坐标值肯定可以知道，那么可以通过这个网站，
https://www.earthpoint.us/Convert.aspx， 进行坐标系下的坐标值转换就行了。另外一个办法就是，利用代码，在src/planning/global_routing/src/base_function/hdmap_path_building.cpp里面的这个函数这里，可以打印出来。

lanelet2_map_2.osm打印结果：

更改src/planning/global_routing/launch/staticTFpub.launch里面的这两个MGRS坐标系下原点坐标值，可以得到地图：

照样进行规划算法，自己在车道位置的坐标加障碍物就行。

编译

在工程文件~/Automatic_driving$ 下执行

catkin build

因为缺失依赖而没有成功编译的，可屏蔽相关的包catkin config --blacklist ，取消黑名单catkin config --no-blacklist
需要屏蔽某个模块的package，可以直接放一个名为CATKIN_IGNORE 的文件到所在目录，则该目录下的包就不会被编译

编译报错经验

1.报错信息

CMake Error at /opt/ros/noetic/share/catkin/cmake/empy.cmake:30 (message):
  Unable to find either executable 'empy' or Python module 'em'...  try
  installing the package 'python3-empy'

注意，因为我安装了conda环境，在base下编译的，所以才可能出现这个问题，解决方法：

pip install empy

2.报错信息

ImportError: "from catkin_pkg.package import parse_package" failed: No module named 'catkin_pkg'
Make sure that you have installed "catkin_pkg", it is up to date and on the PYTHONPATH.
CMake Error at /opt/ros/noetic/share/catkin/cmake/safe_execute_process.cmake:11 (message):
  execute_process(/usr/local/anaconda3/bin/python3
  "/opt/ros/noetic/share/catkin/cmake/parse_package_xml.py"
  "/opt/ros/noetic/share/catkin/cmake/../package.xml"
  "/home/cg/Automatic_driving/build/catkin_tools_prebuild/catkin/catkin_generated/version/package.cmake")
  returned error code 1

注意，因为我安装了conda环境，在base下编译的，所以才可能出现这个问题，解决方法：

pip install catkin_pkg

3.报错信息

Make Error at /opt/ros/noetic/share/catkin/cmake/catkinConfig.cmake:83 (find_package):
  Could not find a package configuration file provided by "sleipnir_msgs"
  with any of the following names:

    sleipnir_msgsConfig.cmake
    sleipnir_msgs-config.cmake

解决方法：先编译sleipnir_msgs

catkin build sleipnir_msgs

4.报错信息

CMake Error at /opt/ros/noetic/share/catkin/cmake/catkinConfig.cmake:83 (find_package):
  Could not find a package configuration file provided by
  "lanelet2_extension" with any of the following names:

    lanelet2_extensionConfig.cmake
    lanelet2_extension-config.cmake

解决方法：不慌，重新编译

catkin build lanelet2_extension

5.报错信息

/usr/bin/ld: /lib/x86_64-linux-gnu/libapr-1.so.0: undefined reference to `uuid_generate@UUID_1.0'
collect2: error: ld returned 1 exit status
make[2]: *** [CMakeFiles/ui_console.dir/build.make:150：/home/cg/Automatic_driving/devel/.private/ui_console/lib/ui_console/ui_console] 错误 1
make[1]: *** [CMakeFiles/Makefile2:166：CMakeFiles/ui_console.dir/all] 错误 2
make: *** [Makefile:141：all] 错误 2

这个错误的原因，还是因为有了conda环境，QT引用的是anaconda里的qt，因为我在ui_console里面用了qt画图，当然，你可以把这个文件夹删除，也可以解决。解决方法：

到anaconda安装文件夹下的anaconda/lib下:

sudo mkdir libuuid_bk
mv libuuid* libuuid_bk/

6.报错信息

Traceback (most recent call last):
  File "/opt/ros/noetic/lib/joint_state_publisher/joint_state_publisher", line 35, in <module>
    import rospy
  File "/opt/ros/noetic/lib/python3/dist-packages/rospy/__init__.py", line 49, in <module>
    from .client import spin, myargv, init_node, \
  File "/opt/ros/noetic/lib/python3/dist-packages/rospy/client.py", line 52, in <module>
    import roslib
  File "/opt/ros/noetic/lib/python3/dist-packages/roslib/__init__.py", line 50, in <module>
    from roslib.launcher import load_manifest  # noqa: F401
  File "/opt/ros/noetic/lib/python3/dist-packages/roslib/launcher.py", line 42, in <module>
    import rospkg
ModuleNotFoundError: No module named 'rospkg'

这个错误的原因，还是因为有了conda环境，解决方法：

pip install rospkg

代码架构

├── Automatic_driving ----> 存放无人车架构模块  
        ├── src     ---> 源代码
		│    ├── common      ---->  公共包
		│    ├── messages     ----> 自定义消息类型  
		│    ├── planning      ---->  规划模块  
				  │    ├── dynamic_routing      ---->  局部规划
				  │    ├── global_routing     ---->  全局规划
				  │    ├── hdmap      ---->  地图文件
				  │    ├── installers     ---->  环境配置安装文件与说明文件
				  │    ├── planning_vehicle_simulator      ---->  ui界面(qt编写的)与车辆模型加载
				  │    ├── routing_msgs      ---->  局部规划的自定义消息类型

代码配置

我是使用vscode进行代码编辑的。

1.在.vscode/c_cpp_properties.json，把路径加载进去，目的是在vscode里面没有红波兰线，虽然编译不会报错。

2.改地图文件
在src/planning/global_routing/launch/global_routing.launch中，里面的路径看你咯，你可以换成你自己的地图osm文件（小扩展，使用JOSM画的）。

    <arg name="lanelet2_map_path" value="src/planning/hdmap/lanelet2_map_1.osm"/>
    <!-- <arg name="lanelet2_map_path" value="src/planning/hdmap/lanelet2_map_2.osm"/> -->

3.改原点坐标偏移
如上面的章节地图更换说明所写。

代码运行

第一步:

source ./devel/setup.bash 

第二步:

roslaunch global_routing global_routing.launch 

说明：src/planning/global_routing/launch/global_routing.launch是最外层的launch，有关参数设置都有注释。

运行报错经验

运行时可能来不及加载模拟的障碍物（有延时，可能线程没优化好)，重新roslaunch就可以了。
暂无其他，看看到时候购买的小伙伴们的群里大家有没有问题，有我会记录在这里。

运行效果

1.rviz加载的地图

2.rviz加载的主题

3.仿真车辆和模拟的障碍物显示

4.全局路径切割，即利用Lanelet的特点，进行切割获取，蓝色带为起点到终点的全局路径

5.跑Apollo-Lattice的采样规划，蓝色线为全局路径，也就是参考线啦。红色为局部轨迹，车可以完美绕开障碍物。

6.跑Apollo-Lattice的二次规划，蓝色线为全局路径，也就是参考线啦。红色为局部轨迹，车可以完美绕开障碍物。

7.frenet坐标系的规划，就是分为s-t规划和d-t规划，然后合成进行筛选。代码直观注释。

8.到达终点停止。

9.Apollo参考线平滑算法，有两个平滑方案选择，CosThetaSmoother 和FemPosSmooth，原理自行百度啦，不懂再在交流群交流。效果我不显示地图给你们看会比较清楚
平滑前：表红的地方都是有明显皱折

CosThetaSmoother平滑后：超级平滑

FemPosSmooth平滑后：超级平滑

10.还有一个很有趣的效果，就是可以倒车到达终点，如果终点在车后脑勺不远的地方，就可以倒车规划哈哈，心动的朋友们赶紧下单支持我啦。

11.stanly控制算法控制车的移动，这个上面图片都是它，当然可以换成纯跟踪算法。
12.Qt画图SL图和ST图

如何应用于实际车辆？

1.将所有坐标值，包括起点，终点，以及车的里程计等等，都换成订阅你们车上定位模块的坐标系下的坐标值。
2.将模拟测试的障碍物信息，换成订阅你们感知模块的信息，记得，我们规划的障碍物需要什么信息，就对接好感知模块那一边，要发布什么信息给你获取。
3.发布轨迹点数据给控制模块跟踪，这个已经写好，可以看代码，了解发布的话题等信息。

须知

1.如果终点定义很远，插值时间会很大，你们可以自行进行分段处理，这里我就不透露我的做法。
2.由于我的实际测试车辆不需要超车，所以ST图我还没用，但是框架代码也写好了。
3.二次规划的前探距离要比较长，轨迹也要长一些，但是我在测试的时候没有设置很长，你们可以自己调参。

结束语

各位在校想学习这个方向的同学，刚工作这方面的同事，公司创业者，要毕业要毕业设计，课程设计的同学等，都可以拿来用。由于我也是C++菜鸟，所以代码写得不好请大家见谅。大家评论三连刷起来！！！需要下载工程代码文件，可以先私信我，或者在我的咸鱼号上自行查看下载链接（账号名称：火腿鸡蛋饼里面有没有老婆）。感谢大家的支持，大家一起学习。
重要的事情说三遍！！！！希望你们看到最后：
人多的话会拉群交流！
人多的话会拉群交流！
人多的话会拉群交流！
qq群。

还有：
有些人要加这加那的功能，其实帮你们实现了整个核心框架了，那些超车或者控制换成纯跟踪算法等，你们完全可以自由发挥，需要我的话，可以私信或者进群交流，不过我没那么多时间，就交流交流。最好进入群交流啦，我后面有更新自动驾驶使用的知识也会跟伙伴们分享
还有：
因为是咸鱼交易，你们就放心，但是缺点就是，买完一个我要同时再次上架，所以如果发现没有可以下单，私信我就好。

心动的朋友们赶紧支持我啦！！！