Apollp自动驾驶实践01——导论&硬件系统

Apollp自动驾驶实践——从Apollo开发套件循迹开始

00 导论

自动驾驶系统集车辆学、人工智能、计算机科学、自动控制等多学科应用于一体，是一个非常复杂的系统。搭建一个闭环的自动驾驶系统涉及技术门槛高，还面临着资金成本高、政策约束等多方面的挑战。因而在以往的自动驾驶学习课程中，以理论概念为主，缺乏闭环的上车实践。 Apollo开源平台的出现，极大的降低学习自动驾驶的技术门槛； 而Apollo开发套件的出现，又再一次降低了搭建闭环自动驾驶系统的所涉及到的车辆硬件成本高、采购周期长、测试场地限制等各种问题。 Apollo实践课程旨在通过理论加实操的方式手把手教“你”学习Apollo。

循迹自动驾驶是指让车辆按照录制好的轨迹线，进行自动驾驶，其涉及到自动驾驶中最 基本的底盘线控能力、定位能力、控制能力。是自动驾驶系统的一个最小子集。

需要解决的问题有：
(1)硬件连接集成
(2)软件系统部署
(3)定位模块配置
(4)车辆动力学标定
(5)启动车辆循迹

01 Apollo硬件连接集成—硬件介绍

本节将深入了解Apollo在循迹时的车辆准备，必要的硬件准备以及硬件的集成原理，为实现自动驾驶循迹能力做好硬件准备。

循迹就是车辆按照事先录制好的一段轨迹进行自动驾驶。
循迹的过程中车辆不能进行避障
循迹是车辆进行自动驾驶时的一个最基本的能力
apollo 开发套件是一个集成了车辆底盘，apollo 的推荐硬件，同时能够体现 apollo 自动驾驶技术的一个开发平台。
通过部署 apollo 软件，能够实现自动驾驶循迹、限定区域感知闭环自动驾驶等多项能力。
车辆底盘具备线控转向、油门、刹车的接口，能够满足 apollo 的线控要求

Apollo开发套件：

硬件系统部分：
(1)车辆底盘
(2)计算单元，工控机
(3)感知系统：摄像头、激光雷达、毫米波雷达
(4)定位系统：GPS、GPS 接收机、IMU
(5)其他配件：can 卡、4G 路由、显示器、键盘鼠标

循迹不涉及避障能力，刀剑询及硬件不需要摄像头毫米波雷达激光雷达等感知硬件
计算单元是自动驾驶的大脑，为车辆提供了实时的传感器数据采集、计算处理、感知规 划、决策控制等各项工作
计算系统需要有足够大的算力和稳定性，推荐工控机中的 IPS，即工业控制计算机

工控机的特点：
(1)运行温度范围广
(2)可与车辆底层进行通信

套件硬件连接两个重要问题：
(1)基于硬件本身正常工作时的供电
① 正负极不要接反
② 达到额定电压才能正常工作，但不能超过
(2)各个硬件之间的数据通讯方式
① 一般供电环境为 12V，但工控机电源需要 24V
② 各个硬件之间的数据通讯方式
③ 良好的接线习惯

02 Apollo硬件连接集成—集成实操

CAN卡的安装和要求

can 卡的安装需要将两个跳帽安装在指定位置以确保两路 CAN 通讯同时工作。CN1 接口对应 CAN0 软件，CN2 接口对应 CAN1 软件。将 CAN 卡固定在 mini PCI-E 接口上

工控机的安装

安装前将固定支架安装在工控机底部。安装工控机到车辆底盘，注意将工控机带接口的一面向后。安装工控机电源，电源线有两路输出（12V和24V），注意正负极。全部硬件安装完之后会把总的开关接在车辆底盘上。

导航设备的安装和要求

安装GPS天线，主要包括天线的本体和固定天线的底座。
首先要将天线的本体和底座直接连接，固定天线时一定要确保连接固定的比较紧，如果松掉会影响定位。在天线的底座有三个磁铁，通过磁铁可以固定在车辆的车架上。为了确保可靠，可在底座粘贴工业用双面胶后再固定在车架上。安装GPS天线时要确保GPS天线在车辆的纵向的中心处，保证GPS天线在同一直线上。

安装GPS接收机和IMU。
星光宇达集成了GPS接收机和IMU惯性测量单元，因此只需安装一个硬件。IMU惯性测量单元一般安装至车辆后轴中心附近，可以减少测量误差，有效表征车辆运动姿态。
然后将GPS天线与GPS接收机相连。定义车辆后部的天线为primary天线，前部的天线为secondary天线。将两个天线分别接到GPS接收机对应的接口上。

连接GPS接收机电源
连接M2集成线束。将车辆底盘供电线与M2供电线连接。将M2连接至保险盒提供的电源延长线

安装4G路由器

用双面胶把4G路由器固定在车辆的底盘上，固定在工控机和M2附近。连接4G路由器电源，将电源适配器的一段剪短后与底盘电源保险盒进行连接（5A）。

整理线束

连接显示器的供电 15A

连接通信接口

4G路由器两根网线分别连接工控机和GPS接收机。通过USB接口连接GPS接收机与工控机。通过HDMI接口连接显示器与工控机。通过CAN口连接工控机与底盘。

连接底盘总电源

键盘鼠标与工控机连接适配