CARLA 笔记（07）

2024-07-13 15:12| 来源: 网络整理| 查看: 265

1. 地图

地图包括城镇的 3D 模型和道路定义。地图的道路定义基于 OpenDRIVE 文件，这是一种标准化的带注释的道路定义格式。

OpenDRIVE 定义道路、车道、路口等的方式决定了 Python API 的功能以及做出决策背后的原因。

1.1 更换地图

要改变地图，世界也必须改变。仿真将从零开始重新创建。也可以在新的世界中使用相同的地图重新开始，或者同时改变地图和世界。

reload_world() 使用同样的地图创建一个世界的对象load_world() 改变当前地图并创建一个新的世界 # 加载地图 world = client.load_world('Town01') # world = client.reload_world() # 获取可用地图列表 print(client.get_available_maps())

每个地图都有一个与当前加载的城市名称相匹配的 name 属性，例如 Town01 。在客户端可以获取可用地图的列表：

print(client.get_available_maps()) 1.2 Landmarks

opendrive 文件中定义的交通标志被转换为 CARLA ，作为可以从 API 中查询的地标对象。以下方法和类可用于操作和处理地标对象：

carla.Landmark：对应 OpenDRIVE 的 signals

carla.LandmarkOrientation：根据道路的几何形状定义地标的方向 carla.LandmarkType：地标类型

carla.Waypoint：根据距离来获取 landmarkscarla.Map 可以查询地图中的所有地标，或者某一类型的地标carla.World 是 landmarks 和 carla.TrafficSign 、carla.TrafficLight 的中介 # 获取地标 print(world) map = world.get_map() print(map) waypoints = map.generate_waypoints(100000) print(waypoints) waypoint = waypoints[4] print(waypoint) landmarks = waypoint.get_landmarks(20000.0, True) print(landmarks) 1.3 Waypoints

carla.Waypoint 是 CARLA 世界中的一个 3D 定向点，对应于 OpenDRIVE 车道。所有与路径点相关的内容都发生在客户端，与服务器的通信只需要一次就可以获得包含路径点信息的映射对象。

同一道路内距离小于 2 厘米的路径点 id 相同。

每一个 waypoint 包含一个 carla.Transform 对象，它表示在地图中的位置以及包含它的车道方向。carla 中的变量 road_id、section_id、lane_id 和 s 对应 OpenDRIVER 中的道路。waypoint 中的 id 是由这 4 个值的哈希组合而成。

Waypoint 保存有关包含它的车道的信息。这些信息包括车道的左车道和右车道标记，一个布尔值，用于确定它是否在路口内，车道类型、宽度和车道更改许可。

# Access lane information from a waypoint inside_junction = waypoint.is_junction() width = waypoint.lane_width right_lm_color = waypoint.right_lane_marking.color 1.4 Lanes

OpenDRIVE standard 1.4 定义的车道类型被转换成 Carla 中 carla.LaneType 的一系列枚举值。

车道周围的车道标记通过 carla.LaneMarking 访问。车道标记由一系列变量定义：

color: carla.LaneMarkingColor 是定义标记颜色的枚举值。lane_change: carla.LaneChange 说明车道是否允许左转、右转、双转或不允许。type: carla.LaneMarkingType 是 enum 值，根据 OpenDRIVE 标准定义标记类型。width: 定义标记的厚度。

下面的例子显示了获取有关特定航路点的车道类型、车道标记和换道许可的信息:

# Get the lane type of the waypoint lane_type = waypoint.lane_type # Get the type of lane marking on the left. left_lanemarking_type = waypoint.left_lane_marking.type() # Get available lane changes for this waypoint. lane_change = waypoint.lane_change 1.5 Junctions

carla.Junction 代表一个 OpenDRIVE 的 junction 。这个类包含一个带有边界框的路口，用于识别其中的车道或车辆。

carla.Junction 类包含一个 get_waypoints 方法，该方法为路口内的每个车道返回一对路点。每一对位于接合边界的起点和终点。

waypoints_junc = my_junction.get_waypoints() 1.6 Environment Objects

Carla 地图上的每个对象都有一组相关的变量，可以在 carla.EnvironmentObject 找到。这些变量中包含一个 unique ID，可用于切换该对象在地图上的可见性。你可以使用 Python API 根据每个环境对象的语义标签获取 semantic tag::

# Get the buildings in the world world = client.get_world() env_objs = world.get_environment_objects(carla.CityObjectLabel.Buildings) # Access individual building IDs and save in a set building_01 = env_objs[0] building_02 = env_objs[1] objects_to_toggle = {building_01.id, building_02.id} # Toggle buildings off world.enable_environment_objects(objects_to_toggle, False) # Toggle buildings on world.enable_environment_objects(objects_to_toggle, True) 2. 导航

Carla 中的导航是通过 Waypoint API 来管理的，是一些列来自 carla.Waypoint 和 carla.Map 方法的组合。

客户端首先必须与服务端通信来获取地图对象，其中包含路径点信息。这只需要执行一次，所有的后续查询操作都在客户端执行。

2.1 通过路径点导航

Waypoint API 公开了一些方法，这些方法允许路径点相互连接，并沿着道路构建一条道路供车辆导航。

next(d) 创建一个位于车道方向近似距离 d 之内的路径点列表，该列表包含每个可能偏差的一个路径点。previous(d) 创建一个位于车道相反方向近似距离 d 之内的路径点列表，该列表包含每个可能偏差的一个路径点。next_until_lane_end(d) 和 previous_until_lane_start(d) 返回一个以 d 为间隔的路径点列表，列表分别从当前路径点到达其路径的起点和终点。get_right_lane() 和 get_left_lane() 返回相邻车道中的等效路径点(如果有的话)。换道机动可以通过找到左/右车道上的下一个航路点，并移动到它。 # Find next waypoint 2 meters ahead. waypoint = waypoint.next(2.0) 2.2 生成地图导航

客户端需要向服务端发送请求以获取 .xodr 地图文件并解析为 carla.Map 对象，这仅仅需要执行一次。

map = world.get_map() # 获取地图对象

地图对象包含用于创建车辆推荐的生成点，可以获得生成点的一个列表，每一个生成点包含一个 carla.Transform 。有些生成点可能已经被占用了，这样会因为碰撞而无法创建车辆。

spawn_points = world.get_map().get_spawn_points()

你可以从路径点开始，通过获得最近的路径点到一个指定的位置或到地图的 OpenDRIVE 定义中的一个特定的 road_id , lane_id 和 s 值：

# Nearest waypoint in the center of a Driving or Sidewalk lane. waypoint01 = map.get_waypoint(vehicle.get_location(),project_to_road=True, lane_type=(carla.LaneType.Driving | carla.LaneType.Sidewalk)) #Nearest waypoint but specifying OpenDRIVE parameters. waypoint02 = map.get_waypoint_xodr(road_id,lane_id,s)

下面的示例演示如何生成一组路径点来可视化城市车道。这将在地图上为每个道路和车道创建路径点。它们之间的距离大约是 2 米：

waypoint_list = map.generate_waypoints(2.0)

要生成道路拓扑的最小图，请使用下面的示例。这将返回一个路径点对(元组)列表。每一对中的第一个元素与第二个元素连接，它们都定义了地图中每个车道的起点和终点。有关此方法的更多信息可以在 PythonAPI 中找到。

waypoint_tuple_list = map.get_topology()

下面的例子将 carla.Transform 转换为 carla.GeoLocation 形式的地理维度和经度坐标。

my_geolocation = map.transform_to_geolocation(vehicle.transform)

将路况信息以 OpenDRIVE 格式保存到磁盘，示例如下：

info_map = map.to_opendrive() 3. 地图分类

carla 生态系统中有 8 个城镇，每个城镇都有两种地图，非分层和分层。图层指的是地图中的分组对象，由以下几个部分组成:

空的建筑贴花树叶地面泊车粒子道具路灯墙所有 3.1 不分层地图

非分层地图如下表所示(点击城镇名称可以查看布局的俯视图)。在 carla 0.9.11 之前所有的层在任何时候都存在，并且不能在这些映射中切换打开或关闭，这是唯一一种可用的地图。

用户可以自定义地图，甚至创建一个新的地图来在 CARLA 中使用。

Town01 由 “T形路口” 组成的基本城镇布局。Town02 与 Town01 相似，但是更小Town03 最复杂的城镇，有5车道的交叉路口，一个环形，不平，一条隧道，等等。Town04 一条有高速公路和一个小镇的无限环线。Town05 有十字路口和一座桥的方格城镇。每个方向都有多个车道。对变道很有用。Town06 高速公路长，有许多高速公路出入口。它也有密歇根左翼。Town07 乡村环境，道路狭窄，有谷仓，几乎没有红绿灯。Town10 城市环境与不同的环境，如大道或步道，和更现实的纹理。 3.2 分层地图

分层地图的布局与非分层地图相同，但可以在地图的图层上切换和关闭。有一个不能切换的最小布局，由道路、人行道、交通灯和交通标志组成。可以使用后缀 _Opt 标识分层映射，例如，Town01_Opt 。使用这些地图，可以通过 Python API 加载和卸载层：

# Load layered map for Town 01 with minimum layout plus buildings and parked vehicles world = client.load_world('Town01_Opt', carla.MapLayer.Buildings | carla.MapLayer.ParkedVehicles) # Toggle all buildings off world.unload_map_layer(carla.MapLayer.Buildings) # Toggle all buildings on world.load_map_layer(carla.MapLayer.Buildings)

查看所有层按顺序加载和卸载的示例： demo

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