百度Apollo 2.5 导航模式 使用方法
Apollo 2.5版導航模式的使用方法
本博客參考百度apollo官方開發手冊，部分進行理解修改。
導航模式--官網開發手冊
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在`Apollo`之前的版本中，感知、預測、導航、規劃模塊均依賴于高精地圖，而高精地圖的制作方法繁瑣且不透明，對于很多開發者而言，這是一個難以逾越的障礙。
基于相對地圖(`relative map`)的導航模式(`navigation?mode`)，利用該模式可順利實施測試道路上的實車調試。
相對地圖是Apollo2.5引入的新特性。從架構層面，相對地圖模塊是連接高精地圖(`HD Map`)、感知(`Perception`)模塊和規劃(`Planning`)模塊的中間層。相對地圖模塊會實時生成基于車身坐標系的地圖（格式與高精地圖一致），并且輸出供規劃模塊使用的參考線。
解釋：1）導航模式使用相對地圖； 2）如果在導航模式下，相對地圖的參考線等數據會代替高精地圖；
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導航模式的基本思路是：
1. 通過人工駕駛方式錄制測試道路上的行駛軌跡；
2. 利用`Apollo`工具對原始軌跡進行處理得到平滑軌跡，該軌跡既用于替代路由(`routing`)模塊輸出的導航路徑，也是規劃(`planning`)模塊用到的參考線（或稱指引線、中心線，`reference line`），還是生成相對地圖（`relative map`）的基準線。
此外，平滑軌跡還可用于替換高精地圖內某些車道的參考線（默認情況下，高精地圖將車道中心線作為參考線，在道路臨時施工等特殊情形下該方式很不合適，需使用人工錄制并平滑處理的軌跡替換特殊路段的車道參考線）；
3. 駕駛員將車輛行駛到測試道路起點，在`Dreamview`中打開導航(`Navigation`)選項及相關功能模塊，切換到自動駕駛模式并啟動車輛；
4. 自動駕駛過程中，感知（`perception`）模塊的相機（`camera`）動態檢測道路邊界及障礙物，地圖（`map`）模塊下的相對地圖（`relative map`）子模塊基于參考線及道路邊界實時地生成相對地圖（使用以車輛當前位置為原點的相對坐標系），規劃（`planning`）模塊依據地圖模塊輸出的相對地圖和感知模塊輸出的障礙物信息，動態輸出局部行駛路徑給控制(`control`)模塊執行。
5. 目前，導航模式僅支持單車道行駛，可完成加減速、跟車、遇障礙物減速停車或在車道寬度允許的情形下對障礙物繞行等功能，后續版本的導航模式將會進一步完善以支持多車道行駛、交通標志和紅綠燈檢測等。
解釋：1）錄制分為兩種方式：
2）導航模式，不單需要參考線為基礎的相對地圖，還需要獲取感知障礙物信息。
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本文對`Apollo2.5`版的構建、參考線數據采集與制作、`Dreamview`前端編譯配置、導航模式使用等內容進行全面闡述，希望能給各位開發者正常使用`Apollo 2.5`版帶來一定的便利。
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## 一、Apollo 2.5版的構建
### 1.1 在Visual Studio Code中構建
打開`Visual Studio Code`，執行菜單命令`文件->打開文件夾`，在彈出的對話框中，選擇`Apollo項目`源文件夾，點擊“確定”，如下圖所示：
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之后，執行菜單命令`任務->運行生成任務`或直接按快捷鍵`Ctrl+Shift+B`（與`Visual Studio`和`QT`的快捷鍵一致）構建工程，若之前沒有啟動過`Docker`，則編譯時會啟動`Docker`，需在底部終端窗口輸入超級用戶密碼。命令執行完畢，若在底部終端窗口出現`終端將被任務重用，按任意鍵關閉。`信息（如下圖所示），則表示構建成功。整個過程**一定要保持網絡暢通**，否則無法下載依賴包。構建過程可能會遇到一些問題，
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### 1.2 在命令行中構建
按快捷鍵`Ctrl + Alt + T`打開命令行終端，輸入如下命令啟動`Docker`：
cd?your_apollo_project_root_dir
?＃從中國大陸訪問，最好加上“ -C”選項，直接訪問中國大陸主機服務器以獲取恢復的下載速度?
bash docker/scripts/dev_start.sh -C
（網絡不好，難以拉docker；實在不行可以嘗試改docker軟件源（改為國內）
如果不行，就不用-C
bash docker/scripts/dev_start.sh
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輸入如下命令進入Docker：
bash docker/scripts/dev_into.sh
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在Docker內部，如下執行命令構建Apollo項目：
bash apollo.sh build
整個操作如下圖所示：
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### 1.3 修改定位模塊UTM區域ID
`Apollo`項目定位(`localization`)模塊默認使用美國西部UTM坐標，在國內需要修改該值。在`Docker`外部，使用`vi`或其他文本編輯器，打開文件`[apollo項目根目錄]/modules/localization/conf/localization.conf`，將下述內容：
--local_utm_zone_id = 10
修改為下述內容（這是 廣東廣州地區的UTM區域ID，中國UTM柯林斯分區參考該|網頁）：
--local_utm_zone_id = 49
具體的位置可以點擊查看，例如廣東廣州
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**注意：**如果錄制數據時未修改上述內容，則線下模擬測試回放數據包時只能將錯就錯，千萬不能再修改該值，否則地圖上的參考線定位會出錯！有一次我采集數據時，忘了修改該值，回放數據時又進行修改，結果導致參考線定位到了美國西海岸！我取消修改，按`F5`鍵刷新瀏覽器后顯示就恢復正常了。
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### 1.4 配置Dreamview使用的UTM區域ID
打開文件[apollo項目根目錄]/modules/common/data/global_flagfile.txt，在最后一行添加如下語句（這是長沙地區的UTM區域ID，中國UTM柯林斯分區參考該|網頁）：
--local_utm_zone_id=49
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## 二、參考線原始數據的采集
將構建好的`Apollo`項目文件導入車內工控機，并按照**步驟1.2**的方法進入`Docker`，再執行如下命令，啟動`Dreamview`服務端程序：
bash scripts/bootstrap.sh
在瀏覽器中打開網頁http://localhost:8888（注意不要使用代理），進入Dreamview界面，如下圖所示：
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**1** ?駕駛員將車輛駛入待測試路段起點；
**2** ?操作員點擊`Dreamview`界面左側工具欄中的`Module Controller`按鈕，進入模塊控制頁面，選中`GPS`、`Localization`、`Record Bag`選項，**注意：如果采集的數據包需用于線下模擬測試，還需加上`CAN Bus`選項。**
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**3**??駕駛員從起點啟動車輛并按預定路線行駛至終點；
**4** ?操作員關閉`Dreamview`界面中的`Record Bag`選項，此時會在`/apollo/data/bag`目錄（這是`Docker`中的目錄，宿主機上對應的目錄為`[你的apollo根目錄]/data/bag`）中生成一個類似于`2018-04-01-09-58-00`的目錄，該目錄中保存著類似于`2018-04-01-09-58-00.bag`的數據包。這就是我們所需的數據包，請記住它的路徑及名稱。**注意：**單個數據包文件的默認錄制時長為1分鐘，默認文件大小為2048MB，可通過修改文件`/apollo/scripts/record_bag.sh`來改變默認值。
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為后文闡述方便起見，假設我包數據2018-04-01-09-58-00.bag直接存放于/apollo/data/bag目錄。
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## 三、參考線的制作
參考線的制作既可在車內工控機內完成，也可在其他計算機上實施。無論在哪臺計算機上制作，我們首先假定已按**步驟1.2**的方法進入`Docker`，并按照**步驟二**中錄制的數據包放置在`/apollo/data/bag`目錄中，且假定該文件名為`2018-04-01-09-58-00.bag`（在你的機器上并非如此，這樣做只是為了后文闡述方便而已）。
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### 3.1 從原始數據包提取裸數據
在`Docker`內部，使用如下命令從原始數據包提取裸數據：
cd?/apollo/modules/tools/navigator
python extractor.py /apollo/data/bag/2018-04-01-09-58-00.bag
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上述命令會在當前目錄（易知我們在`/apollo/modules/tools/navigator`目錄中）生成一個提取后的裸數據文件：`path_2018-04-01-09-58-00.bag.txt`。
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為了驗證裸數據的正確性，可以使用如下命令查看：
python viewer_raw.py ./path_2018-04-01-09-58-00.bag.txt
docker中沒有相關的python庫，建議放到其他電腦中（pyCharm開發環境）進行運行
會顯示類似下圖的路徑圖：
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### 3.2 對裸數據進行平滑處理
如果錄制數據時，車輛行駛不夠平順，提取的裸軌跡數據可能會不光滑，有必要對其進行平滑處理。繼續在`Docker`內部使用如下命令完成平滑處理：
bash smooth.sh ./path_2018-04-01-09-58-00.bag.txt 180
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注意：上述命令中`200`是平滑處理的長度，該值一般為`150-200`，如果執行失敗，可嘗試調整該參數，再次進行平滑。
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為了驗證平滑結果的正確性，可以使用如下命令查看：
python viewer_smooth.py ./path_2018-04-01-09-58-00.bag.txt ./path_2018-04-01-09-58-00.bag.txt.smoothed
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其中，第一個參數`./path_2018-04-01-09-58-00.bag.txt`是裸數據，第二個參數`./path_2018-04-01-09-58-00.bag.txt.smoothed`是平滑結果，顯示效果類似下圖：
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## 四、Dreamview前端的編譯
`Dreamview`前端默認使用`Baidu`地圖，也可修改為`Google`地圖，但需重新編譯`Dreamview`前端，具體方法如下（**注意**：如不需修改地圖設置，可忽略該節內容）：
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### 4.1 更改導航地圖 (可以不更改,默認使用百度地圖)
打開文件`[apollo項目根目錄]/modules/dreamview/frontend/src/store/config/ parameters.yml`，根據需要將下述內容替換為`Google`地圖或`Baidu`地圖：
navigation:
??# possible options: BaiduMap or GoogleMap
??map: "BaiduMap"
??# Google Map API: "https://maps.google.com/maps/api/js"
??# Baidu Map API: "https://api.map.baidu.com/api?v=3.0&ak=0kKZnWWhXEPfzIkklmzAa3dZ&callback=initMap"
??mapAPiUrl: "https://api.map.baidu.com/api?v=3.0&ak=0kKZnWWhXEPfzIkklmzAa3dZ&callback=initMap"
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### 4.2 重新編譯Dreamview前端
按照**步驟1.2**的方法進入`Docker`，運行如下命令編譯`Dreamview`前端：
# 安裝Dreamview前端依賴包，注意：該步驟只需執行一次，不必每次執行
Install Dreamview front end dependent package. Note: you only need to execute it once, not every time.
cd?/apollo/modules/dreamview/frontend/
yarn install
# Compile Dreamview front end
cd?/apollo
bash apollo.sh build_fe
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編譯過程可能會出現如下錯誤：
ERROR in ../~/css-loader!../~/sass-loader/lib/loader.js?{"includePaths":["./node_modules"]}!./styles/main.scss*
*Module build failed: Error: ENOENT: no such file or directory, scandir '/apollo/modules/dreamview/frontend/node_modules/node-sass/vendor'*
...
(The error continues, but we have the information we need to debug it)
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這是內部依賴包不一致造成的，**解決方法如下：**
在`Docker`內部，運行如下命令（注意：**一定要保持網絡暢通**，否則無法重新下載依賴包）：
cd?/apollo/modules/dreamview/frontend/
rm -rf node_modules
yarn install
cd?/apollo
bash apollo.sh build_fe
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## 五、導航模式的使用
### 5.1. 打開Dreamview并開啟導航模式
進入`Docker`，啟動`Dreamview`，命令如下：
cd?your_apollo_project_root_dir
# If you haven’t opened Docker, do it first or ignore that step
bash docker/scripts/dev_start.sh -C
# Enter Docker
bash docker/scripts/dev_into.sh
# Start Dreamview and monitoring process
bash scripts/bootstrap.sh
若是線下模擬測試，則將**步驟二**中錄制好的數據包`/apollo/data/bag/2018-04-01-09-58-00.bag`（這是我機器上的錄制數據）循環播放；**若是實車調試，則忽略該步驟**。
rosbag play -l /apollo/data/bag/2018-04-01-09-58-00.bag
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在瀏覽器中打開網頁[http://localhost:8888](http://localhost:8888)（注意不要使用代理），進入`Dreamview`界面，點擊右上方下拉框，將模式設置為`Navigation`（導航模式），如下圖所示：
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### 5.2 啟用導航模式下的相關功能模塊
點擊`Dreamview`界面左側工具欄中的`Module Controller`按鈕，進入模塊控制頁面。**若是線下模擬測試**，選中`Relative Map`、`Navi Planning`選項，其他模塊根據需要開啟，如下圖所示（圖中顯示空白文本的模塊是`Mobileye`模塊，需安裝配置好相關硬件后才可見））：
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**若是實車調試**，建議除`Record Bag`、`Mobileye`（若`Mobileye`硬件未安裝，則會顯示為空白文本）和`Third Party Perception`模塊外，其余模塊全部開啟，如下圖所示：
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### 5.3 發送參考線數據
在`Docker`內部，使用如下命令發送**步驟三**中制作的參考線數據：
cd?/apollo/modules/tools/navigator
python navigator.py ./path_2018-04-01-09-58-00.bag.txt.smoothed
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下圖是**線下模擬測試情形下**`Dreamview`接收到參考線后的界面，注意界面左上角已出現了百度地圖界面，我們發送的參考線在百度地圖中以紅線方式、在主界面中以白色車道線的方式展現。
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下圖是**實車調試情形下的**`Dreamview`接收到參考線后的界面，注意界面左上角已出現了百度地圖界面，我們發送的參考線在百度地圖中以紅線方式、在主界面中以黃色車道線的方式展現。
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需注意以下幾點：
(1) 如果發送參考線數據后，`Dreamview`界面不能正確顯示參考線，可能有以下方面的原因：一是參考線數據未正確發送，解決辦法是再次執行發送命令；二是瀏覽器緩存不一致，解決辦法是按`Ctrl + R`或`F5`鍵刷新顯示，或者清理瀏覽器緩存；三是`Dreamview`后臺服務程序運行異常，解決辦法是在`Docker`內部重啟`Dreamview`后臺服務，命令如下：
# Stop Dreamview and monitoring process
bash scripts/bootstrap.sh stop
# Restart Dreamview and monitoring process
bash scripts/bootstrap.sh
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?(2) 每次車輛重新回到起點后，無論是線下模擬測試還是實車調試情形，**均需再次發送參考線數據**。
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希望對你有幫助。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的百度Apollo 2.5 导航模式 使用方法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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