【Apollo学习笔记】——规划模块TASK之RULE_BASED_STOP_DECIDER
文章目录
- 前言
- RULE_BASED_STOP_DECIDER相关配置
- RULE_BASED_STOP_DECIDER总体流程
- StopOnSidePass
- CheckClearDone
- CheckSidePassStop
- IsPerceptionBlocked
- IsClearToChangeLane
- CheckSidePassStop
- BuildStopDecision
- ELSE:涉及到的一些其他函数
- NormalizeAngle
- SelfRotate
- CheckLaneChangeUrgency
- AddPathEndStop
- 参考
前言
在Apollo星火计划学习笔记——Apollo路径规划算法原理与实践与【Apollo学习笔记】——Planning模块讲到……Stage::Process的PlanOnReferenceLine
函数会依次调用task_list中的TASK,本文将会继续以LaneFollow为例依次介绍其中的TASK部分究竟做了哪些工作。由于个人能力所限,文章可能有纰漏的地方,还请批评斧正。
在modules/planning/conf/scenario/lane_follow_config.pb.txt
配置文件中,我们可以看到LaneFollow所需要执行的所有task。
stage_config: {stage_type: LANE_FOLLOW_DEFAULT_STAGEenabled: truetask_type: LANE_CHANGE_DECIDERtask_type: PATH_REUSE_DECIDERtask_type: PATH_LANE_BORROW_DECIDERtask_type: PATH_BOUNDS_DECIDERtask_type: PIECEWISE_JERK_PATH_OPTIMIZERtask_type: PATH_ASSESSMENT_DECIDERtask_type: PATH_DECIDERtask_type: RULE_BASED_STOP_DECIDERtask_type: SPEED_BOUNDS_PRIORI_DECIDERtask_type: SPEED_HEURISTIC_OPTIMIZERtask_type: SPEED_DECIDERtask_type: SPEED_BOUNDS_FINAL_DECIDERtask_type: PIECEWISE_JERK_SPEED_OPTIMIZER# task_type: PIECEWISE_JERK_NONLINEAR_SPEED_OPTIMIZERtask_type: RSS_DECIDER
本文将继续介绍LaneFollow的第8个TASK——RULE_BASED_STOP_DECIDER
基于规则的停止决策是规划模块的任务,属于task中的decider类别。基于规则的停止决策根据一些规则来设置停止标志。
RULE_BASED_STOP_DECIDER相关配置
modules/planning/conf/planning_config.pb.txt
default_task_config: {task_type: RULE_BASED_STOP_DECIDERrule_based_stop_decider_config {max_adc_stop_speed: 0.5max_valid_stop_distance: 1.0search_beam_length: 20.0search_beam_radius_intensity: 0.08search_range: 3.14is_block_angle_threshold: 0.5}
}
modules/planning/proto/task_config.proto
// RuleBasedStopDeciderConfigmessage RuleBasedStopDeciderConfig {optional double max_adc_stop_speed = 1 [default = 0.3];optional double max_valid_stop_distance = 2 [default = 0.5];optional double search_beam_length = 3 [default = 5.0];optional double search_beam_radius_intensity = 4 [default = 0.08];optional double search_range = 5 [default = 3.14];optional double is_block_angle_threshold = 6 [default = 1.57];optional double approach_distance_for_lane_change = 10 [default = 80.0];optional double urgent_distance_for_lane_change = 11 [default = 50.0];
}
RULE_BASED_STOP_DECIDER总体流程
-
输入
apollo::common::Status RuleBasedStopDecider::Process(Frame *const frame, ReferenceLineInfo *const reference_line_info)
输入是frame和reference_line_info。 -
输出
输出保存到reference_line_info中。
代码流程及框架
Process中的代码流程如下图所示。
apollo::common::Status RuleBasedStopDecider::Process(Frame *const frame, ReferenceLineInfo *const reference_line_info) {// 1. Rule_based stop for side pass onto reverse laneStopOnSidePass(frame, reference_line_info);// 2. Rule_based stop for urgent lane changeif (FLAGS_enable_lane_change_urgency_checking) {CheckLaneChangeUrgency(frame);}// 3. Rule_based stop at path end positionAddPathEndStop(frame, reference_line_info);return Status::OK();
}
主要核心的函数就是StopOnSidePass
、CheckLaneChangeUrgency
以及AddPathEndStop
,接着分别对三者进行剖析。
StopOnSidePass
void RuleBasedStopDecider::StopOnSidePass(Frame *const frame, ReferenceLineInfo *const reference_line_info) {static bool check_clear;// 默认falsestatic common::PathPoint change_lane_stop_path_point;// 获取path dataconst PathData &path_data = reference_line_info->path_data();double stop_s_on_pathdata = 0.0;// 找到"self"类型的路径,returnif (path_data.path_label().find("self") != std::string::npos) {check_clear = false;change_lane_stop_path_point.Clear();return;}// CheckClearDone:Check if needed to check clear again for side pass// 如果check_clear为true,且CheckClearDone成功。设置check_clear为falseif (check_clear &&CheckClearDone(*reference_line_info, change_lane_stop_path_point)) {check_clear = false;}// CheckSidePassStop:Check if necessary to set stop fence used for nonscenario side pass// 如果check_clear为false,CheckSidePassStop为trueif (!check_clear &&CheckSidePassStop(path_data, *reference_line_info, &stop_s_on_pathdata)) {// 如果障碍物没有阻塞且可以换道,直接returnif (!LaneChangeDecider::IsPerceptionBlocked(*reference_line_info,rule_based_stop_decider_config_.search_beam_length(),rule_based_stop_decider_config_.search_beam_radius_intensity(),rule_based_stop_decider_config_.search_range(),rule_based_stop_decider_config_.is_block_angle_threshold()) &&LaneChangeDecider::IsClearToChangeLane(reference_line_info)) {return;}// 检查adc是否停在了stop fence前,否返回trueif (!CheckADCStop(path_data, *reference_line_info, stop_s_on_pathdata)) {// 设置stop fence,成功就执行 check_clear = true;if (!BuildSidePassStopFence(path_data, stop_s_on_pathdata,&change_lane_stop_path_point, frame,reference_line_info)) {AERROR << "Set side pass stop fail";}} else {if (LaneChangeDecider::IsClearToChangeLane(reference_line_info)) {check_clear = true;}}}
}
CheckClearDone
// Check if needed to check clear again for side pass
bool RuleBasedStopDecider::CheckClearDone(const ReferenceLineInfo &reference_line_info,const common::PathPoint &stop_point) {// 获取ADC的SL坐标const double adc_front_edge_s = reference_line_info.AdcSlBoundary().end_s();const double adc_back_edge_s = reference_line_info.AdcSlBoundary().start_s();const double adc_start_l = reference_line_info.AdcSlBoundary().start_l();const double adc_end_l = reference_line_info.AdcSlBoundary().end_l();double lane_left_width = 0.0;double lane_right_width = 0.0;reference_line_info.reference_line().GetLaneWidth((adc_front_edge_s + adc_back_edge_s) / 2.0, &lane_left_width,&lane_right_width);SLPoint stop_sl_point;// 获取停止点的SL坐标reference_line_info.reference_line().XYToSL(stop_point, &stop_sl_point);// use distance to last stop point to determine if needed to check clear// againif (adc_back_edge_s > stop_sl_point.s()) {if (adc_start_l > -lane_right_width || adc_end_l < lane_left_width) {return true;}}return false;
}
CheckSidePassStop
// @brief Check if necessary to set stop fence used for nonscenario side pass
bool RuleBasedStopDecider::CheckSidePassStop(const PathData &path_data, const ReferenceLineInfo &reference_line_info,double *stop_s_on_pathdata) {const std::vector<std::tuple<double, PathData::PathPointType, double>>&path_point_decision_guide = path_data.path_point_decision_guide();// 初始化类型PathData::PathPointType last_path_point_type =PathData::PathPointType::UNKNOWN;// 遍历 path_point_decision_guidefor (const auto &point_guide : path_point_decision_guide) {// 若上一点在车道内,这一点在逆行车道上if (last_path_point_type == PathData::PathPointType::IN_LANE &&std::get<1>(point_guide) ==PathData::PathPointType::OUT_ON_REVERSE_LANE) {*stop_s_on_pathdata = std::get<0>(point_guide);// Approximate the stop fence s based on the vehicle positionconst auto &vehicle_config =common::VehicleConfigHelper::Instance()->GetConfig();const double ego_front_to_center =vehicle_config.vehicle_param().front_edge_to_center();common::PathPoint stop_pathpoint;// 获取stop pointif (!path_data.GetPathPointWithRefS(*stop_s_on_pathdata,&stop_pathpoint)) {AERROR << "Can't get stop point on path data";return false;}const double ego_theta = stop_pathpoint.theta();Vec2d shift_vec{ego_front_to_center * std::cos(ego_theta),ego_front_to_center * std::sin(ego_theta)};// stop_fence的位置const Vec2d stop_fence_pose =shift_vec + Vec2d(stop_pathpoint.x(), stop_pathpoint.y());double stop_l_on_pathdata = 0.0;const auto &nearby_path = reference_line_info.reference_line().map_path();nearby_path.GetNearestPoint(stop_fence_pose, stop_s_on_pathdata,&stop_l_on_pathdata);return true;}last_path_point_type = std::get<1>(point_guide);}return false;
}
IsPerceptionBlocked
参数解释:
search_beam_length
扫描长度
search_beam_radius_intensity
扫描间隔
search_range
依据ADC中心的扫描范围
is_block_angle_threshold
筛选障碍物所占角度大小的阈值
bool LaneChangeDecider::IsPerceptionBlocked(const ReferenceLineInfo& reference_line_info,const double search_beam_length, const double search_beam_radius_intensity,const double search_range, const double is_block_angle_threshold) {// search_beam_length: 20.0 //is the length of scanning beam// search_beam_radius_intensity: 0.08 //is the resolution of scanning// search_range: 3.14 //is the scanning range centering at ADV heading// is_block_angle_threshold: 0.5 //is the threshold to tell how big a block angle range is perception blocking// 获取车辆状态、位置、航向角const auto& vehicle_state = reference_line_info.vehicle_state();const common::math::Vec2d adv_pos(vehicle_state.x(), vehicle_state.y());const double adv_heading = vehicle_state.heading();// 遍历障碍物for (auto* obstacle :reference_line_info.path_decision().obstacles().Items()) {// NormalizeAngle将给定的角度值规范化到一个特定的范围内(-π到π之间)double left_most_angle =common::math::NormalizeAngle(adv_heading + 0.5 * search_range);double right_most_angle =common::math::NormalizeAngle(adv_heading - 0.5 * search_range);bool right_most_found = false;// 跳过虚拟障碍物if (obstacle->IsVirtual()) {ADEBUG << "skip one virtual obstacle";continue;}// 获取障碍物多边形const auto& obstacle_polygon = obstacle->PerceptionPolygon();// 按角度进行搜索for (double search_angle = 0.0; search_angle < search_range;search_angle += search_beam_radius_intensity) {common::math::Vec2d search_beam_end(search_beam_length, 0.0);const double beam_heading = common::math::NormalizeAngle(adv_heading - 0.5 * search_range + search_angle);// search_beam_end绕adv_pos旋转beam_heading角度search_beam_end.SelfRotate(beam_heading);search_beam_end += adv_pos;// 构造线段common::math::LineSegment2d search_beam(adv_pos, search_beam_end);// 判断最右边界是否找到,并更新右边界角度if (!right_most_found && obstacle_polygon.HasOverlap(search_beam)) {right_most_found = true;right_most_angle = beam_heading;}// 如果最右边界已找到,且障碍物的感知多边形与搜索光束无重叠,则更新左边界角度并跳出循环。if (right_most_found && !obstacle_polygon.HasOverlap(search_beam)) {left_most_angle = beam_heading;break;}}// 如果最右边界未找到,则继续处理下一个障碍物。(说明该障碍物不在搜索范围内)if (!right_most_found) {// obstacle is not in search rangecontinue;}// 判断阈值,过滤掉小的障碍物if (std::fabs(common::math::NormalizeAngle(left_most_angle - right_most_angle)) > is_block_angle_threshold) {return true;}}return false;
}
IsClearToChangeLane
这个在【Apollo学习笔记】——规划模块TASK之LANE_CHANGE_DECIDER已经有过介绍。
CheckSidePassStop
// @brief Check if necessary to set stop fence used for nonscenario side pass
bool RuleBasedStopDecider::CheckSidePassStop(const PathData &path_data, const ReferenceLineInfo &reference_line_info,double *stop_s_on_pathdata) {const std::vector<std::tuple<double, PathData::PathPointType, double>>&path_point_decision_guide = path_data.path_point_decision_guide();// 初始化类型PathData::PathPointType last_path_point_type =PathData::PathPointType::UNKNOWN;// 遍历 path_point_decision_guidefor (const auto &point_guide : path_point_decision_guide) {// 若上一点在车道内,这一点在逆行车道上if (last_path_point_type == PathData::PathPointType::IN_LANE &&std::get<1>(point_guide) ==PathData::PathPointType::OUT_ON_REVERSE_LANE) {*stop_s_on_pathdata = std::get<0>(point_guide);// Approximate the stop fence s based on the vehicle positionconst auto &vehicle_config =common::VehicleConfigHelper::Instance()->GetConfig();const double ego_front_to_center =vehicle_config.vehicle_param().front_edge_to_center();common::PathPoint stop_pathpoint;// 获取stop pointif (!path_data.GetPathPointWithRefS(*stop_s_on_pathdata,&stop_pathpoint)) {AERROR << "Can't get stop point on path data";return false;}const double ego_theta = stop_pathpoint.theta();Vec2d shift_vec{ego_front_to_center * std::cos(ego_theta),ego_front_to_center * std::sin(ego_theta)};// stop_fence的位置const Vec2d stop_fence_pose =shift_vec + Vec2d(stop_pathpoint.x(), stop_pathpoint.y());double stop_l_on_pathdata = 0.0;const auto &nearby_path = reference_line_info.reference_line().map_path();nearby_path.GetNearestPoint(stop_fence_pose, stop_s_on_pathdata,&stop_l_on_pathdata);return true;}last_path_point_type = std::get<1>(point_guide);}return false;
}
BuildStopDecision
/** @brief: build virtual obstacle of stop wall, and add STOP decision*/
int BuildStopDecision(const std::string& stop_wall_id, const double stop_line_s,const double stop_distance,const StopReasonCode& stop_reason_code,const std::vector<std::string>& wait_for_obstacles,const std::string& decision_tag, Frame* const frame,ReferenceLineInfo* const reference_line_info) {CHECK_NOTNULL(frame);CHECK_NOTNULL(reference_line_info);// 检查停止线是否在参考线上const auto& reference_line = reference_line_info->reference_line();if (!WithinBound(0.0, reference_line.Length(), stop_line_s)) {AERROR << "stop_line_s[" << stop_line_s << "] is not on reference line";return 0;}// create virtual stop wallconst auto* obstacle =frame->CreateStopObstacle(reference_line_info, stop_wall_id, stop_line_s);if (!obstacle) {AERROR << "Failed to create obstacle [" << stop_wall_id << "]";return -1;}const Obstacle* stop_wall = reference_line_info->AddObstacle(obstacle);if (!stop_wall) {AERROR << "Failed to add obstacle[" << stop_wall_id << "]";return -1;}// build stop decisionconst double stop_s = stop_line_s - stop_distance;const auto& stop_point = reference_line.GetReferencePoint(stop_s);const double stop_heading =reference_line.GetReferencePoint(stop_s).heading();ObjectDecisionType stop;auto* stop_decision = stop.mutable_stop();stop_decision->set_reason_code(stop_reason_code);stop_decision->set_distance_s(-stop_distance);stop_decision->set_stop_heading(stop_heading);stop_decision->mutable_stop_point()->set_x(stop_point.x());stop_decision->mutable_stop_point()->set_y(stop_point.y());stop_decision->mutable_stop_point()->set_z(0.0);for (size_t i = 0; i < wait_for_obstacles.size(); ++i) {stop_decision->add_wait_for_obstacle(wait_for_obstacles[i]);}auto* path_decision = reference_line_info->path_decision();path_decision->AddLongitudinalDecision(decision_tag, stop_wall->Id(), stop);return 0;
}
ELSE:涉及到的一些其他函数
NormalizeAngle
NormalizeAngle
将给定的角度值规范化到一个特定的范围内(-π到π之间)
double NormalizeAngle(const double angle) {double a = std::fmod(angle + M_PI, 2.0 * M_PI);if (a < 0.0) {a += (2.0 * M_PI);}return a - M_PI;
}
SelfRotate
将向量绕原点旋转 a n g l e angle angle角。
void Vec2d::SelfRotate(const double angle) {double tmp_x = x_;x_ = x_ * cos(angle) - y_ * sin(angle);y_ = tmp_x * sin(angle) + y_ * cos(angle);
}
CheckLaneChangeUrgency
检查紧急换道,当FLAGS_enable_lane_change_urgency_checking
为true时,启用函数。
void RuleBasedStopDecider::CheckLaneChangeUrgency(Frame *const frame) {// 直接进入循环,检查每个reference_line_infofor (auto &reference_line_info : *frame->mutable_reference_line_info()) {// Check if the target lane is blocked or not// 1. 检查目标道路是否阻塞,如果在change lane path上,就跳过if (reference_line_info.IsChangeLanePath()) {is_clear_to_change_lane_ =LaneChangeDecider::IsClearToChangeLane(&reference_line_info);is_change_lane_planning_succeed_ =reference_line_info.Cost() < kStraightForwardLineCost;continue;}// If it's not in lane-change scenario || (target lane is not blocked &&// change lane planning succeed), skip// 2.如果不是换道的场景,或者(目标lane没有阻塞)并且换道规划成功,跳过if (frame->reference_line_info().size() <= 1 ||(is_clear_to_change_lane_ && is_change_lane_planning_succeed_)) {continue;}// When the target lane is blocked in change-lane case, check the urgency// Get the end point of current routingconst auto &route_end_waypoint =reference_line_info.Lanes().RouteEndWaypoint();// If can't get lane from the route's end waypoint, then skip// 3.在route的末端无法获得lane,跳过if (!route_end_waypoint.lane) {continue;}auto point = route_end_waypoint.lane->GetSmoothPoint(route_end_waypoint.s);auto *reference_line = reference_line_info.mutable_reference_line();common::SLPoint sl_point;// Project the end point to sl_point on current reference lane// 将当前参考线的点映射到frenet坐标系下if (reference_line->XYToSL(point, &sl_point) &&reference_line->IsOnLane(sl_point)) {// Check the distance from ADC to the end point of current routingdouble distance_to_passage_end =sl_point.s() - reference_line_info.AdcSlBoundary().end_s();// If ADC is still far from the end of routing, no need to stop, skip// 4. 如果adc距离routing终点较远,不需要停止,跳过if (distance_to_passage_end >rule_based_stop_decider_config_.approach_distance_for_lane_change()) {continue;}// In urgent case, set a temporary stop fence and wait to change lane// TODO(Jiaxuan Xu): replace the stop fence to more intelligent actions// 5.如果遇到紧急情况,设置临时的stop fence,等待换道const std::string stop_wall_id = "lane_change_stop";std::vector<std::string> wait_for_obstacles;util::BuildStopDecision(stop_wall_id, sl_point.s(),rule_based_stop_decider_config_.urgent_distance_for_lane_change(),StopReasonCode::STOP_REASON_LANE_CHANGE_URGENCY, wait_for_obstacles,"RuleBasedStopDecider", frame, &reference_line_info);}}
}
AddPathEndStop
void RuleBasedStopDecider::AddPathEndStop(Frame *const frame, ReferenceLineInfo *const reference_line_info) {// 路径不为空且起点到终点的距离不小于20mif (!reference_line_info->path_data().path_label().empty() &&reference_line_info->path_data().frenet_frame_path().back().s() -reference_line_info->path_data().frenet_frame_path().front().s() <FLAGS_short_path_length_threshold) { // FLAGS_short_path_length_threshold: Threshold for too short path length(20m)// 创建虚拟墙的IDconst std::string stop_wall_id =PATH_END_VO_ID_PREFIX + reference_line_info->path_data().path_label();std::vector<std::string> wait_for_obstacles;// 创建stop fenceutil::BuildStopDecision(stop_wall_id,reference_line_info->path_data().frenet_frame_path().back().s() - 5.0,0.0, StopReasonCode::STOP_REASON_REFERENCE_END, wait_for_obstacles,"RuleBasedStopDecider", frame, reference_line_info);}
}
参考
[1] 基于规则的停止决策
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一、流程框架图 二、具体流程分析 1、得到cameralist和对应的静态信息 目录如下: 重点代码分析: 启动相机前,先要通过getCameraIdList获取camera的个数以及id,然后可以通过getCameraCharacteristics获取对应id camera的capabilities(静态信息)进行一些openCamera前的…...
【RockeMQ】第2节|RocketMQ快速实战以及核⼼概念详解(二)
升级Dledger高可用集群 一、主从架构的不足与Dledger的定位 主从架构缺陷 数据备份依赖Slave节点,但无自动故障转移能力,Master宕机后需人工切换,期间消息可能无法读取。Slave仅存储数据,无法主动升级为Master响应请求ÿ…...
A2A JS SDK 完整教程:快速入门指南
目录 什么是 A2A JS SDK?A2A JS 安装与设置A2A JS 核心概念创建你的第一个 A2A JS 代理A2A JS 服务端开发A2A JS 客户端使用A2A JS 高级特性A2A JS 最佳实践A2A JS 故障排除 什么是 A2A JS SDK? A2A JS SDK 是一个专为 JavaScript/TypeScript 开发者设计的强大库ÿ…...