0 系统配置

• Ubuntu 20.04
• CARLA 0.9.12
• ROS Noetic

1 创建流程与逻辑

0. 写在最前

• carla中AActor类含有大量实现函数
  头文件位于👇
  ～/carla/Unreal/CarlaUE4/Plugins/Carla/Source/Carla/Actor/CarlaActor.h
• CarlaEpisode表示模拟器中运行的当前情节，即自上次加载地图以来的模拟状态。它包含 Carla 的所有相关信息。
  头文件位于👇
  ～/carla/Unreal/CarlaUE4/Plugins/Carla/Source/Carla/Game/CarlaEpisode.h
• 操作前注意备份Content文件夹和其余关键代码

1. 在目录：
   ～/carla/Unreal//carla/Unreal/CarlaUE4/Plugins/Carla/Source/Carla/Sensor中
   创建传感器的实现函数和头文件
2. 在目录：
   ～/carla/LibCarla/source/carla/sensor/s11n/中
   创建传感器的序列器(serializer)实现函数和头文件
   序列器将实现函数所得的原始数据存入缓冲区中传递给事件对象，然后传递给客户端原始数据
3. 在目录：
   ～/carla/LibCarla/source/carla/sensor/data/中
   创建传感器的数据对象(事件)函数头文件
   将缓冲区中的指针解析为数组
   并对目录～/carla/PythonAPI/carla/source/libcarla/中的SensorData.cpp进行相应修改
   注意记得包含对应头文件
4. 在目录：
   PythonAPI/carla/source/libcarla/中的SensorData.cpp将cpp方法暴露给pythonAPI
5. 在目录：
   ～/carla/LibCarla/source/carla/sensor/中的SensorRegistry.h进行传感器注册
6. 重新编译
   编译问题详见后续
   直接使用make clean后make PythonAPI后make launch
   不要使用make rebuild

主要参考官方文档：创建传感器
但是官网文档给出的构建代码已经过时，部分实现函数的函数名已经修改，详见下文。

2 存在问题

1. 编译报错 1

   In file included from ../../LibCarla/source/carla/sensor/s11n/SafeDistanceSerializer.cpp:3:
   ../../LibCarla/cmake/../source/carla/sensor/data/SafeDistanceEvent.h:14:9: error: no matching constructor for initialization of 'Array<rpc::ActorId>' (aka 'Array<unsigned int>'): Array<rpc::ActorId>(std::move(data)) {}
   

   解决方法：
   在 SafeDistanceEvent.h 中改写
   Array<rpc::ActorId>(std::move(data)) {} 为 Array<rpc::ActorId>(0u, std::move(data)) {}.
   在 SafeDistanceSerializer.h 中改写
   ActorId id = episode.FindActor(actor).GetActorId(); 为 ActorId id = episode.FindCarlaActor(actor)->GetActorId();.
   该处为更新的代码，原代码已不适用
2. 编译报错 2

   x86_64-linux-gnu-gcc: error: /home/ikaros/carla/PythonAPI/carla/dependencies/lib/libxerces-c.a: 没有那个文件或目录
   x86_64-linux-gnu-gcc: error: /home/ikaros/carla/PythonAPI/carla/dependencies/lib/libproj.a: 没有那个文件或目录
   x86_64-linux-gnu-gcc: error: /home/ikaros/carla/PythonAPI/carla/dependencies/lib/libsqlite3.a: 没有那个文件或目录
   

   解决方法：
   make clean后重新make PythonAPI和make launch
   不要使用官方步骤的make rebuild
   尽管make rebuild相当于make clean后make launch，但是缺少了make PythonAPI就会导致第三方库编译不完全。
3. 编译报错 3
   make launch时报错如下：

   x86_64-linux-gnu-gcc: error: /home/ikaros/carla/PythonAPI/carla/dependencies/lib/libxerces-c.a: 没有那个文件或目录
   x86_64-linux-gnu-gcc: error: /home/ikaros/carla/PythonAPI/carla/dependencies/lib/libproj.a: 没有那个文件或目录
   x86_64-linux-gnu-gcc: error: /home/ikaros/carla/PythonAPI/carla/dependencies/lib/libsqlite3.a: 没有那个文件或目录
   

   其主要原因就是UE4文件夹权限被错误变更为ROOT（一般是由于sudo make xxx），make CarlaUE4Editor无法编译相关UE4库导致make失败
   解决方法：
   sudo chown -R usr_name : usr_name UE4文件夹名

3 Python实现

基于官方自带脚本manual_control.py进行实现

1. 在class World(object):中加入
   self.safedistance_sensor = None
2. 在def restart(self):中加入
   self.safedistance_sensor = SafeDistanceSensor(self.player)
3. 创建一个SafeDistanceSensor类

   class SafeDistanceSensor(object):def __init__(self, parent_actor):self._parent = parent_actorworld = self._parent.get_world()bp = world.get_blueprint_library().find('sensor.other.safe_distance')self.sensor = world.spawn_actor(bp, carla.Transform(), attach_to=self._parent)def callback(event):for actor_id in event:vehicle = world.get_actor(actor_id)print('Vehicle too close: %s' % vehicle.type_id)self.sensor.listen(callback)
   

一切顺利的话，当两辆车包围盒重叠时，终端会输出如下画面：

4 ROS-bridge实现

1. 根据底层实现，考虑最终需要返回的数据类型，编写carla.msg或者使用ros自带数据类型
   在~/catkin_ws/src/ros-bridge/carla.msgs/msg文件夹下创建CarlaSafeDistanceEvent.msg

   # A safe distance eventstd_msgs/Header headerstring ActorId # 返回其他车辆的ID
   

2. 编写传感器的初始化，调用以及仿真结果发布的py类函数
   在~/catkin_ws/src/ros-bridge/carla_ros_bridge/src/carla_ros_bridge文件夹下创建safedistance_sensor.py

   from carla_ros_bridge.sensor import Sensor
   from carla_msgs.msg import CarlaSafeDistanceEvent # 自定义的消息类型，发布其它车辆的ID
   class SafeDistanceSensor(Sensor):def __init__(self, uid, name, parent, relative_spawn_pose, node, carla_actor, synchronous_mode, world):super(SafeDistanceSensor, self).__init__(uid=uid,name=name,parent=parent,relative_spawn_pose=relative_spawn_pose,node=node,carla_actor=carla_actor,synchronous_mode=synchronous_mode,is_event_sensor=True)self.world = world # 初始化传入的世界参数self.safedistance_publisher = node.new_publisher(CarlaSafeDistanceEvent,self.get_topic_prefix(),qos_profile=10)self.self_actor_id = self.carla_actor_id # 获取当前角色idself.listen()def destroy(self):super(SafeDistanceSensor, self).destroy()self.node.destroy_publisher(self.safedistance_publisher)def sensor_data_updated(self, safedistance_event):safedistance_msg = CarlaSafeDistanceEvent()safedistance_msg.header = self.get_msg_header(timestamp=safedistance_event.timestamp)vehicle_list = list(safedistance_event) # 获取激活的缓存数据（包围盒重叠）vehicle_id = self.world.get_actor(vehicle_list[0])if self.self_actor_id != vehicle_id:# 如果不属于本身的角色id，将其id输出safedistance_msg.ActorId = str(vehicle_id.type_id) self.safedistance_publisher.publish(safedistance_msg)
   

3. 在同文件夹下的actor_factory.py的def _create_object(self, uid, type_id, name, attach_to, spawn_pose, carla_actor=None):中引用该传感器类

   elif carla_actor.type_id.startswith("sensor.other.safe_distance"):actor = SafeDistanceSensor(uid, name, parent, spawn_pose,self.node, carla_actor, self.sync_mode, self.world)
   

   可按传感器的实际需求编写变量

4. 在同文件下的bridge.py中调用ActorFactory

   from carla_ros_bridge.actor_factory import ActorFactory
   def initialize_bridge(self, carla_world, params):
   ...
   self.actor_factory = ActorFactory(self, carla_world, self.sync_mode)
   

5. 在~/catkin_ws/src/ros-bridge/carla_spawn_objects/config文件夹的objects.json中添加新传感器位置配置

   {"type":"sensor.other.safe_distance","id":"safe_distance","spawn_point":{"x": 0.0, "y": 0.0, "z": 0.0}
   }
   

6. 执行catkin_make

一切顺利的话，启动ros-bridge后，当两辆车的包围盒发生重叠时执行ros topic echo /carla/ego_vehicle/safe_distance终端会输出如下消息：

写在最后

本文仅提供参考，基于本文的方法能基本复现carla官网的流程，但仍存在部分bug，目前已知的有：

1. 在同场景下，若重新生成车辆，上一辆车的包围盒仍停留原地，但不发生检测，将隐藏盒子参数设为true后消失
2. ROS中会收到自身和另外对象的id，可能在多车情况下消息会失效。rosbridge中传感器消息收发代码仍需优化