CARLA——Core implementations: synchrony, snapshots and landmarks

Core implementations: synchrony, snapshots and landmarks.pptx - Google 云端硬盘

笔者对部分自己关注的内容进行了摘抄以及验证

SYNCHRONOUS / ASYNCHRONOUS MODE

How it works

　　我们有两种运行CARLA的模式：

  • 异步：这是默认模式。在这种模式下，服务器将尽可能快地运行渲染管道，并将调用为on_tick()事件注册的所有回调。这意味着，如果计算复杂，客户可能没有足够的时间进行自己的计算。对于这些情况，我们有同步模式。
  • 同步：在这种模式下，服务器将等待，直到客户端执行tick()，然后服务器将运行一个新帧，然后再次等待。然后将调用所有注册了on_tick()事件的客户端。由于客户端负责告知服务器何时可以计算新帧，因此在继续下一帧之前，客户端有无限的时间进行自己的计算。

Fixed Delta Time

　　同步模式的一个重要概念(也可以应用于异步模式)是模拟步数的概念。服务器试图以尽可能快的速度一个接一个地计算帧，但在同步模式下，服务器将无限期地等待，直到客户端允许它继续。这意味着帧之间的时间不一致。因此，我们需要始终定义要在帧之间模拟的时间。这被称为fixed_delta_seconds，这是服务器在帧之间模拟的时间，无论帧需要多长时间。为了与UE4的物理引擎保持一致，我们不应该低于每秒10帧，因此0.1的时间步长是获得正确值的最大值，但较小的值会更好，比如0.05，这意味着(1/20=0.05)每秒20帧。

　　对于同步模式，这可能同样重要。默认情况下，fixed_delta_seconds的值设置为0，这意味着生成下一帧所需的时间尽可能少(可能是每秒高帧数)，但我们可以在那里指定一个值，然后我们可以实现模拟器能够比实时更快地模拟。例如，如果你的服务器以60 FPS的速度运行，那么你可以用20 FPS的速度进行模拟计算，这样你就可以用1/20的fixed_delta_seconds来决定帧速率，然后每秒钟你模拟3秒，所以你的模拟就像是在快进运动。

　　设置模式非常简单。可以使用get_settings()方法从世界检索当前设置。然后您可以更改如下设置：

  • synchronous_mode：启用或禁用此模式的布尔值
  • fixed_delta_seconds：我们想要模拟每一帧的时间，通常计算如下(1/FPS)

　　如果您处于同步模式，那么一个客户端将调用tick()，所有其他客户端都需要wait_for_tick()。对于异步模式，所有客户端都将wait_for_tick()。

Future work

　　我们需要改进同步模式，让服务器等待所有客户端，直到计算出新的帧。然后，所有客户端都需要执行tick()或wait_for_tick()，让服务器知道它们已经准备好了下一帧。

WorldSnapshot

What is it

　　在任何时候，我们都可以得到一个包含当前tick信息的对象，比如它被计算的时间戳，或者该tick处actor的属性。

　　这些目标称为worldsnapshot，它是一个特定帧的快照。

　　为了知道计算时间，我们有以下属性：

  • id：这是一个指定回合的计数器
  • frame：标识每个帧的计数器
  • frame_count：同上，这是一个遗产属性
  • elapsed_seconds：这是从模拟开始算起的秒数
  • delta_seconds：这是最后一帧的秒数
  • platform_timestamp：这是平台操作系统启动后的秒数

ActorSnapshot

　　在worldsnapshot中，我们有一个actorsnapshot列表，每个生成到模拟中的actor对应一个。通过actorsnapshot，我们可以使用方法来检索位置和旋转、线速度和角速度以及加速度。

　　这些对所有actor来说都是共同的，但我们也有一个由不同类型actor组成的状态结构：

  • Vehicle
  • Walker
  • TrafficLight
  • TrafficSign

　　通过actorsnapshot可访问的属性描述如下：

  • Vehicle
    • control：使用典型的驾驶控制装置控制车辆的基本运动
      • throttle：控制车辆油门的标量值
      • steer：控制车辆转向的标量值
      • brake：控制车辆制动器的标量值
      • hand_brake：决定是否使用手刹
      • reverse：确定车辆是否向后移动
      • manual_gear_shift：确定是否通过手动换档来控制车辆
      • gear：说明车辆运行的档位
    • speed limit：影响该车辆的限速
    • has_traffic_light：影响该车辆的交通灯
    • traffic_light_id：影响该车辆的交通灯号
    • traffic_light_state：影响该车辆的交通灯状态
  • Walker
    • direction：使用全局坐标的向量，该坐标将对应于步行者的方向
    • speed：控制步行者速度的标量值
    • jump：如果为真，步行者将进行跳跃
  • TrafficLight
    • sign_id：openDRIVE中交通灯的id
    • green_time：设置交通灯为绿色的秒数
    • yellow_time：设置交通灯为黄色的秒数
    • red_time：设置交通灯为红色的秒数
    • elapsed_time：更改为不同状态的时间计数器
    • pole_index：标杆的索引，将其标识为交叉口交通灯组的一部分(与openDRIVE相关)
    • time_is_frozen：状态是否被冻结以改变
    • state：当前交通灯状态(红色、黄色、绿色、关闭或未知)
  • TrafficSign
    • sign_id：openDRIVE中交通标志的id

How to get it

　　调用wait_for_tick()或get_snapshot()的世界方法时，我们将得到一个worldsnapshot。

　　此外，当调用在on_tick()上注册的回调时，将传递一个worldsnapshot的参数。

　　获得worldsnapshot后，我们可以使用worldsnapshot对象的find()方法获取actor的快照。我们可以使用has_actor()方法检查是否有actor。

 

API Extensions

Waypoint related functions

　　Waypoint表示道路中的一个定向点。允许查询道路信息(例如道路id、车道id等)。next()函数允许沿着交通方向穿过道路。OpenDRIVE抽象来表示道路。

carla.Waypoint

　　*.previous(distance)：返回车道相反方向上特定距离处的路径点。类似于*.next()但在道路上向后移动。

　　*.next_until_lane_end(distance)：返回一个路径点列表，直到以距离分隔的车道结束。

　　*.previous_until_lane_start(distance)：返回一个路径点列表，直到以距离分隔的车道开始。

carla.Map

　　*.get_waypoint_xodr(road_id, lane_id, s)：从OpenDRIVE参数返回一个路径点。

New class: Junction

New class: Landmark 

技术储备

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