carla unreal engine源码：如何自定义开发传感器

news2025/1/10 16:29:36

文章目录

前言
一、目标
二、代码内容
三、工程搭建
- 1、更改点总览
- 2、工程修改
- - 1）代码文件拷贝至目标路径
  - 2）SafeDistanceSensor.cpp 修改
  - 3）SafeDistanceSerializer.h 修改
  - 4）SafeDistanceEvent.h 修改
  - 5）Sensor.h 修改
  - 6）重编译PythonAPI
  - 7）安装PythonAPI
  - 8） make launch
  - 9）设置carla运行fps
  - 10）修改manual_control.py文件
- 3、传感器验证
- - 1）运行CARLA
  - 2）运行manual_control.py

前言

Carla是一个开源的自动驾驶模拟器，广泛用于自动驾驶研究和开发。它基于Unreal Engine构建，提供了丰富的传感器接口。然而，有时我们可能需要自定义传感器以满足特定的仿真需求。本文将介绍如何在Carla和Unreal Engine中自定义开发传感器。

一、目标

本文主要讲解如何在carla源码中增加一个安全距离传感器，这个传感器定义了一个安全区域，当有目标侵入区域传感器则工作并且探测到。开发难点在于官方提供的案例比较旧，存在较多的坑，如果按照官方的教程100%编译会出错，所以写这篇文章来和大家分享整个搭建过程。

点击进入官网搭建教程

二、代码内容

点击跳转进入下载源码

1、下载安全传感器实现代码，共SafeDistanceSensor.h、SafeDistanceSensor.cpp、 SafeDistanceSerializer.h、 SafeDistanceSerializer.cpp、SafeDistanceEvent.h 五个文件；

在这里插入图片描述

2、代码的作用

文件名	作用描述
SafeDistanceSensor.h	声明自定义传感器类 `ASafeDistanceSensor`，如标记类为Unreal Engine类、声明构造函数、重写基类函数、将参数接口暴露到Unreal Engine。
SafeDistanceSensor.cpp	实现自定义传感器类 `ASafeDistanceSensor`具体功能，如创建UBoxComponent组件、定义传感器的属性和默认值、设置传感器的所有者、周期更新发送数据等。
SafeDistanceSerializer.h	实现数据序列化类 `SafeDistanceSerializer` 的具体功能，序列化函数 Serialize 将检测到的演员列表转换为一个二进制缓冲区，方便在网络上传输或存储。
SafeDistanceSerializer.cpp	实现了 `SafeDistanceSerializer` 类的 Deserialize 方法，用于将原始传感器数据反序列化为 SafeDistanceEvent 对象
SafeDistanceEvent.h	`SafeDistanceEvent` 类是一个用于存储安全距离事件数据的类。

三、工程搭建

1、更改点总览

在这里插入图片描述

2、工程修改

1）代码文件拷贝至目标路径

注意：路径严格按照自己的路径进行

a）将SafeDistanceSensor.h与SafeDistanceSensor.cpp拷贝至:\UnrealEngine\carla\Unreal\CarlaUE4\Plugins\Carla\Source\Carla\Sensor\

b）将SafeDistanceSerializer.h与SafeDistanceSerializer.cpp拷贝至:\UnrealEngine\carla\LibCarla\source\carla\sensor\s11n

c）将SafeDistanceEvent.h拷贝至:\UnrealEngine\carla\LibCarla\source\carla\sensor\data

d）将SensorData.cpp拷贝至:\UnrealEngine\carla\PythonAPI\carla\source\libcarla

e）将SensorRegistry.h拷贝至:\UnrealEngine\carla\LibCarla\source\carla\sensor\

2）SafeDistanceSensor.cpp 修改

将Box->SetHiddenInGame(true);改为Box->SetHiddenInGame(false); 设置为false之后将安全距离传感器设置到车辆后会有可视化的boudingbox，主要为了方便我们调试；

在这里插入图片描述

3）SafeDistanceSerializer.h 修改

将ActorId id = episode.FindActor(actor).GetActorId(); 改为 ActorId id = episode.FindCarlaActor(actor)->GetActorId(); 老方法已经弃用，不修改会导致编译报错；

在这里插入图片描述

4）SafeDistanceEvent.h 修改

将Array<rpc::ActorId>(std::move(data)) {} 改为 Array<rpc::ActorId>(0u, std::move(data)) {} 老方法已经弃用，不修改会导致编译报错；

在这里插入图片描述

5）Sensor.h 修改

路径:\UnrealEngine\carla\Unreal\CarlaUE4\Plugins\Carla\Source\Carla\Sensor\Sensor.h将void Tick(const float DeltaTime) final; 改成void Tick(const float DeltaTime);，不修改同样会导致编译报错；

在这里插入图片描述

6）重编译PythonAPI

打开编译终端输入make clean，完成后再输入make PythonAPI ;

7）安装PythonAPI

请注意进入你的dist文件夹

a）终端输入pip uninstall carla卸载旧的PythonAPI；
在这里插入图片描述

b）终端输入pip install .\carla-0.9.14-cp37-cp37m-win_amd64.whl安装PythonAPI

在这里插入图片描述

8） make launch

终端输入make launch进入unreal engine界面在这里插入图片描述

9）设置carla运行fps

这个是要设置，如果不设置的话，carla client的fps会极低；
在这里插入图片描述

10）修改manual_control.py文件

修改这个的作用主要用于验证安全距离传感器是否生效，至于为什么要加到这里是因为，可以通过按键移动和调整车辆位置

a）创建SafeDistanceSensor的类，用于生成创建安全距离传感器以及注册回调函数，当有目标进入安全区域则会回调_in_detection_zone函数；

class SafeDistanceSensor(object):
    def __init__(self, parent_actor):
        self._parent = parent_actor
        self.world = self._parent.get_world()
        bp = self.world.get_blueprint_library().find('sensor.other.safe_distance')
        self.sensor = self.world.spawn_actor(bp, carla.Transform(), attach_to=self._parent)
        self.world_ref = weakref.ref(self.world)
        self.sensor.listen(self._in_detection_zone)

            
    def _in_detection_zone(self, event):
        world = self.world_ref()
        for actor_id in event:
            vehicle = world.get_actor(actor_id)
            print('Vehicle too close: %s' % vehicle.type_id)

位置就随便加在CollisionSensor类上面吧
在这里插入图片描述

b）增加custom_spawn_actor函数到class World(object)这个类中，这个函数用于生成目标车辆到自车前方20m，方便制造调试场景；

    def custom_spawn_actor(self):
        blueprint_library = self.world.get_blueprint_library()
        vehicle_bp = blueprint_library.filter('vehicle.*')[0]
        # 获取自车的变换（位置和旋转）
        transform = self.player.get_transform()
        # 计算目标车的生成位置（在自车前方20米）
        forward_vector = transform.get_forward_vector()
        spawn_location = transform.location + carla.Location(forward_vector.x * 20, forward_vector.y * 20,
                                                             forward_vector.z * 20)
        # 生成目标车
        spawn_transform = carla.Transform(spawn_location, transform.rotation)
        target_vehicle = self.world.spawn_actor(vehicle_bp, spawn_transform)
        if target_vehicle:
            print(f"Spawned target vehicle at {spawn_transform.location}")
        else:
            print("Failed to spawn target vehicle")
        return target_vehicle

位置就随便加在next_weather函数上面吧
在这里插入图片描述

c）在class World(object)类的__init__(self, carla_world, hud, args)加入变量定义self.safedistance_sensor = None，就加在__init__(self, carla_world, hud, args)函数的最末尾就行了；

在这里插入图片描述