前言

1、Carla提供了大量的Python API接口，用户可以通过查找文档实现各类功能，本文介绍该如何通过Tab按键实现多视图切换的功能，视图切换方便我们调试功能以及摄像头画面注入；

2、一般的画面我们可以通过生成Camera，然后将Camera画面设置为当前视图；但是上帝视图我通过设置Camera来实现，但我发现画面会出现严重抖动，后面改成直接生成相对自车的视图就好了；

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、Carla多视图切换效果

上帝视图：
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后往前视图：
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前视图：
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后视图：
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左视图：

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右视图：

二、Camera安装坐标系

坐标原点是BoudingBox中心点

1、Carla.Location

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2、Carla.Rotation

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注意：生成摄像头的时候有三种附加方式，Rigid、SpringArm、SpringArmGhost，这里先引入这个坐标系，后面会具体讲到哪里会用到；

1、Rigid：生成摄像头的时候选择Rigid模式，视觉效果不好，画面会抖动，它附加在目标上的坐标系如下；
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2、SpringArmGhost：叫做幽灵弹簧臂，不仅会跟随目标物跳过障碍物遮挡，还会自动调整运动的画面，使得画面变得平滑，UE4官方给出的SpringArmGhost效果如下图：

在这里插入图片描述

但是SpringArmGhost模式下的Roll有点奇怪，我调参的时候发现当Z轴值不为0时，0°的时候视角有点朝上，具体什么原因我也没搞懂，官方好像也不太清楚是什么原因，可能UE官方才知道什么原因，有懂的小伙伴可以分享下。

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三、接口及代码详解

1、接口介绍

1）get_spectator是获得观察者，我们可以通过设置观察者的坐标系来获取视图；
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2）获取坐标系信息，我们可以获取Camera坐标系，也可以获取车辆的坐标系；

3）set_transform设置观察者坐标系；
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4）Carla坐标系，参考第二大点，Camera安装参照坐标系；

5）生成actor，可以用来生成车辆、Camera等，attahment设置附加的类型，上面有讲到他的种类
在这里插入图片描述
···

2、生成上帝视图代码

1）生成上帝视图不能使用Camera画面作为当前观察视图(会出现抖动的情况)，而是通过直接设置相对于自车的观察视图，由于车的位置时刻在变因此更新每一帧的坐标：

import carla

#获得当前车辆的坐标系
Vehicle_transform = vehicle.get_transform()
#更新观察坐标系，在车辆坐标的基础上修改坐标
spectator_tranform = carla.Transform(Vehicle_transform .location + carla.Location(z=50),
            						carla.Rotation(pitch=-90))
#设置观察坐标系
world.get_spectator().set_transform(spectator_tranform )

3、生成Camera视图代码

import carla

#查找Camera蓝图
camera_bp = world.get_blueprint_library().find('sensor.camera.rgb')
#设置生成Camera的附加类型为SpringArmGhost
Atment_SpringArmGhost = carla.libcarla.AttachmentType.SpringArmGhost
#设置Camera的安装坐标系
Camera_transform = carla.Transform(carla.Location(x=-8, y=0, z=5),
                            carla.Rotation(pitch=15, yaw=0, roll=0))
#生成Camera
camera = world.spawn_actor(camera_bp, Camera_transform,attach_to=vehicle,
							attachment_type=Atment_SpringArmGhost )
#设置观察者视图
 world.get_spectator().set_transform(camera.get_transform())

四、完整代码

import carla
import random
import time
import threading
import keyboard

threads = []

def updateSpectator(vehicle,world):
    spectator_obj_list =[]

    #获得车辆的中心点，并将点定位到右上角，便于运算
    bound_x = 0.5 + vehicle.bounding_box.extent.x
    bound_y = 0.5 + vehicle.bounding_box.extent.y
    bound_z = 0.5 + vehicle.bounding_box.extent.z

    #查找相机蓝图
    camera_bp = world.get_blueprint_library().find('sensor.camera.rgb')

    #设置Camera的附加类型Camera跟随车辆(幽灵模式)；
    Atment_SpringArmGhost = carla.libcarla.AttachmentType.SpringArmGhost

    Atment_Rigid = carla.libcarla.AttachmentType.Rigid

    #设置相对车辆的安装位置，配置上帝视图(Camera无法实现上帝视图，画面会抖动)
    Vehicle_transform_list = [
                            (carla.Location(z=50),carla.Rotation(pitch=-90))
    ]

    #设置camera的安装位置，配置后往前视图以及前后左右视图
    Camera_transform_list = [
                            (carla.Transform(carla.Location(x=-8, y=0, z=5),
                            carla.Rotation(pitch=15, yaw=0, roll=0)),Atment_SpringArmGhost),

                            (carla.Transform(carla.Location(x=bound_x, y=0, z=bound_z),
                            carla.Rotation(pitch=-15, yaw=180, roll=0)),Atment_SpringArmGhost),

                            (carla.Transform(carla.Location(x=-bound_x, y=0, z=bound_z),
                            carla.Rotation(pitch=-15, yaw=-180, roll=0)),Atment_SpringArmGhost),

                            (carla.Transform(carla.Location(x=bound_x-0.5, y=-bound_y, z=bound_z),
                            carla.Rotation(pitch=-15, yaw=120, roll=20)),Atment_SpringArmGhost),
                            
                            (carla.Transform(carla.Location(x=bound_x-0.5, y=bound_y, z=bound_z),
                            carla.Rotation(pitch=-15, yaw=-120, roll=-20)),Atment_SpringArmGhost)                                     
        ]
    

    #拼接两个transform_list
    spectator_transform_list = Vehicle_transform_list + Camera_transform_list
    
    #上帝视图坐标系以及所有camera对象填入spectator_obj_list；
    for spectator_transform_index in spectator_transform_list:
            
            #spectator_transform_list第0个元素为上帝视图坐标系
            if spectator_transform_list.index(spectator_transform_index) ==0:
                spectator_obj_list.append(spectator_transform_index)
            
            #spectator_transform_list其余元素为Camera安装参数，下面生成Camera对象
            else:
                camera = world.spawn_actor(camera_bp, spectator_transform_index[0],
                attach_to=vehicle,attachment_type=spectator_transform_index[1])
                spectator_obj_list.append(camera)
    
    #设置Vehicle_transform_list[0]为初始视图(上帝视图)；
    spectator_obj = Vehicle_transform_list[0]

    # 每一帧都需要更新视图，因为坐标时刻在变化；
    while True:
        #按Tab键切换
        if keyboard.is_pressed("tab"):
            #上一个spectator的索引号；
            last_spectator_obj_index =  spectator_obj_list.index(spectator_obj)
            #计算下一个spectator的索引，如果列表索引超限则重新拿第0个spectator；
            spectator_obj_index = last_spectator_obj_index +1 if len(spectator_obj_list) - last_spectator_obj_index -1 > 0 else 0
            spectator_obj = spectator_obj_list[spectator_obj_index]
            time.sleep(0.2)

        #更新视图
        if spectator_obj_list.index(spectator_obj) == 0:
            #设置上帝视图
            Vehicle_transform = carla.Transform(vehicle.get_transform().location + spectator_obj_list[0][0],
            spectator_obj_list[0][1])
            world.get_spectator().set_transform(Vehicle_transform)
        else:
            #设置其他Camera视图
            world.get_spectator().set_transform(spectator_obj.get_transform())


def autopilot(vehicle):
    #自动领航
    vehicle.set_autopilot()
    
try:
    # 连接至服务器
    client = carla.Client('localhost', 2000)
    client.set_timeout(10)

    # 获取世界对象
    world = client.get_world()

    # 获取车辆原型
    car_blueprnt = world.get_blueprint_library().filter('vehicle.tesla.*')[0]
    car_blueprnt.set_attribute('role_name', 'ego_vehicle')

    # 在随机位置生成车辆
    spawn_point = random.choice(world.get_map().get_spawn_points())
    vehicle = world.spawn_actor(car_blueprnt, spawn_point)

    # 创建自动运行车辆的线程
    Thread_autopilot = threading.Thread(target=autopilot(vehicle))

    # 创建切换视图的线程
    Thread_updateSpectator = threading.Thread(target=updateSpectator(vehicle,world))

    #添加线程
    threads.append(Thread_autopilot)
    threads.append(Thread_updateSpectator)
    for thread in threads:
        thread.start()

finally:
    # 销毁车辆
    vehicle.destroy()