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CARLA (Car Learning to Act) 是一款开源自动驾驶模拟器#xff0c;其支持自动驾驶系统全管线的开发、训练和验证#xff08;Development, Training, and Validation of autonomous driving systems#xff09;。Carla提供了丰富的数字资产#xff0c;例如城市布局…0. 引言
CARLA (Car Learning to Act) 是一款开源自动驾驶模拟器其支持自动驾驶系统全管线的开发、训练和验证Development, Training, and Validation of autonomous driving systems。Carla提供了丰富的数字资产例如城市布局Urban layouts、建筑物Buildings、车辆Vehicles并支持多项功能——包括灵活的传感器配置、环境条件、对静态和动态Actors的控制、地图生成等。Carla使得研究人员和工程师能够在虚拟环境中模拟复杂的城市交通环境生成多样化的场景数据极大地降低自动驾驶算法路测时的成本和风险。 Carla 官方网站
CARLA: Open-source simulator for autonomous driving research.https://carla.org/
Carla 学术论文随着论文版本更新链接可能失效当前为v78
CARLA: An Open Urban Driving Simulatorhttps://proceedings.mlr.press/v78/dosovitskiy17a/dosovitskiy17a.pdf
Carla 的亮点功能 可扩展性Scalability via a server multi-client architecture通过服务器多客户端架构实现扩展性多个客户端可以在同一节点或不同节点上控制不同的Actors 灵活的APIFlexible APICARLA的API允许用户控制与仿真相关的各个方面包括交通生成、行人行为、天气、传感器等 自动驾驶传感器套件Autonomous Driving sensor suite用户可以配置多样化的传感器套件包括激光雷达LIDAR、多摄像头、深度传感器、GPS等 快速仿真Fast simulation for planning and control提供快速仿真模式该模式关闭了渲染功能以便快速执行不需要图形的交通仿真和道路行为 地图生成Maps generation用户可以通过RoadRunner等工具根据ASAM OpenDRIVE标准创建自定义地图 交通场景仿真Traffic scenarios simulationScenarioRunner引擎允许用户基于模块化行为定义并执行不同的交通场景 ROS集成ROS integrationCARLA通过ROS-bridge实现了与ROS的集成 自动驾驶基线Autonomous Driving baselinesCARLA中提供了自动驾驶Baselines包括AutoWare Agent和基于条件模仿学习的AgentConditional Imitation Learning agent 1. Carla安装步骤
本部分给出详细步骤介绍如何在 Ubuntu 20.04系统中安装 CARLA。根据以下图片所示的软件依赖关系ROS bridge需要基于ROS2 Foxy因此也需要Ubuntu 版本为Ubuntu 20.04Focal Fossa。 ROS Bridge版本依赖要求 ROS2 Foxy版本依赖要求
根据以上安装指南可确定所涉及的各软件版本应为 Ubuntu 20.04 不可使用虚拟机系统 ROS2 Foxy Carla 0.9.13
本人的GPU软硬件环境如下 RTX 2070 GPU Driver Version: 535.183 CUDA Version: 12.2 GPU驱动安装参考
1安装依赖项 安装Python3的pip并升级pip sudo apt install python3-pip
pip3 install --upgrade pip安装必要的Python库 pip3 install --user pygame numpy
pip3 install opencv-python
pip3 install carla安装系统库 sudo apt install libomp5
sudo apt install ros-foxy-derived-object-msgs2下载并配置CARLA模拟器 前往CARLA的GitHub发布页面下载适用于Linux/Ubuntu的Carla 0.9.13压缩包文件名为CARLA_0.9.13.tar.gz 解压并进入CARLA目录 # 定位至Carla解压后的文件夹路径例如 cd /home/yaoyao/Documents/CARLA_0.9.13
cd path-to-carla 首次运行CARLA需要导入配置文件 ./ImportAssets.sh运行CARLA模拟器 ./CarlaUE4.sh此时命令行会提示如下内容并在新的CarlaUE4窗口中显示一个城市街景图。 yaoyaou2004:~/Documents/CARLA_0.9.13$ ./CarlaUE4.sh
4.26.2-0UE4Release-4.26 522 0
Disabling core dumps. 3安装ROS2
使用鱼香ROS一键安装ROS2。安装过程中选择ROS2 Foxy版本 wget http://fishros.com/install -O fishros . fishros 4安装carla_ros_bridge 创建carla-ros bridge工作空间并进入以下示例代码为将carla-ros-bridge安装在根目录下 mkdir -p ~/carla-ros-bridge cd ~/carla-ros-bridge克隆carla_ros_bridge仓库 git clone --recurse-submodules https://github.com/carla-simulator/ros-bridge.git src/ros-bridgesource ROS2环境应根据foxy setup.bash的实际安装目录进行修改 source /opt/ros/foxy/setup.bash5安装ROS功能包依赖rosdep
rosdep是ROS的依赖管理工具用于安装ROS包所需的系统依赖项确保环境的一致性。继续使用鱼香ROS安装rosdep wget http://fishros.com/install -O fishros . fishros更新rosdep数据库 rosdepc update安装依赖项 cd /opt/ros/foxy
rosdepc install --from-paths src --ignore-src -r编译carla_ros_bridge cd ~/carla-ros-bridge
colcon build请注意第一次编译时可能会出现stderr: pcl_recorder错误。 再次运行colcon编译命令解决此stderr错误 colcon build6配置Python环境变量
更新Python环境变量使用sudo gedit ~/.bashrc命令将以下语句添加至 ~/.bashrc export CARLA_ROOT/home/yaoyao/CARLA_ROS/CARLA_0.9.13
export PYTHONPATH$PYTHONPATH:$CARLA_ROOT/PythonAPI/carla/dist/carla-0.9.13-py3.7-linux-x86_64.egg:$CARLA_ROOT/PythonAPI/carla修改~/.bashrc如下图第157-158行所示。其中carla-0.9.13-py3.7-linux-x86_64.egg应能在Carla安装目录的.../PythonAPI/carla/dist/目录下找到。
7修复bool类型错误
NumPy版本更新后numpy.bool类型被弃用运行过程中可能会遇到以下错误
TypeError: data type numpy.bool not understood 为了解决上述兼容性问题首先定位至packages文件夹
cd ~/carla-ros-bridge/install/carla_ros_bridge/lib/python3.8/site-packages/carla_ros_bridge 使用gedit等文本处理工具将camera.py的第455行(pol, numpy.bool)修改为(pol, bool) 以上各个步骤即完成了Carla的安装。 2. 启动基本测试
由于ROS2采用分布式节点架构每个节点可能在不同的终端或机器上运行。为了同时运行CARLA模拟器和ROS2 Bridge需要在不同的终端中启动。
第一个终端启动CARLA模拟器根据实际安装目录修改路径
-carla-rpc-port2000指定CARLA的RPC端口默认为2000
carla_ros_bridge.launch.py启动ROS桥接节点与CARLA进行通信
cd /home/yaoyao/Documents/CARLA_0.9.13
./CarlaUE4.sh -carla-rpc-port2000第二个终端启动ROS Bridge
cd ~/carla-ros-bridge
source ./install/setup.bash
ros2 launch carla_ros_bridge carla_ros_bridge.launch.pyCarla的运行界面会变为如下图所示的街景 或者第二个终端也可启动带有示例车辆的案例。即不运行上述ros2 launch carla_ros_bridge carla_ros_bridge.launch.py而是执行以下代码
cd ~/carla-ros-bridge
source ./install/setup.bash
ros2 launch carla_ros_bridge carla_ros_bridge_with_example_ego_vehicle.launch.py将出现CARLA ROS manual control窗口可以通过键盘进行车辆控制。 控制说明 H显示帮助信息 B切换手动驾驶模式 P切换自动驾驶模式 3. 总结
本教程涉及了在Ubuntu系统上安装CARLA模拟器的详细步骤并配置了ROS2和carla_ros_bridge。安装成功后可在ROS 2环境中与CARLA进行交互进行自动驾驶相关的开发和测试。
常见问题 Anaconda的安装可能导致Python环境问题 在安装与运行ROS2和CARLA时不要激活如已安装的Anaconda环境
# Anaconda将在启动终端时不再自动激活base环境
conda config --set auto_activate_base falseCARLA模拟器运行缓慢 尝试使用低质量模式运行或者升级硬件配置。不应使用虚拟机运行Carla。
# 以低分辨率运行Carla
./CarlaUE4.sh -quality-levelLow参考资料 CARLA官方文档 鱼香ROS ROS2入门21讲 • 古月
