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赛事技术培训第一期——交通灯通行

一、关于报名：

1、关于报名注意事项：双平台报名，注意两个平台报名的时候所有信息务必填写一致，团队名称，指导老师名称，指导老师电话等信息，在百度Apollo赛事官网报名的时候一定要写清楚院校，队长信息（名字，电话），否则将视为无效赛队！

2、关于修改报名信息：

组委会官网—请到赛事QQ群，找到群公告，扫描问卷星二维码，反馈信息；

百度Apollo—请在百度Apollo赛事官网后台自行修改

3、关于附件：

百度Apollo赛项无需提交附件

4、关于报名、比赛时间安排

5、关于发票：

单位名称：学校

纳税人识别号：学校

（纳税人识别号填写学校名称即可在网上或者购物软件搜到）

二、培训内容：红绿灯通行场景仿真调试

场景描述：

当主车在监测到前方的红灯时, 主车停车在停止线前1.5-2.0米处，不得超过停止线。当红灯变为绿灯后，主车可以通过该路段，在通过交通灯区域时，主车的速度不得超过 6 m/s。

场景图示：

在交通规则中，当我们的车辆遇到红灯或者黄灯时就需要停车等待。在Apollo中设置的交通规则中也满足了这点。当我们的主车检测到前方为红或者黄灯时 （代码如下），在dreamview中的会显示以下界面：如图1 所示；同时也会在实线前多少米(看具体设置的距离，默认值为1米)外生成一道停止墙如图2所示：

图1：红灯显示 图2：停止墙

评判标准

主车未停车在停止线1.5-2.0米之间, 本场景分扣20分; 速度每超速1m/s, 本场景分扣20分, 超过停止线或者红灯状态未停止, 本场景计0分;

运行视频回放

【百度Apollo星火自动驾驶大赛城市道路预选赛——交通灯路口赛题】

技术详解

交通灯场景运行流程框图

一、进入TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED场景

代码以及代码路径（节选）：

scenario_type: TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED
traffic_light_protected_config: {
  start_traffic_light_scenario_distance: 5.0
  #当距离红绿灯的停车道5.0米时进入TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED场景
}

代码以及代码路径（节选）：

这段代码的作用是检查是否需要进入交通灯保护场景。具体来说，它首先获取交通灯保护场景（TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED）的配置参数，然后将当前车辆距离最近的交通灯与start_traffic_light_scenario_distance进行比较。

如果当前车辆距离最近的交通灯小于start_traffic_light_scenario_distance，那么设置变量traffic_light_protected_scenario为true，表示需要进入交通灯保护场景。

      const auto& scenario_config =
          config_map_[ScenarioConfig::TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED]
              .traffic_light_protected_config();
      if (adc_distance_to_traffic_light <
          scenario_config.start_traffic_light_scenario_distance()) 
          //当我们的主车离停车道小于start_traffic_light_scenario_distance的值时
          //就进入TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED场景
          {
        traffic_light_protected_scenario = true;
      }

交通灯场景TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED定义了两个stage

stage_type: TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED_APPROACH
stage_type: TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED_INTERSECTION_CRUISE

TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED_APPROACH和TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED_INTERSECTION_CRUISE的注册

代码以及代码路径（节选）：

  s_stage_factory_.Register(
      ScenarioConfig::TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED_APPROACH,
      [](const ScenarioConfig::StageConfig& config,
         const std::shared_ptr<DependencyInjector>& injector) -> Stage* {
        return new TrafficLightProtectedStageApproach(config, injector);
      });
  s_stage_factory_.Register(
      ScenarioConfig::TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED_INTERSECTION_CRUISE,
      [](const ScenarioConfig::StageConfig& config,
         const std::shared_ptr<DependencyInjector>& injector) -> Stage* {
        return new TrafficLightProtectedStageIntersectionCruise(config,
                                                                injector);
      });

如果自动驾驶车辆遇到交通灯为红灯

二、红绿灯检测：

代码以及代码路径（节选）：

这段代码的作用是检查交通灯是否已经完成。它遍历已完成的交通灯重叠区域的ID列表，然后将当前交通灯的ID与这些ID进行比较。如果当前交通灯的ID在已完成的交通灯重叠区域的ID列表中，那么设置变量traffic_light_done为true，然后退出循环。

  bool traffic_light_done = false;
    for (const auto& done_traffic_light_overlap_id :
         traffic_light_status.done_traffic_light_overlap_id()) {
      if (traffic_light_overlap.object_id == done_traffic_light_overlap_id) {
        traffic_light_done = true;
        break;
      }
    }
    if (traffic_light_done) {
      continue;
    }

2.1停止墙生成源码：

可能有小伙伴会问停止墙是如何生成的呢？停止墙的标志是什么？

首先当我们的主车确认前方交通灯不为绿灯时时，会生成停止墙，停止原因为黄/红信号灯，

代码以及代码路径（节选）：

函数的作用是生成一条停车决策，并将其添加到参考线信息中。当交通规则需要控制车辆停止时，例如信号灯指示红灯时，就会生成这样的停车决策。

    util::BuildStopDecision(virtual_obstacle_id, traffic_light_overlap.start_s,
                            config_.traffic_light().stop_distance(),
                            StopReasonCode::STOP_REASON_SIGNAL,
                            wait_for_obstacles,
                            TrafficRuleConfig::RuleId_Name(config_.rule_id()),
                            frame, reference_line_info);

2.2信号灯停止源码：

代码以及代码路径（节选）：

这段代码是一个交通灯保护阶段（TrafficLightProtectedStage）中的交通灯靠近阶段

（TrafficLightProtectedStageApproach）的处理函数（Process）。

首先，它遍历当前交通灯重叠区域的ID列表，并检查每个交通灯的颜色是否为绿灯。

如果存在任何一个交通灯不是绿灯，那么设置变量traffic_light_all_done为false，然后退出循环。

否则，将变量traffic_light_all_done设置为true。

如果所有交通灯都是绿灯，那么函数调用FinishStage()来结束该阶段，然后返回Stage::FINISHED状态。

否则，返回Stage::RUNNING状态，表示该阶段仍在运行中。

Stage::StageStatus TrafficLightProtectedStageApproach::Process(
    const TrajectoryPoint& planning_init_point, Frame* frame) {
bool traffic_light_all_done = true;
  for (const auto& traffic_light_overlap_id :
       GetContext()->current_traffic_light_overlap_ids) {
    //如果不为绿灯
    if (signal_color != TrafficLight::GREEN) {
      traffic_light_all_done = false;
      break;
      //进入TrafficLightProtectedStageApproach：：RUNNING
    }
  }
  if (traffic_light_all_done) {
    return FinishStage();
  }
  return Stage::RUNNING;
}

当主车靠近红绿灯场景时，会进入Scenario 为TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED的红绿灯场景

自动驾驶车辆接近交通信号灯

三、进入APPROACH的stage定义

代码以及代码路径（节选）：

这段代码是交通灯保护阶段（TrafficLightProtectedStage）中的交通灯靠近阶段（TrafficLightProtectedStageApproach）的处理函数（Process）

Stage::StageStatus TrafficLightProtectedStageApproach::Process()
//APPROACHstage 正在运行
{
  return Stage::RUNNING;
}

这段代码是交通灯保护阶段（TrafficLightProtectedStage）中的交通灯靠近阶段（TrafficLightProtectedStageApproach）的结束函数（FinishStage）。

当交通灯靠近阶段的任务完成后，该函数会将next_stage_设置为ScenarioConfig::TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED_INTERSECTION_CRUISE，表示进入交通灯保护阶段的下一个阶段TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED_INTERSECTION_CRUISE。

然后，它返回Stage::FINISHED状态，表示该阶段已经完成。

Stage::StageStatus TrafficLightProtectedStageApproach::FinishStage() 
//APPROACHstage 正在完成
{
//省略
  next_stage_ = ScenarioConfig::TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED_INTERSECTION_CRUISE;
  //进入下一个stage TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED_INTERSECTION_CRUISE
  return Stage::FINISHED;
  //APPROACH的stage完成
}

自动驾驶车辆进入红绿灯交叉路口区域

四、进入INTERSECTION_CRUISE的stage定义

代码以及代码路径（节选）：

这段代码是交通灯保护阶段（TrafficLightProtectedStage）中的交通灯保护交叉路口阶段（TrafficLightProtectedStageIntersectionCruise）的处理函数（Process）。

首先，它调用stage_impl_.CheckDone()函数，检查是否已经通过了交叉路口。如果已经通过了交叉路口，那么将返回true，表示该阶段已经完成。

如果该阶段已经完成，那么函数调用FinishStage()来结束该阶段，然后返回Stage::FINISHED状态。

否则，返回Stage::RUNNING状态，表示该阶段仍在运行中。

Stage::StageStatus TrafficLightProtectedStageIntersectionCruise::Process(
    const common::TrajectoryPoint& planning_init_point, Frame* frame) {
  bool stage_done =
      stage_impl_.CheckDone(*frame, ScenarioConfig::TRAFFIC_LIGHT_PROTECTED,
                            config_, injector_->planning_context(), true);
   //定义交叉路口
  if (stage_done) 
  //如果通过交叉路口
  {
    return FinishStage();
    //INTERSECTION_CRUISE的stage完成
  }
  return Stage::RUNNING;
  //进入INTERSECTION_CRUISE的RUNNING
}

该函数调用FinishScenario()函数，结束整个交通灯保护阶段（TrafficLightProtectedStage），并返回Stage::FINISHED状态，表示该阶段已经完成。

Stage::StageStatus TrafficLightProtectedStageIntersectionCruise::FinishStage() {
  return FinishScenario();
  //INTERSECTION_CRUISE的stage完成
}

交通灯场景代码修改部分

任务实现：

停车距离：

config: {
  rule_id: TRAFFIC_LIGHT
  enabled: true
  traffic_light {
    stop_distance: 1.0
    #停止距离为1.0 单位 m
    max_stop_deceleration: 4.0
  }
}

代码实现（节选）：

    ObjectDecisionType stop;
    //定义一个停止墙
  auto* stop_decision = stop.mutable_stop();
  //stop决策的停车原因
  stop_decision->set_reason_code(stop_reason_code);
  stop_decision->set_distance_s(-stop_distance);
  //stop决策的停车安全距离

实现场景代码（修改参数的部分）：

我们仅仅需要将配置文件TRAFFIC_LIGHT的stop_distance值改为1.5-2.0即可。

因为存在误差值，尽量取中间值。

config: {
  rule_id: TRAFFIC_LIGHT
  enabled: true
  traffic_light {
    stop_distance: 1.7
    #停止距离为1.0 单位 m
  }
}

限速方案：

方案一（简单可行，但需要多次调试）：

通过降低车辆的最大加速度，使车辆在通过交叉路口时的速度不超过6m/s。

方案二（复杂但有效，需要通读代码）：

可以参考减速带（speed bump）的方式进行调试，通过在限制通行区域内设置类似减速带的措施，来限制车辆的速度。

原创声明，本文由作者授权发布于Apollo开发者社区，未经许可，不得转载。
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宇新
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交通灯场景运行流程框图
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限速方案：