技术文档丨LGSVL Simulator使用详解

LGSVL Simulator是一款开源的无人驾驶仿真系统，支持Linux和Windows，可以对接Apollo及Autoware自动驾驶软件使用。运行该仿真系统需要一台带NVidia独立显卡的高配置的电脑。我下载的是Windows版本的Simulator，并通过访问指定的ip地址的方式与运行在Linux上的Apollo建立连接。

在《技术文档丨用LGSVL仿真器运行Apollo 5.0》的分享中，详细讲解了如何让LGSVL Simulator对接Apollo 5.0。本文主要讲解LGSVL Simulator本身具体使用方法。

注意：本文提到的Apollo（3.0）5.0是LG维护的一个分支，其中包含针对该仿真系统的修改，请不要使用Apollo官方版本。

这篇blog可以参考五个网页，第一个最基本的是“Getting Started”网页（具体link见下面），另外四个分别介绍WebUI的各个标签页的用法和传感器的配置。

“Getting Started”网页：

https://www.lgsvlsimulator.com/docs/getting-started/

  以下，ENJOY  

开始运行分三步：

1、下载最新的可执行文件(Windows或者Linux），可以用这个网页给的link，也可以直接从《官网》（链接见文末）下载。

2、确认安装了最新的NVIDIA驱动。

3、解压并运行下载的可执行文件。

如果用户希望自己编译生成可执行文件，可以参考：

https://www.lgsvlsimulator.com/docs/build-instructions/

启动Simulator以后：

1、点击中间的"Open Browser..."按钮，这会打开一个网页（Web UI），所有后续操作都在这个网页上操作。

2、在Web UI里面的Simulations页面选择地图、车辆，配置其他参数，然后运行这个Simulation（Simulator第一次运行时会默认下载8个地图、4个车辆，并用他们生成5个仿真配置）。

更具体的Web UI的使用方法可以参考以下几个页面：

《Web UI地图选项卡说明》（链接见文末），Map可以处于以下状态：

• 带有本地URL或已经下载的Map将具有Vaild状态。

• 如果这个Map资源包的URL不是本地的，并且资源包不在本地数据库中，那么该地图需要下载。当前一次只下载一个资源包。

  ○ 如果一个资源包正在下载，Map将显示一个灰色的点，该状态将是Downloading并显示下载百分比。

  ○ 如果另一个资源包正在下载，图标将是橙色的，该状态将会Downloading但是不显示下载百分比。

  ○ 按“stop”键可中断正在下载的Map。

• 如果在模拟中该Map不可用，它将处于Invalid状态。这可能是因为本地资源包不可用或下载中断。

在哪里可以找到地图

地图资源包和高精地图可以在《Content website》(链接见文末)上找到。在添加地图时，可以将指向合适资源包的链接作为URL，也可以输入本地路径手动下载资源包。

高精地图可在同一页下载。有关如何将高清地图添加到AD Stack的说明，请参阅相关文档：

《Apollo 5.0》(链接见文末)。

《Apollo 3.0》(链接见文末)。

如何添加地图

1、点击Add new按钮。

2、在打开的对话框中，输入地图的名称和相应资源包的URL。这可以是一个指向云端某个位置的URL(例如，指向《Content website》（链接见文末）上的资源包的链接)或本地驱动上的某个位置(指向environment_xxx文件的绝对路径)。

• 如果这个URL不在本地，资源包将被下载到本地数据库。

如何编辑地图

1、点击铅笔图标。

2、在打开的对话框中，可以更改地图的名称和指向资源包的URL。

3、如果URL发生更改，数据库中的资源包将被更新(如有必要，可下载)。

如何标注地图

如果已经在旧模拟器中(在HDRP之前)创建了地图，可以通过以下步骤在当前的HDRP模拟器中重新启用这些地图：

• 在旧的模拟器中

  ○ 需要在HDMapTool.cs(第148-154行)的header做一些改变：

   ◆ 将MapOrigin Northing/Easting转换为Longitude/Latitude。

   ◆ 用Longitude替换left和right的值。

   ◆ 用Latitude替换top和bottom的值。

   ◆ 还需要更改header的区域。

○ 如果有路口注释，需要为每个路口进行注释（具体参见《生成junction》（链接见文末）），因为在HDRP模拟器中是基于junction导入路口的。否则，信号/标志不能正确分组，每个信号/标志将作为一个路口对象被创建。

○ 导出地图到Apollo Map文件： base_map.bin。

• 在当前的HDRP模拟器中

  ○ 选择Simulator->Import HD Map，并设置Import Format为Apollo 5 HD Map。

  ○ 选择刚刚导出的地图并导入。

• 注意：需要检查十字路口，一些信号/标志可能分组不正确。

• 更多地图标注的内容可以参见《地图标注》（链接见文末）。
  

车辆可以处在以下状态：

• 带有本地URL或已经下载的Vehicle将处在Vaild状态。

• 如果到指向Vehicle的资源包的URL不是本地的，并且资源包不在本地数据库中，那么需要下载资源包。

  当前一次只能下载一个资源包。

  ○ 如果一个资源包正在下载，Vehicle将显示一个灰色的点，该状态将是Downloading并显示下载百分比。

  ○ 如果另一个资源包正在下载，图标将是橙色的，该状态将会Downloading但是不显示下载百分比。

  ○ 按停止键可中断正在下载的Vehicle。

• 如果在模拟中该Vehicle不可用，它将处于Invalid状态。这可能是因为本地资源包不可用或下载中断。

在哪里可以找到车辆

车辆资源包可以在《Content website》（链接见文末）上找到。在添加车辆时，可以将指向合适资源包的链接作为URL，也可以输入本地路径手动下载资源包。

车辆的定位文件可在同一页面下载。有关如何将车辆添加到AD Stack的说明，请参阅相关文档：

《Apollo 5.0》（链接见文末）。

《Apollo 3.0》（链接见文末）。

JSON配置的示例可以在以下页面找到：

《Apollo 5.0》（链接见文末）。

《Apollo 3.0》（链接见文末）。

如何添加车辆

1、点击Add new按钮。

2、在打开的对话框中，输入车辆的名称和相应资源包的URL。这可以是一个指向云端某个位置的URL（例如，指向《Content website》（链接见文末）上的资源包的链接）或本地驱动上的某个位置（指向vehicle_xxx文件的绝对路径）。

3、如果这个URL不在本地，将会下载资源包到本地数据库。

如何编辑车辆

1、点击铅笔图标。

2、在打开的对话框中，可以更改车辆的名称和指向资源包的URL。

3、如果URL发生更改，数据库中的资源包将被更新（如有必要，可下载）。

如何更改车辆的配置

1、点击扳手图标。

2、在打开的对话框中，可以输入车辆的bridge类型和车辆的JSON配置。

3、建议使用JSON美化器使配置更具可读性。

4、桥接类型决定传感器数据将如何适配格式并发送到AD Stack。

5、在向模拟器中添加车辆时，除了No bridge之外的所有bridge类型都需要Bridge Connection String。这个字符串包括AD Stack的IP和开放端口（例如：192.168.1.100:9090）。

6、JSON确定车辆上有哪些传感器、传感器的位置、它们将在什么情况下发布数据以及车辆接受什么控制输入。

《JSON配置示例》（链接见文末）见下文。

有关所有可用传感器的完整定义以及如何将其添加到车辆上，请参见《传感器参数》（链接见文末）。

Bridge类型

• No bridge：这是默认可用的Bridge。在设置模拟时不需要任何其他信息。在不需要连接到AD Stack时使用。

• ROS：这个Bridge基于AV Stacks允许连接ROS1 (如Autoware)。在设置模拟配置时，ROS1 Bridge需要IP地址和端口号。

• ROS Apollo：这个Bridge基于AV Stacks允许连接ROS1，需要protobuf消息格式 （像Apollo 3.0）。在设置模拟配置时，ROS1 Apollo Bridge需要IP地址和端口号。

• ROS2：这个Bridge允许连接到基于AV Stacks的ROS2。在设置模拟配置时，ROS2 Bridge需要IP地址、端口号。

• Cyber RT：这个Bridge允许连接到Apollo 5.0。在设置模拟配置时，Cyber RT Bridge需要IP地址、端口号。

JSON示例

这是默认车辆Jaguar2015XE（Autoware）上JSON配置的简化版本，使用ROS Bridge类型。

JSON包括一个位于车辆中心的GPS传感器，用来在 “/ nmea_sentence”上发布数据,还包括一个位于车辆中心上方2.312米的激光雷达传感器，用来在 “/ points_raw”发布数据，还有一个手动控制输入传感器，可以使用键盘来控制汽车,和一个车辆控制输入用来订阅Autoware AD Stack的控制命令。

 1[
 2{
 3"type": "GPS Device",
 4"name": "GPS",
 5"params": {
 6  "Frequency": 12.5,
 7  "Topic": "/nmea_sentence",
 8  "Frame": "gps",
 9  "IgnoreMapOrigin": true
10},
11"transform": {
12  "x": 0,
13  "y": 0,
14  "z": 0,
15  "pitch": 0,
16  "yaw": 0,
17  "roll": 0
18}
19},
20{
21"type": "Lidar",
22"name": "Lidar",
23"params": {
24  "LaserCount": 32,
25  "MinDistance": 0.5,
26  "MaxDistance": 100,
27  "RotationFrequency": 10,
28  "MeasurementsPerRotation": 360,
29  "FieldOfView": 41.33,
30  "CenterAngle": 10,
31  "Compensated": true,
32  "PointColor": "#ff000000",
33  "Topic": "/points_raw",
34  "Frame": "velodyne"
35},
36"transform": {
37  "x": 0,
38  "y": 2.312,
39  "z": -0.3679201,
40  "pitch": 0,
41  "yaw": 0,
42  "roll": 0
43}
44},
45{
46"type": "Manual Control",
47"name": "Manual Car Control"
48},
49{
50"type": "Vehicle Control",
51"name": "Autoware Car Control",
52"params": {
53  "Topic": "/vehicle_cmd"
54}
55}
56]

<左右滑动以查看完整代码>

模拟可以处在以下状态：

• 如果可以运行，Simulation处在Vaild状态。

• Simulation会因为以下几个原因而处于Invalid状态：

  ○ Map或者Vehicle在Simulation创建时就已经变成Invalid状态。

  ○ 带有Bridge的Vehicle缺少Bridge Connection String。

如何添加/编辑一个仿真

1、 点击Add new按钮或铅笔图标。

2、 打开的对话框有4个选项卡，可以改变模拟的参数：

1. 通用

• Simulation Name：仿真名称。

• Select Cluster：从下拉菜单中，选择将要运行模拟的计算机集群。

• API Only：检查模拟是否通过Python API进行控制。检查此选项将禁用大多数其他选项，因为它们将通过API设置
  

• Headless Mode：检查是否需要在主窗口中渲染模拟器。检查这一点将提高性能。

2. 地图&车辆

• Interactive Mode： 检查此选项以启用模拟控制。

• Select Map：从下拉菜单中选择要使用的地图。

• Select Vehicle：从下拉菜单中，选择将要生成的车辆。

• Bridge Connection String：如果所选车辆具有Bridge Type，则必须向bridge主机提供一个IP：port、

• +：添加一个额外的车辆。车辆将按顺序在地图的Spawn Info位置产生信息。

3. 交通

• Use Predefined Seed：检查此选项并输入一个种子[int]，该种子将用于精确地控制NPCs。

• Enable NPC：在模拟开始时，检查NPC车辆是否会出现。

• Enable Pedestrians：检查这一点，以使行人在模拟开始时出现。

4. 天气情况

• Time of Day：为模拟设置一天中的时间。

• Rain：[0-1]设定应该下多少雨。

• Wetness：[0-1]设置道路的湿度。

• Fog：[0-1]设置是否有浓雾。

• Cloudiness：[0-1]设置有多少云量。

主车上的各种传感器是由JSON文件配置的，具体参数说明在这里：

https://www.lgsvlsimulator.com/docs/sensor-json-options/

官方支持：

• F1— 帮助菜单

• ←↑↓→— 驱动车辆前进/制动，转弯

• 1-0—代理选择并跟随相机

• 鼠标右键—按住并拖拽-查看/旋转

• ~—自由相机

• WS—缩放

• AD—扫射

• QE—上/下

开发人员使用：

• N—切换非玩家角色(NPC)车辆

• P—切换行人

• End—切换点火(必须打开，车辆才能移动)

• Page Up—切换到前进档

• Page Down—切换到倒车档

• F12—车辆位置复位

其他操作：

• H—切换前灯

• F—切换雾灯

• I—切换车内灯

• 右Shift—切换停车制动 (车辆需要熄火来移动)

• M—切换警示灯

• <—切换左信号灯

• >—切换右信号灯

罗技G920方向盘输入：

• Right Pedal RB—加速

• Middle Pedal LB—制动

• Rotate Wheel—转弯

• A—循环通过代理

• B—切换非玩家角色(NPC)车辆

• X—切换传感器可视化仪器

• Y—循环通过相机状态(跟踪相机、影片相机、自由相机)

• Start—[侧边栏/3水平行]暂停模拟(仅限交互式模拟)

• Select—[重叠方块]打开菜单

• RSB—循环通过代理大灯状态

• LSB—切换反向

• Center—[Xbox]切换车内灯光(如果可用)

*《官网》

https://www.lgsvlsimulator.com

*《WebUI地图选项卡说明》

https://www.lgsvlsimulator.com/docs/maps-tab/

*《Apollo 5.0》

https://www.lgsvlsimulator.com/docs/apollo5-0-instructions/

https://www.lgsvlsimulator.com/docs/vehicles-tab/#apollo5-0-json-example.md

*《Apollo 3.0》

https://www.lgsvlsimulator.com/docs/apollo-instructions/

https://www.lgsvlsimulator.com/docs/vehicles-tab/#apollo-json-example.md

*《Content website》

https://content.lgsvlsimulator.com/maps/

https://content.lgsvlsimulator.com/vehicles/

*《生成junction》

https://www.lgsvlsimulator.com/docs/map-annotation/#create-junction

*《地图标注》

https://www.lgsvlsimulator.com/docs/map-annotation/

*《JSON配置示例》

https://www.lgsvlsimulator.com/docs/vehicles-tab/#example-json

*《传感器参数》

https://www.lgsvlsimulator.com/docs/sensor-json-options/

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