自动驾驶—CARLA仿真（29）传感器（Sensors and data）

传感器使用详解

carla.Sensor类定义了一种特殊的参与者（actor），能够测量并流式传输数据。

• 这些数据是什么？
  数据类型因传感器种类而异。所有传感器数据均继承自通用的carla.SensorData类。

• 何时获取数据？
  要么在每个仿真步（simulation step）获取，要么在特定事件触发时获取，具体取决于传感器类型。

• 如何获取数据？
  每个传感器都提供一个listen()方法，用于接收和处理数据。

尽管各类传感器存在差异，但它们的使用方式基本一致。

设置（Setting）

与所有其他参与者一样，首先需从蓝图库中查找传感器蓝图，并设置特定属性。这对传感器至关重要——其属性将直接影响所获得的结果。具体属性详见《传感器参考文档》。

以下示例设置了一个仪表盘高清摄像头：

# 查找传感器蓝图blueprint=world.get_blueprint_library().find('sensor.camera.rgb')# 修改蓝图属性：设置图像分辨率和视场角（FOV）blueprint.set_attribute('image_size_x','1920')blueprint.set_attribute('image_size_y','1080')blueprint.set_attribute('fov','110')# 设置传感器两次捕获之间的间隔时间（秒）blueprint.set_attribute('sensor_tick','1.0')

生成（Spawning）

传感器可放置在地图任意位置。通常，它们会附着（attach）到某个父级参与者（如车辆）上，从而像真实安装在车辆上的传感器一样随仿真移动。

spawn_actor()方法需要从蓝图库中选择的传感器蓝图和一个变换（transform）参数：

• 对于未附着的传感器，该变换定义其在CARLA世界中的绝对位置。
• 对于附着的传感器，该变换定义其相对于父级参与者坐标系的相对位置。

my_vehicle=world.spawn_actor(vehicle_blueprint,spawn_point)transform=carla.Transform(carla.Location(x=0.8,z=1.7))sensor=world.spawn_actor(sensor_blueprint,transform,attach_to=my_vehicle)

attachment_type参数定义传感器运动如何受其父级参与者控制：

• 刚性附着（carla.AttachmentType.Rigid）：
  传感器严格跟随父级参与者的位姿变化。这是摄像头、激光雷达等常规车载传感器最常用的方式，也是默认设置。

• 弹簧臂附着（carla.AttachmentType.SpringArm）：
  运动经过平滑处理，避免突然加速或减速。推荐用于录制仿真视频，可使画面流畅，避免摄像机位置更新时出现“跳跃”。

• 幽灵弹簧臂附着（carla.AttachmentType.SpringArmGhost）：
  与弹簧臂类似，但不进行碰撞检测，因此传感器可能穿过墙壁或其他几何体。

sensor=world.spawn_actor(sensor_blueprint,transform,attach_to=my_vehicle,attachment_type=carla.AttachmentType.SpringArm)

监听（Listening）

每个传感器都有一个listen()方法，在每次获取数据时被调用。

该方法接收一个回调函数（callback）作为参数，通常是一个 lambda 函数，用于定义数据到达时应执行的操作。回调函数必须接受传感器数据作为输入参数。

# 每当摄像头生成新图像时，调用 do_something() 函数sensor.listen(lambdadata:do_something(data))...# 碰撞传感器：每次检测到碰撞时打印信息defcallback(event):foractor_idinevent:vehicle=world_ref().get_actor(actor_id)print('Vehicle too close: %s'%vehicle.type_id)sensor02.listen(callback)

数据（Data）

大多数传感器数据对象都提供将信息保存到磁盘的方法，便于在其他环境中使用。

不同传感器的数据结构差异较大，详情请参阅《传感器参考文档》。但所有传感器数据都包含以下基本信息：

重要提示

• is_listening()：检查传感器是否已通过listen()注册了回调函数。
• stop()：停止传感器监听。
• sensor_tick：蓝图属性，设置接收数据之间的仿真时间间隔。

传感器类型（Types of sensors）

摄像头（Cameras）

从自身视角拍摄世界画面。对于输出carla.Image的摄像头，可使用辅助类carla.ColorConverter将图像转换为不同信息表示形式。

数据获取频率：每一步仿真。

探测器（Detectors）

当所附着的物体触发特定事件时才返回数据。

数据获取时机：事件触发时。

其他传感器（Other）

提供导航、物理量测量、场景2D/3D点云等功能。

数据获取频率：每个仿真步。