2025HUAT - FSD 无人驾驶系统

项目架构

本项目采用 Core + ROS Wrapper 分层架构，实现 ROS 与算法逻辑的解耦。

src/
├── autodrive_msgs/          # 统一消息定义
├── fsd_launch/              # 统一启动配置
│   └── launch/
│       ├── trackdrive.launch    # 任务入口: 高速循迹
│       ├── skidpad.launch       # 任务入口: 八字绕环
│       ├── acceleration.launch  # 任务入口: 直线加速
│       ├── autocross.launch     # 任务入口: 综合赛道
│       ├── subsystems/          # 子系统: perception, planning, control, localization
│       ├── tools/               # 工具: rviz, rosbag_play, debug
│       └── simulation/          # 全仿真启动
├── fsd_visualization/       # 统一可视化节点
├── perception_core/         # 感知算法核心 (无 ROS 依赖)
├── perception_ros/          # 感知 ROS 包装层
├── planning_core/           # 规划算法核心 (无 ROS 依赖)
├── planning_ros/            # 规划 ROS 包装层
├── control_core/            # 控制算法核心 (无 ROS 依赖)
├── control_ros/             # 控制 ROS 包装层
├── localization_core/       # 定位算法核心 (无 ROS 依赖)
├── localization_ros/        # 定位 ROS 包装层
├── vehicle_interface_core/  # 车辆通信协议核心
├── vehicle_interface_ros/   # 车辆通信接口 ROS 包装层
├── vehicle_racing_num_core/ # 比赛编号管理核心
├── vehicle_racing_num_ros/  # 比赛编号管理 ROS 包装层
└── ins/                     # INS 消息兼容桥接

快速开始

构建

cd ~/2025huat
catkin build              # 构建所有包
source devel/setup.bash

# 构建特定包
catkin build <package_name>

# 清理并重新构建
catkin clean -y
catkin build

测试

# 运行所有测试
catkin run_tests

# 运行特定包的测试
catkin run_tests <package_name>

运行

仿真模式（rosbag 回放）:

# 基础仿真
roslaunch fsd_launch trackdrive.launch simulation:=true bag:=/path/to/bag.bag

# 循环播放
roslaunch fsd_launch trackdrive.launch simulation:=true bag:=/path/to/bag.bag loop:=true

# 自定义播放速率
roslaunch fsd_launch trackdrive.launch simulation:=true bag:=/path/to/bag.bag rate:=0.5

实车模式:

bash autoStartGkj/start.sh

RViz 可视化模式

# 双窗口模式 (默认)
roslaunch fsd_launch trackdrive.launch simulation:=true bag:=/path/to/bag.bag rviz_mode:=dual

# 仅点云
roslaunch fsd_launch trackdrive.launch simulation:=true bag:=/path/to/bag.bag rviz_mode:=pointcloud

# 仅全局俯视图
roslaunch fsd_launch trackdrive.launch simulation:=true bag:=/path/to/bag.bag rviz_mode:=global

任务模式

任务	启动命令	说明
TrackDrive	roslaunch fsd_launch trackdrive.launch	高速循迹
Skidpad	roslaunch fsd_launch skidpad.launch	8字绕环
Acceleration	roslaunch fsd_launch acceleration.launch	直线加速
Autocross	roslaunch fsd_launch autocross.launch	综合赛道

Launch 配置总览（fsd_launch）

entrypoints（任务入口）

• src/fsd_launch/launch/trackdrive.launch
• src/fsd_launch/launch/skidpad.launch
• src/fsd_launch/launch/autocross.launch
• src/fsd_launch/launch/acceleration.launch

subsystems（子系统级）

• src/fsd_launch/launch/subsystems/perception.launch
• src/fsd_launch/launch/subsystems/localization.launch
• src/fsd_launch/launch/subsystems/planning.launch
• src/fsd_launch/launch/subsystems/control.launch
• src/fsd_launch/launch/subsystems/vehicle.launch

tools（工具级）

• src/fsd_launch/launch/tools/rosbag_play.launch
• src/fsd_launch/launch/tools/rviz.launch
• src/fsd_launch/launch/tools/debug.launch
• src/fsd_launch/launch/tools/topic_bridge.launch

说明：任务入口位于 src/fsd_launch/launch/ 根目录，直接使用 roslaunch fsd_launch trackdrive.launch ...

TrackDrive 启动参数说明

示例（仿真 + 回放 + 双窗口 RViz + 循环）：

roslaunch fsd_launch trackdrive.launch \
  simulation:=true \
  bag:=/home/kerwin/rosbag/22910_2.bag \
  rviz_mode:=dual \
  loop:=true

参数说明（来自 trackdrive.launch）：

参数	默认值	作用
simulation	false	是否仿真模式；为 true 时启用 /use_sim_time 并播放 rosbag
bag	""	rosbag 文件路径（仿真模式必填）
rate	1.0	rosbag 播放速率
loop	false	rosbag 是否循环播放（传给 tools/rosbag_play.launch）
launch_rviz	true	是否启动 RViz（通过 tools/rviz.launch）
launch_viz	true	是否启动 fsd_visualization 可视化节点
rviz_mode	main	RViz 显示模式：main/global/pointcloud/dual

主要话题

话题	类型	描述
/velodyne_points	PointCloud2	原始点云
/perception/lidar_cluster/detections	autodrive_msgs/HUAT_ConeDetections	感知锥桶检测输出
/localization/car_state	autodrive_msgs/HUAT_CarState	统一车辆状态
/planning/pathlimits	autodrive_msgs/HUAT_PathLimits	规划输出路径约束
/vehicle/cmd	autodrive_msgs/HUAT_VehicleCmd	统一控制指令
/fsd/viz/*	Marker/MarkerArray	可视化标记

兼容链路仍可选 legacy 话题（默认关闭）：/Carstate、/vehcileCMDMsg。

技术规范

• ROS 版本: Noetic
• C++ 标准: C++17
• 构建工具: catkin_tools
• 许可证: BSD-3-Clause
• 包版本: 1.0.0 (统一)

Core + ROS Wrapper 架构优势

本项目采用分层架构，将算法核心与 ROS 中间件解耦：

• 可测试性: Core 包可独立进行单元测试，无需 ROS 环境
• 可移植性: 算法核心可移植到非 ROS 系统
• 清晰分离: 算法逻辑与通信层职责明确
• 易维护: 修改算法无需关注 ROS 细节，修改接口无需改动算法

开发指南

添加新功能

1. 在对应的 *_core/ 包中实现算法（无 ROS 依赖）
2. 在 *_core/test/ 中添加单元测试
3. 在对应的 *_ros/ 包中创建 ROS 包装层
4. 根据需要在 fsd_launch/ 中添加启动文件
5. 根据需要在 fsd_visualization/ 中添加可视化

调试

# 使用调试工具启动
roslaunch fsd_launch tools/debug.launch mission:=trackdrive bag:=/path/to/bag.bag

# 检查话题
rostopic list
rostopic echo /perception/lidar_cluster/detections
rostopic hz /velodyne_points

# 检查坐标变换
rosrun tf tf_echo velodyne base_link

文档

• CLAUDE.md - Claude Code 开发指南（英文）
• HANDOFF.md - 当前代码状态与阶段性交接说明
• RESTRUCTURE_PLAN.md - 规整化重构规划与实施记录
• docs/README.md - 文档导航索引
• docs/remaining_work_audit_2026-03-06.md - 当前未完成事项、未实现功能与缺失依赖审计
• 各包 README - 查看 src/*/README.md

项目状态

• ✅ 所有包构建通过
• ✅ 所有 core 包有单元测试
• ✅ 所有 core 包有文档
• ✅ 版本号统一为 1.0.0
• ✅ 许可证统一为 BSD-3-Clause
• ✅ 文件权限已规范化
• ✅ CI/CD 自动化测试
• ✅ 代码覆盖率报告
• ✅ 静态代码分析

联系方式

• 项目维护者: kerwin (zhangjszs@foxmail.com)