autoware_elevation_map_loader#

目的#

本パッケージは、autoware_compare_map_segmentation 向けに標高マップを提供します。

内容 / アルゴリズム#

サブスクライブされた pointcloud_map と vector_map から標高マップを生成し、公開します。生成された標高マップをローカルに保存し、次回からロードします。

各セルの標高値は、一番低いクラスタのポイントの z 座標の平均値です。標高値がないセルは、隣接セルの値を使用して補完できます。

入出力#

入力#

名前	型	説明
`input/pointcloud_map`	`sensor_msgs::msg::PointCloud2`	点群マップ
`input/vector_map`	`autoware_map_msgs::msg::LaneletMapBin`	(オプション) レーンレット2マップのバイナリデータ
`input/pointcloud_map_metadata`	`autoware_map_msgs::msg::PointCloudMapMetaData`	(オプション) 点群マップのメタデータ

出力#

自己位置推定

概要

自己位置推定コンポーネントは、センサからの生のデータを処理し、GNSS/INSやV2Xによる制約付きで、推定自車位置と姿勢を出力します。

仕様

入力:
- 生センサデータ（IMU、GNSS、V2X）
出力:
- 推定自車位置（x、y、z）
- 推定自車姿勢（roll、pitch、yaw）
- 推定自車速度（vx、vy、vz）
アルゴリズム:
- EKF (拡張カルマンフィルタ)ベースのFusionアルゴリズム

経路計画

概要

経路計画モジュールは、環境マップを利用して、開始点と目標点の間の最適経路を生成します。

仕様

入力:
- 環境マップ
- 開始点と目標点
出力:
- 最適経路のシーケンス（ウェイポイント）
アルゴリズム:
- 動的経路計画法（DWA）

動作計画

概要

動作計画Planningモジュールは、車両の経路を生成し、車両が安全かつ効率的に経路を追従できるように動作を決定します。

仕様

入力:
- 最適経路
- 自車位置と姿勢
- 環境情報（障害物、交通信号など）
出力:
- 車両の速度とステアリング角のコマンド
アルゴリズム:
- モデル予測制御（MPC）
- 後方サンプリング post resamplingアルゴリズム

安全検証

概要

安全検証コンポーネントは、動作計画出力が安全基準を満たしているかどうかを検証します。

仕様

入力:
- 動作計画出力
- 環境情報
出力:
- 動作計画が安全かどうかのフラグ
アルゴリズム:
- 障害物との衝突検出
- 加速度逸脱量検出
- 速度逸脱量検出

名称	タイプ	説明
`output/elevation_map`	`grid_map_msgs::msg::GridMap`	標高マップ
`output/elevation_map_cloud`	`sensor_msgs::msg::PointCloud2`	(オプション) 標高マップの値から生成された点群

サービス#

Name	Type	Description
`service/get_selected_pcd_map`	`autoware_map_msgs::srv::GetSelectedPointCloudMap`	(オプション) ポイントクラウドマップを要求するサービス。ポイントクラウドマップローダーがROS 2サービス経由で選択されたポイントクラウドマップを利用する場合、これを利用します。

パラメータ#

ノードパラメータ#

名前	タイプ	説明	デフォルト値
map_layer_name	std::string	標高マップレイヤー名	elevation
param_file_path	std::string	GridMap パラメーターの設定	path_default
elevation_map_directory	std::string	標高マップファイル (bag2)	path_default
map_frame	std::string	標高マップファイルを読み込むときの map_frame	map
use_inpaint	bool	空のセルを補完するかどうかによります	true
inpaint_radius	float	アルゴリズムによって考慮される、補完された各ポイントの半径 [m]	0.3
use_elevation_map_cloud_publisher	bool	`output/elevation_map_cloud` を公開するか	false
use_lane_filter	bool	ベクトルマップで標高マップをフィルタリングするかどうかによります	false
lane_margin	float	インペインティングマスクに含めるエリアの車線ポリゴンからの余裕距離 [m] (use_lane_filter=True の場合のみ使用)	0.0
use_sequential_load	bool	サービスによって点群マップを取得するかどうかによります	false
sequential_map_load_num	int	一度にロードする点群マップの数 (use_sequential_load が True に設定されている場合のみ使用)。これはすべての点群マップセルの数を超えてはいけません	1

GridMap のパラメータ#

パラメータは config/elevation_map_parameters.yaml で記述されています。

一般的なパラメータ#

Name	Type	Description	Default value
pcl_grid_map_extraction/num_processing_threads	int	グリッドマップセルを処理するスレッド数。生の入力点群のフィルタリングは並列化されません。	12

グリッドマップのパラメーター#

参照:https://github.com/ANYbotics/grid_map/tree/ros2/grid_map_pcl

生成されるグリッドマップのパラメーター。

名前	タイプ	説明	デフォルト値
pcl_grid_map_extraction/grid_map/min_num_points_per_cell	int	グリッドマップセルのいずれにも当てはまる点群内の最低ポイント数。そうでなければ、そのセルの標高はNaNに設定されます。	3
pcl_grid_map_extraction/grid_map/resolution	float	グリッドマップの解像度。幅と長さは自動的に計算されます。	0.3
pcl_grid_map_extraction/grid_map/height_type	int	セルの標高を決定するパラメータ `0: 各クラスタの平均値の中で最も小さい値`, `1: 最もポイント数の多いクラスタの平均値`	1
pcl_grid_map_extraction/grid_map/height_thresh	float	最も小さいクラスタからの標高範囲 (height_type 1 のみ)	1.0

点群の前処理パラメータ#

リジッド変換パラメータ#

標高を計算する前に点群に適用されるリジッド変換。

名前	タイプ	説明	デフォルト値
pcl_grid_map_extraction/cloud_transform/translation	float	標高を計算する前に、入力点群に対して適用される並進 (xyz)。	0.0
pcl_grid_map_extraction/cloud_transform/rotation	float	標高を計算する前に、入力点群に対して適用される回転 (固有回転、規則 X-Y'-Z'')。	0.0

クラスター抽出パラメータ#

クラスターの抽出は、pclアルゴリズムに基づいています。詳細については、https://pointclouds.org/documentation/tutorials/cluster_extraction.htmlを参照してください。

名称	型	説明	デフォルト値
`pcl_grid_map_extraction/cluster_extraction/cluster_tolerance`	実数	クラスタに属すると見なされるポイント間の距離	0.2
`pcl_grid_map_extraction/cluster_extraction/min_num_points`	整数	クラスタが持つ必要のある最小ポイント数（以下では破棄）	3
`pcl_grid_map_extraction/cluster_extraction/max_num_points`	整数	クラスタが持つことができる最大ポイント数（以上では破棄）	1000000

外れ値除去パラメーター#

外れ値除去の詳細については、https://pointclouds.org/documentation/tutorials/statistical_outlier.html を参照してください。

名前	タイプ	説明	デフォルト値
`pcl_grid_map_extraction/outlier_removal/is_remove_outliers`	float	統計的異常値除去を実行するかどうか	false
`pcl_grid_map_extraction/outlier_removal/mean_K`	float	点の統計を推定するために解析する近傍の数	10
`pcl_grid_map_extraction/outlier_removal/stddev_threshold`	float	点が内点と見なされる標準偏差の数	1.0

サブサンプリングパラメータ#

ポイントクラウドのダウンサンプリングの詳細については、https://pointclouds.org/documentation/tutorials/voxel_grid.html を参照してください。

名前	タイプ	説明	デフォルト値
pcl_grid_map_extraction/downsampling/is_downsample_cloud	bool	ダウンサンプリングを実施するかどうか。	false
pcl_grid_map_extraction/downsampling/voxel_size	float	ボクセルサイズ（xyz）、メートル単位。	0.02