Canbus Vehicle 车辆底盘控制

源码路径：modules/canbus/

概述

canbus 模块是 Apollo 的车辆底盘控制核心，负责将控制模块的指令（油门、刹车、转向）转换为 CAN 报文发送到车辆 ECU，同时从 ECU 读取底盘状态（车速、档位等）并发布 Chassis 消息。采用抽象工厂模式，通过 AbstractVehicleFactory 接口支持多种车型的即插即用。

架构

text

ControlCommand / GuardianCommand
    │
    ▼
CanbusComponent (TimerComponent)
    │
    ├── AbstractVehicleFactory (车型插件)
    │     ├── VehicleController<T>   ← 控制指令 → CAN 报文
    │     ├── MessageManager<T>      ← CAN 报文解析
    │     ├── CanSender<T>           ← 发送 CAN 报文
    │     └── CanReceiver<T>         ← 接收 CAN 报文
    │
    └── Chassis 消息发布

核心类

CanbusComponent

CyberRT 定时组件，驱动底盘通信循环。

cpp

class CanbusComponent final : public cyber::TimerComponent {
 public:
  std::string Name() const;

 private:
  bool Init() override;
  bool Proc() override;    // 定时回调
  void Clear() override;

  void PublishChassis();
  void OnControlCommand(const control::ControlCommand& command);
  void OnGuardianCommand(const guardian::GuardianCommand& command);

  CanbusConf canbus_conf_;
  std::shared_ptr<AbstractVehicleFactory> vehicle_object_;
  std::shared_ptr<cyber::Reader<control::ControlCommand>> control_command_reader_;
  std::shared_ptr<cyber::Reader<guardian::GuardianCommand>> guardian_cmd_reader_;
  std::shared_ptr<cyber::Writer<Chassis>> chassis_writer_;
};

CYBER_REGISTER_COMPONENT(CanbusComponent)

源码：modules/canbus/canbus_component.h

AbstractVehicleFactory

车辆抽象工厂，定义了车辆控制器的创建和管理接口。

cpp

class AbstractVehicleFactory {
 public:
  void SetVehicleParameter(const VehicleParameter& vehicle_parameter);

  virtual bool Init(const CanbusConf* canbus_conf) = 0;
  virtual bool Start() = 0;
  virtual void Stop() = 0;

  virtual void UpdateCommand(const ControlCommand* control_command) = 0;
  virtual void UpdateCommand(const ChassisCommand* chassis_command) = 0;
  virtual Chassis publish_chassis() = 0;
  virtual void PublishChassisDetail() = 0;

  virtual void AddSendProtocol();
  virtual void ClearSendProtocol();
  virtual bool IsSendProtocolClear();
  virtual Chassis::DrivingMode Driving_Mode();
};

源码：modules/canbus/vehicle/abstract_vehicle_factory.h

插件注册宏：CYBER_REGISTER_VEHICLEFACTORY(name)

VehicleController<SensorType>

车辆控制器模板基类，定义了所有车型必须实现的控制接口。

cpp

template <typename SensorType>
class VehicleController {
 public:
  virtual ErrorCode Init(const VehicleParameter& params,
                         CanSender<SensorType>* can_sender,
                         MessageManager<SensorType>* message_manager) = 0;
  virtual bool Start() = 0;
  virtual void Stop() = 0;
  virtual Chassis chassis() = 0;

  // 控制指令更新
  virtual ErrorCode Update(const control::ControlCommand& command);
  virtual ErrorCode Update(const external_command::ChassisCommand& command);

  // 驾驶模式切换
  virtual ErrorCode SetDrivingMode(const Chassis::DrivingMode& driving_mode);

 private:
  // 子类必须实现的纯虚函数
  virtual ErrorCode EnableAutoMode() = 0;
  virtual ErrorCode DisableAutoMode() = 0;
  virtual ErrorCode EnableSteeringOnlyMode() = 0;
  virtual ErrorCode EnableSpeedOnlyMode() = 0;
  virtual void Gear(Chassis::GearPosition state) = 0;
  virtual void Brake(double acceleration) = 0;
  virtual void Throttle(double throttle) = 0;
  virtual void Acceleration(double acc) = 0;
  virtual void Steer(double angle) = 0;
  virtual void Steer(double angle, double angle_spd) = 0;
  virtual void SetEpbBreak(const control::ControlCommand& command) = 0;
  virtual void SetBeam(const common::VehicleSignal& signal) = 0;
  virtual void SetHorn(const common::VehicleSignal& signal) = 0;
  virtual void SetTurningSignal(const common::VehicleSignal& signal) = 0;
  virtual void Emergency() = 0;
  virtual bool VerifyID() = 0;
};

源码：modules/canbus/vehicle/vehicle_controller.h

核心函数

VehicleController::Update(ControlCommand)

处理控制指令的核心方法，根据驾驶模式分发控制操作。

cpp

ErrorCode VehicleController<SensorType>::Update(
    const ControlCommand& control_command) {
  // 1. 处理 Pad 消息（驾驶模式切换请求）
  if (control_command.has_pad_msg()) {
    switch (action) {
      case START: SetDrivingMode(COMPLETE_AUTO_DRIVE); break;
      case RESET: SetDrivingMode(COMPLETE_MANUAL); break;
      case VIN_REQ: VerifyID(); break;
    }
  }

  // 2. 自动驾驶或速度模式下：控制油门/刹车/档位
  if (driving_mode == COMPLETE_AUTO_DRIVE || driving_mode == AUTO_SPEED_ONLY) {
    Gear(control_command.gear_location());
    Throttle(control_command.throttle());
    Acceleration(control_command.acceleration());
    Brake(control_command.brake());
  }

  // 3. 自动驾驶或转向模式下：控制转向
  if (driving_mode == COMPLETE_AUTO_DRIVE || driving_mode == AUTO_STEER_ONLY) {
    Steer(control_command.steering_target());
  }

  // 4. 处理车辆信号（灯光、喇叭）
  HandleVehicleSignal(control_command.signal());
}

VehicleController::SetDrivingMode()

驾驶模式切换，包含安全检查：

cpp

ErrorCode VehicleController<SensorType>::SetDrivingMode(
    const Chassis::DrivingMode& driving_mode) {
  // 不能直接设置 EMERGENCY_MODE
  // EMERGENCY_MODE 只响应 COMPLETE_MANUAL（重置）
  // 模式相同则跳过
  // 根据目标模式调用 EnableAutoMode/DisableAutoMode/...
}

VehicleController::CheckChassisCommunicationError()

底盘通信故障检测，连续 100 次（约 1 秒）未收到底盘详情则判定通信故障。

支持车型

通过插件机制支持以下车型（每个车型一个独立子目录）：

车型	说明
Lincoln	林肯 MKZ
Ge3	广汽 GE3
Lexus	雷克萨斯
Transit	福特全顺
Ch	中华
Wey	长城 WEY
Devkit	开发套件
Gemini	GEM 电动车
Neolix EDU	新石器无人车
Zhongyun	中云
Demo	演示车型

配置

通过 CanbusConf protobuf 加载：

字段	类型	说明
vehicle_parameter	VehicleParameter	车型参数（品牌、型号等）
can_card_parameter	CANCardParameter	CAN 卡硬件参数

gflags：

标志位	说明
`FLAGS_chassis_debug_mode`	底盘调试模式（跳过 Pad 消息时间检查）
`FLAGS_pad_msg_delay_interval`	Pad 消息延迟阈值（秒）

调用关系

上游：控制模块发布 ControlCommand；Guardian 发布 GuardianCommand
下游：发布 Chassis 消息（车速、档位、转向等）
依赖：drivers/canbus（CAN 通信）、common/configs（车辆配置）

贡献者

Steven Moder

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Canbus Vehicle 车辆底盘控制 ​

概述 ​

架构 ​

核心类 ​

CanbusComponent ​

AbstractVehicleFactory ​

VehicleController<SensorType> ​

核心函数 ​

VehicleController::Update(ControlCommand) ​

VehicleController::SetDrivingMode() ​

VehicleController::CheckChassisCommunicationError() ​

支持车型 ​

配置 ​

调用关系 ​

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