Demo 车辆

源码路径：modules/canbus_vehicle/demo/

概述

Demo 模块是 Apollo 提供的车辆适配参考模板，继承 AbstractVehicleFactory 和 VehicleController<Demo> 接口，演示如何将控制指令转换为 CAN 协议报文。开发者可基于此模板快速实现新车型的 CAN 总线适配。模块包含完整的控制指令发送（制动、油门、转向、档位、驻车、车辆模式）和底盘状态报告接收（VCU、制动、转向、档位、驻车、超声波传感器、BMS、轮速、VIN）。

核心类

DemoController

Demo 车辆控制器，实现 VehicleController<Demo> 的全部控制接口。

class DemoController final : public VehicleController<apollo::canbus::Demo> {
 public:
  ErrorCode Init(const VehicleParameter& params,
                 CanSender<Demo>* can_sender,
                 MessageManager<Demo>* message_manager) override;
  bool Start() override;
  void Stop() override;
  Chassis chassis() override;
  void AddSendMessage() override;

 private:
  void Emergency() override;
  ErrorCode EnableAutoMode() override;
  ErrorCode DisableAutoMode() override;
  ErrorCode EnableSteeringOnlyMode() override;
  ErrorCode EnableSpeedOnlyMode() override;
  void Gear(Chassis::GearPosition state) override;
  void Brake(double acceleration) override;
  void Throttle(double throttle) override;
  void Acceleration(double acc) override;
  void Steer(double angle) override;
  void Steer(double angle, double angle_spd) override;
  void SetEpbBreak(const ControlCommand& command) override;
  void SetBeam(const VehicleSignal& signal) override;
  void SetHorn(const VehicleSignal& signal) override;
  void SetTurningSignal(const VehicleSignal& signal) override;

  void SecurityDogThreadFunc();
  bool CheckResponse(const int32_t flags, bool need_wait);

  Brakecommand101* brake_command_101_;
  Gearcommand103* gear_command_103_;
  Parkcommand104* park_command_104_;
  Steeringcommand102* steering_command_102_;
  Throttlecommand100* throttle_command_100_;
  Vehiclemodecommand105* vehicle_mode_command_105_;
};

源码：modules/canbus_vehicle/demo/demo_controller.h

DemoVehicleFactory

Demo 车辆工厂，负责创建控制器和消息管理器，并管理 CAN 收发器生命周期。

class DemoVehicleFactory : public AbstractVehicleFactory {
 public:
  bool Init(const CanbusConf* canbus_conf) override;
  bool Start() override;
  void Stop() override;
  void UpdateCommand(const ControlCommand* control_command) override;
  void UpdateCommand(const ChassisCommand* chassis_command) override;
  Chassis publish_chassis() override;
  void PublishChassisDetail() override;
  void PublishChassisDetailSender() override;
  void UpdateHeartbeat() override;
  bool CheckChassisCommunicationFault() override;
  void AddSendProtocol() override;
  void ClearSendProtocol() override;
  bool IsSendProtocolClear() override;

 private:
  std::unique_ptr<VehicleController<Demo>> CreateVehicleController();
  std::unique_ptr<MessageManager<Demo>> CreateMessageManager();
};

CYBER_REGISTER_VEHICLEFACTORY(DemoVehicleFactory)

源码：modules/canbus_vehicle/demo/demo_vehicle_factory.h

DemoMessageManager

Demo CAN 报文管理器，注册所有发送和接收的 CAN 协议消息。

class DemoMessageManager : public MessageManager<apollo::canbus::Demo> {
 public:
  DemoMessageManager();
  virtual ~DemoMessageManager();
};

构造函数中调用 AddSendProtocolData 注册 6 条发送协议，调用 AddRecvProtocolData 注册 16 条接收协议。

源码：modules/canbus_vehicle/demo/demo_message_manager.h

核心函数

DemoController::Init

初始化控制器，从 MessageManager 获取各 CAN 协议数据指针（制动、档位、驻车、转向、油门、车辆模式），并调用 AddSendMessage 注册到 CAN 发送器。

DemoController::chassis

从接收到的 CAN 报文中提取底盘状态，组装 Chassis protobuf 消息，包含车速（vcu_report_505）、油门踏板（throttle_report_500）、制动踏板（brake_report_501）、档位（gear_report_503，支持 N/R/D/P）、转向角（steering_report_502，按 max_steer_angle 换算为百分比）、EPS/VCU/ESP 在线状态（check_response）以及底盘错误和通信丢失告警。

DemoController::EnableAutoMode

启用完全自动驾驶模式：依次使能制动、档位、转向、油门控制，调用 CheckResponse 等待确认响应。若失败则进入紧急模式。

DemoController::SecurityDogThreadFunc

安全监控线程，以 50ms 周期运行，检查：

1. 横向控制响应（EPS），连续失败 10 次触发紧急模式
2. 纵向控制响应（VCU + ESP），连续失败 10 次触发紧急模式
3. 底盘错误，发现即触发紧急模式

DemoController::CheckResponse

轮询检查底盘响应状态，支持重试机制（最多 20 次，间隔 20ms），验证 EPS/VCU/ESP 是否在线。

DemoVehicleFactory::Init

工厂初始化流程：

1. 创建 CAN 客户端（通过 CanClientFactory）
2. 创建 DemoMessageManager
3. 初始化 CAN 接收器和发送器
4. 创建并初始化 DemoController
5. 创建 Cyber 节点，注册底盘详情 Topic 写入器

DemoVehicleFactory::Start

按顺序启动：CAN 客户端 -> CAN 接收器 -> CAN 发送器 -> 车辆控制器。

CAN 协议

发送消息（控制指令）

CAN ID	协议类	说明
0x100	Throttlecommand100	油门控制
0x101	Brakecommand101	制动控制
0x102	Steeringcommand102	转向控制
0x103	Gearcommand103	档位控制
0x104	Parkcommand104	驻车控制
0x105	Vehiclemodecommand105	车辆模式控制

接收消息（底盘报告）

CAN ID	协议类	说明
0x500	Throttlereport500	油门状态
0x501	Brakereport501	制动状态
0x502	Steeringreport502	转向状态
0x503	Gearreport503	档位状态
0x504	Parkreport504	驻车状态
0x505	Vcureport505	VCU 整车状态（含车速）
0x506	Wheelspeedreport506	轮速报告
0x507-0x511	Ultrsensor1-5	超声波传感器
0x512	Bmsreport512	电池管理系统
0x514-0x516	Vinresp1-3	VIN 响应

协议定义在 modules/canbus_vehicle/demo/protocol/ 目录。

配置

Demo 模块通过以下 protobuf 配置：

• modules/canbus/proto/canbus_conf.pb.h — CAN 总线配置（CAN 卡参数、收发日志开关）
• modules/canbus/proto/vehicle_parameter.pb.h — 车辆参数（最大转向角 max_steer_angle、驾驶模式 driving_mode 等）
• modules/canbus_vehicle/demo/proto/demo.pb.h — Demo 车型底盘详情消息定义

配置文件路径通常在 modules/canbus/conf/ 下，由 canbus_component 加载并传递给 DemoVehicleFactory::Init。

调用关系

• 父类：AbstractVehicleFactory（工厂基类）、VehicleController<Demo>（控制器基类）
• 依赖：drivers/canbus（CanClient、CanSender、CanReceiver、MessageManager）、protocol/（CAN 协议解析）
• 被调用：CanbusComponent 通过 CYBER_REGISTER_VEHICLEFACTORY 宏注册的插件机制加载
• 调用顺序：Init -> Start -> UpdateCommand（循环）-> Stop
• 数据流：ControlCommand -> DemoController -> CAN 协议报文 -> CanSender -> CAN 总线；CAN 总线 -> CanReceiver -> 协议解析 -> DemoController::chassis -> Chassis protobuf

贡献者

Steven Moder

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