Docs

Appearance

GE3 车辆 ​

源码路径: modules/canbus_vehicle/ge3/

概述 ​

GE3 模块是 Apollo 自动驾驶平台中针对北汽 GE3 电动汽车的 CAN 总线驱动实现。该模块通过 CAN 协议与车辆底层控制器（制动系统 BCS、电动助力转向 EPS、整车控制器 VCU、车身控制器 BCM、电子驻车 EPB）进行双向通信，实现自动驾驶所需的纵向控制（油门/制动）、横向控制（转向）、挡位切换、灯光信号以及安全监控等功能。

模块采用工厂模式组织，核心由三部分组成：Ge3VehicleFactory 负责创建和管理整个 CAN 通信链路，Ge3Controller 实现具体的车辆控制逻辑，Ge3MessageManager 管理所有 CAN 协议报文的注册与分发。

核心类 ​

Ge3VehicleFactory ​

继承自 AbstractVehicleFactory，是 GE3 车辆的工厂入口。负责创建 CAN 客户端、消息管理器和车辆控制器，并编排初始化、启动、停止的完整生命周期。

cpp
// 命名空间: apollo::canbus
class Ge3VehicleFactory : public AbstractVehicleFactory {
 public:
  bool Init(const CanbusConf *canbus_conf) override;
  bool Start() override;
  void Stop() override;
  void UpdateCommand(const apollo::control::ControlCommand *control_command) override;
  void UpdateCommand(const apollo::external_command::ChassisCommand *chassis_command) override;
  Chassis publish_chassis() override;
  void PublishChassisDetail() override;
 private:
  std::unique_ptr<VehicleController<::apollo::canbus::Ge3>> CreateVehicleController();
  std::unique_ptr<MessageManager<::apollo::canbus::Ge3>> CreateMessageManager();
};

通过 CYBER_REGISTER_VEHICLEFACTORY(Ge3VehicleFactory) 宏注册到 CyberRT 框架中，运行时按配置动态加载。

Ge3Controller ​

继承自 VehicleController<Ge3>，是车辆控制的核心类。负责将上层控制指令（油门、制动、转向、挡位、灯光、喇叭）转换为 CAN 协议帧，同时从车辆反馈报文中提取底盘状态信息。

cpp
// 命名空间: apollo::canbus::ge3
class Ge3Controller final : public VehicleController<::apollo::canbus::Ge3> {
 public:
  ErrorCode Init(const VehicleParameter& params,
                 CanSender<Ge3>* can_sender,
                 MessageManager<Ge3>* message_manager) override;
  bool Start() override;
  void Stop() override;
  Chassis chassis() 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;
  // ...
};

内部持有五个控制报文对象指针（pc_bcm_201_、pc_bcs_202_、pc_epb_203_、pc_eps_204_、pc_vcu_205_），以及一个独立的看门狗线程 SecurityDogThreadFunc 用于周期性安全检查。

Ge3MessageManager ​

继承自 MessageManager<Ge3>，负责注册所有 GE3 车型的 CAN 协议数据帧。

cpp
// 命名空间: apollo::canbus::ge3
class Ge3MessageManager : public MessageManager<::apollo::canbus::Ge3> {
 public:
  Ge3MessageManager();
  virtual ~Ge3MessageManager();
};

构造函数中通过 AddSendProtocolData 和 AddRecvProtocolData 注册全部发送帧和接收帧。

核心函数 ​

车辆控制函数 ​

函数说明参数范围
Brake(double pedal)设置制动踏板请求0.00 ~ 99.99
Throttle(double pedal)设置油门踏板请求0.00 ~ 99.99
Steer(double angle)设置转向角（固定角速度 500 deg/s）-99.99 ~ 99.99，左正右负
Steer(double angle, double angle_spd)设置转向角及角速度angle: -99.99 ~ 99.99, angle_spd: 0 ~ 99.99
Gear(Chassis::GearPosition)切换挡位P/R/N/D
SetEpbBreak(const ControlCommand&)控制电子驻车APPLY / RELEASE
SetBeam(const VehicleSignal&)控制远近光灯high_beam / low_beam
SetHorn(const VehicleSignal&)控制喇叭on / off
SetTurningSignal(const VehicleSignal&)控制转向灯LEFT / RIGHT / NONE

模式切换函数 ​

函数说明
EnableAutoMode()切换到完全自动驾驶模式，启用全部控制子系统（制动、油门、挡位、驻车、转向），并通过 CheckResponse 等待 EPS/VCU/ESP 上线确认
DisableAutoMode()切换到完全手动模式，重置所有发送报文
EnableSteeringOnlyMode()仅启用转向控制，禁用纵向控制
EnableSpeedOnlyMode()仅启用纵向控制（油门/制动/挡位/驻车），禁用转向
Emergency()进入紧急模式，重置协议并开启双闪灯

安全监控函数 ​

函数说明
SecurityDogThreadFunc()看门狗线程，以 50ms 周期检查横向和纵向控制响应，连续 10 次失败则触发紧急模式
CheckResponse(int32_t flags, bool need_wait)检查 EPS（转向）、VCU（速度）、ESP（制动）的在线状态，最多重试 20 次，每次间隔 20ms
CheckChassisError()检查底盘各子系统故障状态：EPS 转向故障、VCU 故障、BCS 制动故障、VCU 挡位故障、EPB 驻车故障、SCU 整车故障
chassis()从 MessageManager 获取传感器数据，组装完整的底盘状态，包括车速、轮速、油门、制动、挡位、转向角、驻车、灯光、VIN 等

配置 ​

GE3 模块的配置通过 CanbusConf protobuf 消息传入，主要包含：

  • can_card_parameter: CAN 卡硬件参数（设备类型、通道号等），用于创建 CanClient
  • vehicle_parameter: 车辆参数，包含 driving_mode（驾驶模式）和 max_steer_angle（最大转向角）等
  • enable_receiver_log / enable_sender_log: 是否启用 CAN 收发日志

GE3 的 CAN 协议报文定义在 proto/ge3.proto 中。

调用关系 ​

text
CanbusComponent (CyberRT 组件)
  └── Ge3VehicleFactory (工厂，通过 CYBER_REGISTER_VEHICLEFACTORY 注册)
        ├── Init()
        │     ├── CanClientFactory::CreateCANClient() → 创建 CAN 硬件客户端
        │     ├── CreateMessageManager() → Ge3MessageManager
        │     │     └── 构造时注册 5 个发送帧 + 11 个接收帧
        │     ├── CanReceiver::Init() → 绑定 CAN 客户端与消息管理器
        │     ├── CanSender::Init()
        │     └── CreateVehicleController() → Ge3Controller::Init()
        │           └── 从 MessageManager 获取 5 个发送协议对象指针
        │               (pc_bcm_201_, pc_bcs_202_, pc_epb_203_, pc_eps_204_, pc_vcu_205_)
        ├── Start()
        │     ├── CanClient::Start()
        │     ├── CanReceiver::Start()
        │     ├── CanSender::Start()
        │     └── Ge3Controller::Start()
        │           └── 启动 SecurityDogThreadFunc 看门狗线程
        ├── UpdateCommand(ControlCommand)
        │     ├── Ge3Controller::Update() → 执行具体控制逻辑
        │     │     ├── EnableAutoMode / DisableAutoMode
        │     │     ├── Brake / Throttle / Steer / Gear
        │     │     └── SetEpbBreak / SetBeam / SetHorn / SetTurningSignal
        │     └── CanSender::Update() → 将报文发送到 CAN 总线
        ├── publish_chassis() → Ge3Controller::chassis() → 组装底盘状态
        └── PublishChassisDetail() → 发布 GE3 原始底盘详情到 CyberRT 通道

CAN 协议帧映射 ​

发送帧（平台 → 车辆）：

帧 ID类名功能
0x201Pcbcm201车身控制：灯光（远/近光、转向灯、双闪）、喇叭
0x202Pcbcs202制动控制：制动踏板请求、制动使能
0x203Pcepb203电子驻车：驻车请求/释放、驻车使能
0x204Pceps204转向控制：转向角请求、转向速度、转向使能
0x205Pcvcu205整车控制：油门踏板请求、挡位请求、油门使能、挡位使能

接收帧（车辆 → 平台）：

帧 ID类名功能
0x301Scu1301VIN 后 1 位、整车故障状态
0x302Scu2302VIN 前 8 位
0x303Scu3303VIN 中间 8 位
0x304Scubcm304车身状态：远光灯、转向灯、喇叭状态
0x306Scubcs1306制动状态：踏板行程、故障状态、驾驶模式
0x307Scubcs2307车速信息
0x308Scubcs3308四轮轮速及方向
0x310Scuepb310驻车状态、驻车故障
0x311Scueps311转向角、EPS 故障状态、驾驶模式
0x312Scuvcu1312油门踏板、挡位、VCU 故障状态、驾驶模式
0x313Scuvcu2313VCU 扩展状态信息

贡献者

The avatar of contributor named as Steven Moder Steven Moder

页面历史