Canbus CAN 总线驱动

源码路径：modules/drivers/canbus/

概述

canbus 驱动模块是 Apollo 与车辆 CAN 总线通信的基础设施，负责通过 CAN 卡硬件收发 CAN 报文，并将原始报文解析为上层可使用的 protobuf 消息。模块采用模板化设计，SensorCanbus<T> 可适配不同类型的 CAN 传感器（如 Mobileye、底盘等）。同时包含 CanSender 用于向车辆发送控制指令。

架构

text

CAN 总线
    │
    ▼
CanClient (CAN 卡硬件接口)
    │
    ├── CanReceiver<T>     ← 接收 CAN 报文
    │     └── MessageManager<T>  ← 解析报文为 protobuf
    │
    ├── CanSender<T>       ← 发送 CAN 报文
    │
    └── SensorCanbus<T>    ← 组件驱动
          ├── 定时发布 (sensor_freq > 0)
          └── 事件触发发布 (sensor_freq == 0)

核心类

SensorCanbus<SensorType>

CAN 传感器驱动组件模板，负责初始化 CAN 卡、接收/解析报文、发布消息。

cpp

template <typename SensorType>
class SensorCanbus : public cyber::Component<> {
 public:
  bool Init() override;

 private:
  bool Start();
  void PublishSensorData();
  void OnTimer();
  void DataTrigger();
  bool OnError(const std::string& error_msg);
  void RegisterCanClients();

  SensorCanbusConf canbus_conf_;
  std::unique_ptr<CanClient> can_client_;
  CanReceiver<SensorType> can_receiver_;
  std::unique_ptr<MessageManager<SensorType>> sensor_message_manager_;
  std::shared_ptr<Writer<SensorType>> sensor_writer_;
  std::unique_ptr<cyber::Timer> timer_;
};

源码：modules/drivers/canbus/sensor_canbus.h

CanClient

CAN 卡硬件抽象接口，通过工厂模式创建具体实现。

cpp

class CanClient {
 public:
  virtual ErrorCode Init(const CANCardParameter& param) = 0;
  virtual ErrorCode Start() = 0;
  virtual ErrorCode Stop() = 0;
  virtual ErrorCode Send(const std::vector<CanFrame>& frames) = 0;
  virtual ErrorCode Receive(std::vector<CanFrame>* frames) = 0;
};

源码：modules/drivers/canbus/can_client/can_client.h

CanClientFactory

CAN 客户端工厂，根据配置创建对应的 CanClient 实例。

源码：modules/drivers/canbus/can_client/can_client_factory.h

CanReceiver<SensorType>

CAN 报文接收器，从 CanClient 读取报文并通过 MessageManager 解析。

cpp

template <typename SensorType>
class CanReceiver {
 public:
  ErrorCode Init(CanClient* client, MessageManager<SensorType>* manager,
                 bool enable_log);
  ErrorCode Start();
  ErrorCode Stop();
};

源码：modules/drivers/canbus/can_comm/can_receiver.h

CanSender<SensorType>

CAN 报文发送器，将 protobuf 消息编码为 CAN 报文并发送。

源码：modules/drivers/canbus/can_comm/can_sender.h

MessageManager<SensorType>

消息管理器，维护 CAN ID 到解析器的映射，将原始 CAN 报文解析为 protobuf 消息。

源码：modules/drivers/canbus/can_comm/message_manager.h

核心函数

SensorCanbus::Init()

cpp

template <typename SensorType>
bool SensorCanbus<SensorType>::Init() {
  // 1. 加载配置
  GetProtoFromFile(config_file_path_, &canbus_conf_);

  // 2. 创建 CAN 客户端
  can_client_ = CanClientFactory::Instance()
      ->CreateCANClient(canbus_conf_.can_card_parameter());

  // 3. 创建消息管理器
  sensor_message_manager_.reset(new MessageManager<SensorType>());

  // 4. 初始化接收器
  can_receiver_.Init(can_client_.get(), sensor_message_manager_.get(),
                     canbus_conf_.enable_receiver_log());

  // 5. 创建 Writer
  sensor_writer_ = node_->CreateWriter<SensorType>(FLAGS_sensor_node_name);

  // 6. 启动
  return Start();
}

SensorCanbus::Start()

cpp

template <typename SensorType>
bool SensorCanbus<SensorType>::Start() {
  can_client_->Start();      // 启动 CAN 卡硬件
  can_receiver_.Start();     // 启动接收线程

  if (FLAGS_sensor_freq > 0) {
    // 定时模式：按频率周期发布
    timer_.reset(new cyber::Timer(duration_ms, [this]() { OnTimer(); }));
    timer_->Start();
  } else {
    // 事件触发模式：有新数据时发布
    thread_.reset(new std::thread([this]() { DataTrigger(); }));
  }
}

SensorCanbus::DataTrigger()

事件触发发布模式，通过条件变量等待新数据到达后立即发布。

cpp

template <typename SensorType>
void SensorCanbus<SensorType>::DataTrigger() {
  std::condition_variable* cvar = sensor_message_manager_->GetMutableCVar();
  while (data_trigger_running_) {
    cvar->wait(lock);
    PublishSensorData();
    sensor_message_manager_->ClearSensorData();
  }
}

子模块

子目录	说明
`can_client/`	CAN 卡硬件接口与工厂
`can_comm/`	CAN 收发器与消息管理器
`common/`	CAN 通用工具
`proto/`	配置 protobuf

配置

通过 SensorCanbusConf protobuf 加载：

字段	类型	说明
can_card_parameter	CANCardParameter	CAN 卡硬件参数
enable_receiver_log	bool	是否启用接收日志

gflags：

标志位	说明
`FLAGS_sensor_node_name`	传感器节点名称
`FLAGS_sensor_freq`	发布频率（Hz），0 为事件触发模式

调用关系

上游：CAN 总线硬件
下游：发布 SensorType 消息（如 Chassis、Mobileye 等）到 CyberRT 通道
依赖：CanClient（硬件驱动）、MessageManager（报文解析）
被依赖：canbus-vehicle 中各车型模块使用此驱动

贡献者

Steven Moder

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Canbus CAN 总线驱动 ​

概述 ​

架构 ​

核心类 ​

SensorCanbus<SensorType> ​

CanClient ​

CanClientFactory ​

CanReceiver<SensorType> ​

CanSender<SensorType> ​

MessageManager<SensorType> ​

核心函数 ​

SensorCanbus::Init() ​

SensorCanbus::Start() ​

SensorCanbus::DataTrigger() ​

子模块 ​

配置 ​

调用关系 ​

贡献者