雷达驱动

源码路径：modules/drivers/radar/

概述

radar 驱动模块负责对接 Apollo 中所有毫米波雷达和超声波雷达传感器，通过 CAN 总线或 UDP 网络接口接收原始数据并解析为 protobuf 消息。模块包含 5 种雷达驱动子模块，分别适配大陆（Continental）ARS408、赛恩领动（Racobit）、纳瓦（Nano）、傲酷（Oculii）4D 雷达和超声波雷达。

CAN 类雷达（conti / racobit / nano / ultrasonic）共享 drivers/canbus 基础设施，使用 CanClient + CanReceiver + MessageManager 模板框架；Oculii 雷达通过 UDP socket 异步接收点云帧数据。

核心类

ContiRadarCanbusComponent

大陆 ARS408 毫米波雷达驱动组件，继承 cyber::Component<>。除基本 CAN 收发外，额外订阅定位话题以获取自车速度和横摆角速度，通过 MotionInputSpeed300 / MotionInputYawRate301 报文馈入雷达做运动补偿。

class ContiRadarCanbusComponent : public apollo::cyber::Component<> {
 public:
  bool Init() override;

 private:
  bool Start();
  void Stop();
  ErrorCode ConfigureRadar();
  void PoseCallback(const std::shared_ptr<LocalizationEstimate>& pose);

  ContiRadarConf conti_radar_conf_;
  std::shared_ptr<CanClient> can_client_;
  CanReceiver<ContiRadar> can_receiver_;
  std::unique_ptr<ContiRadarMessageManager> sensor_message_manager_;
  std::shared_ptr<cyber::Writer<ContiRadar>> conti_radar_writer_;
  std::shared_ptr<cyber::Reader<LocalizationEstimate>> pose_reader_;
};

源码：modules/drivers/radar/conti_radar/conti_radar_canbus_component.h

ContiRadarMessageManager

大陆雷达消息管理器，继承 MessageManager<ContiRadar>。维护 CAN ID 到协议解析器的映射，在 Parse() 中按 ID 调用对应的 ProtocolData<ContiRadar> 解码并组装完整的 ContiRadar protobuf 消息，通过 Writer 发布。

class ContiRadarMessageManager
    : public apollo::drivers::canbus::MessageManager<ContiRadar> {
 public:
  explicit ContiRadarMessageManager(
      const std::shared_ptr<cyber::Writer<ContiRadar>>& writer);
  void set_radar_conf(RadarConf radar_conf);
  ProtocolData<ContiRadar>* GetMutableProtocolDataById(uint32_t message_id);
  void Parse(uint32_t message_id, const uint8_t* data, int32_t length);
  void set_can_client(std::shared_ptr<CanClient> can_client);
};

源码：modules/drivers/radar/conti_radar/conti_radar_message_manager.h

NanoRadarCanbusComponent

纳瓦毫米波雷达驱动组件，与 ContiRadarCanbusComponent 结构基本相同，但额外支持 ConfigureRadarRegion() 配置雷达检测区域。不订阅定位话题（不做运动补偿输入）。

class NanoRadarCanbusComponent : public apollo::cyber::Component<> {
 public:
  bool Init() override;

 private:
  ErrorCode ConfigureRadar();
  ErrorCode ConfigureRadarRegion();

  NanoRadarConf nano_radar_conf_;
  std::shared_ptr<CanClient> can_client_;
  CanReceiver<NanoRadar> can_receiver_;
  std::unique_ptr<NanoRadarMessageManager> sensor_message_manager_;
  std::shared_ptr<cyber::Writer<NanoRadar>> nano_radar_writer_;
};

源码：modules/drivers/radar/nano_radar/nano_radar_canbus_component.h

RacobitRadarCanbusComponent

赛恩领动毫米波雷达驱动组件，结构与大陆雷达类似，通过 CAN 总线收发。使用独立的 RacobitRadar protobuf 和 CAN 协议解析器。

源码：modules/drivers/radar/racobit_radar/racobit_radar_canbus_component.h

OculiiRadarComponent

傲酷 4D 毫米波雷达驱动组件，通过 UDP socket 接收点云帧数据（非 CAN 总线）。Init() 中创建 UDP 解析器并启动异步解析线程 run()，循环从解析器获取 OculiiPointCloud 并发布。

class OculiiRadarComponent : public Component<> {
 public:
  bool Init() override;

 private:
  void run();

  std::shared_ptr<Writer<OculiiPointCloud>> writer_;
  std::unique_ptr<OculiiRadarUdpParser> parser_;
  std::shared_ptr<OculiiRadarConf> config_;
  std::atomic<bool> running_ = {false};
  float frame_drop_interval_;
};

源码：modules/drivers/radar/oculii_radar/oculii_radar_component.h

OculiiRadarUdpParser

Oculii 雷达 UDP 数据包解析器。在独立线程中异步接收 UDP 数据包入队，Parse() 方法从队列中按握手帧 -> 数据帧 -> 尾帧的顺序组装完整帧，再解析 Header、Detection、Track、Footer 四段数据，将原始极坐标检测点转换为笛卡尔坐标点云并解析跟踪目标。

class OculiiRadarUdpParser {
 public:
  bool Init(uint16_t port);
  int Parse(OculiiPointCloud& oculii_output);

 private:
  void AsyncUdpInput();
  int ParseHeader(OculiiHeader& header, void* buffer);
  int ParseDection(OculiiDetection& dection, void* buffer);
  int ParseTrack(OculiiTrack& track, void* buffer);
  int ParseFooter(OculiiFooter& footer, void* buffer);
  bool IsMultiCastMode(float hr, float hd, float ha, float he,
                       float fr, float fd, float fa, float fe);
};

源码：modules/drivers/radar/oculii_radar/parser/oculii_radar_udp_parser.h

UltrasonicRadarCanbusComponent / UltrasonicRadarCanbus

超声波雷达驱动，采用两层设计：UltrasonicRadarCanbusComponent（CyberRT 组件壳）委托 UltrasonicRadarCanbus（实际业务逻辑）完成初始化和启动。

源码：modules/drivers/radar/ultrasonic_radar/ultrasonic_radar_canbus_component.h、ultrasonic_radar_canbus.h

核心函数

CAN 类雷达 Init 流程

以下以大陆雷达为代表，其余 CAN 类雷达流程相同。

// ContiRadarCanbusComponent::Init()
bool ContiRadarCanbusComponent::Init() {
  // 1. 加载 protobuf 配置
  GetProtoConfig(&conti_radar_conf_);

  // 2. 创建 CAN 客户端
  auto can_factory = CanClientFactory::Instance();
  can_client_ = can_factory->CreateCANClient(
      conti_radar_conf_.can_conf().can_card_parameter());

  // 3. 创建消息管理器并关联 Writer
  sensor_message_manager_.reset(new ContiRadarMessageManager(conti_radar_writer_));
  sensor_message_manager_->set_radar_conf(conti_radar_conf_.radar_conf());
  sensor_message_manager_->set_can_client(can_client_);

  // 4. 初始化 CAN 接收器
  can_receiver_.Init(can_client_.get(), sensor_message_manager_.get(),
                     conti_radar_conf_.can_conf().enable_receiver_log());

  // 5. 启动
  return Start();
}

ContiRadarCanbusComponent::PoseCallback()

大陆雷达特有：订阅定位消息，提取自车速度和横摆角速度，按配置的发送间隔通过 CAN 发送给雷达用于运动补偿。

void ContiRadarCanbusComponent::PoseCallback(
    const std::shared_ptr<LocalizationEstimate>& pose_msg) {
  // 限频
  if ((now_nsec - last_nsec_) < send_interval) return;

  // 从四元数计算旋转矩阵，提取纵向速度
  Eigen::Quaterniond orientation(...);
  Eigen::Matrix3d rotation_matrix = orientation.toRotationMatrix().inverse();
  float speed = (rotation_matrix * speed_v).y();
  float yaw_rate = pose_msg->pose().angular_velocity().z() * 180.0f / M_PI;

  // 发送运动输入报文
  MotionInputSpeed300 input_speed;   // CAN ID 0x300
  MotionInputYawRate301 input_yawrate;  // CAN ID 0x301
  can_client_->SendSingleFrame(...);
}

OculiiRadarUdpParser::Parse()

Oculii 雷达核心解析函数，从 UDP 队列中按帧格式组装数据，逐字节解析检测点和跟踪目标。

int OculiiRadarUdpParser::Parse(OculiiPointCloud& oculii_output) {
  // 1. 从队列取握手帧，获得数据总长度
  queue_->WaitDequeue(&handshake);
  uint32_t data_length = handshake.data_length;

  // 2. 循环取数据帧拼接完整数据包
  while (data_length > 0) { queue_->WaitDequeue(&packet); }

  // 3. 解析 Header -> Detection[] -> Track[] -> Footer
  ParseHeader(header, buffer);
  for (i = 0; i < header.dections_number; i++) ParseDection(...);
  for (i = 0; i < header.tracks_number; i++) ParseTrack(...);
  ParseFooter(footer, buffer);

  // 4. 极坐标转笛卡尔坐标（含 radar->lidar 坐标变换）
  // 5. 填充 OculiiPointCloud protobuf
  return 0;
}

配置

CAN 类雷达

通过各自 protobuf 配置文件加载（如 ContiRadarConf、NanoRadarConf）：

字段路径	类型	说明
can_conf.can_card_parameter	CANCardParameter	CAN 卡硬件参数
can_conf.enable_receiver_log	bool	是否启用接收日志
radar_conf	RadarConf	雷达参数配置（速度分辨率、检测区域等）
radar_channel / gflags topic	string	发布通道名

大陆雷达额外配置：

字段	说明
radar_conf.input_send_interval	运动输入报文发送间隔（纳秒）

纳瓦雷达额外配置：

字段	说明
radar_conf 中区域字段	检测区域参数，通过 RegionConfig401 报文配置

Oculii 雷达

通过 OculiiRadarConf protobuf 加载：

字段	类型	说明
port	uint16	UDP 监听端口
channel_name	string	点云发布通道
frame_id	string	坐标系 ID
frame_rate	float	帧率，用于计算丢帧间隔

超声波雷达

通过 UltrasonicRadarConf protobuf 加载：

字段	类型	说明
can_conf	SensorCanbusConf	CAN 配置
entrance_num	int	探头数量

CAN 协议

大陆 / 赛恩领动

CAN ID	报文	方向	说明
0x200	RadarConfig200	发送	雷达参数配置
0x201	RadarState201	接收	雷达状态反馈
0x300	MotionInputSpeed300	发送	自车速度馈入
0x301	MotionInputYawRate301	发送	横摆角速度馈入
0x600	ClusterListStatus600	接收	目标簇列表状态
0x60A	ObjectListStatus60A	接收	目标列表状态
0x60B	ObjectGeneralInfo60B	接收	目标通用信息
0x60C	ObjectQualityInfo60C	接收	目标质量信息
0x60D	ObjectExtendedInfo60D	接收	目标扩展信息
0x701	ClusterGeneralInfo701	接收	目标簇通用信息
0x702	ClusterQualityInfo702	接收	目标簇质量信息

纳瓦

在大陆协议基础上增加：

CAN ID	报文	方向	说明
0x401	RegionConfig401	发送	检测区域配置
0x402	RegionState402	接收	区域状态反馈
0x700	SoftwareVersion700	接收	软件版本信息

调用关系

• 上游：CAN 总线硬件（CAN 类雷达）、UDP 网络接口（Oculii 雷达）、定位模块（大陆雷达运动补偿）
• 下游：发布 ContiRadar / NanoRadar / RacobitRadar / OculiiPointCloud / Ultrasonic protobuf 消息到 CyberRT 通道
• 依赖：drivers/canbus（CAN 基础设施）、drivers/canbus/can_client（CAN 卡硬件抽象）、CyberRT 组件框架
• 被依赖：感知模块中的雷达检测和融合组件订阅雷达输出话题

贡献者

Steven Moder

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