路径边界决策

概览

路径边界决策是规划模块的任务，属于task中的decider类别。

规划模块的运动总体流程图如下：

总体流程图以lane follow场景为例子进行说明。这里只说明主体的流程，不涉及到所有细节。task的主要功能位于Process函数中。

第一，规划模块的入口函数是PlanningComponent的Proc。

第二，以规划模式OnLanePlanning，执行RunOnce。在RunOnce中先执行交通规则，再规划轨迹。规划轨迹的函数是Plan。

第三，进入到PublicRoadPlanner中的Plan函数，进行轨迹规划。ScenarioManager的Update函数根据当前的scenario_type选择合适的场景。这里的流程图是以lane follow为例。

第四，选择lane follow的场景后，执行Process函数。然后，执行LaneFollowStage中的Process函数，在PlanOnReferenceLine中执行LaneFollowStage中的所有的task。通过调用Excute函数执行task，Excute调用了task的Process（以decider为例子）函数。最后一个图中，TaskType指的不是具体的类名称，代表所有的task类型。虚线的箭头，表示在LaneFollowStage中按照vector中的顺序执行所有的任务。

最后，Task的流程都在Process函数中。之后对task的讲解都从Process函数开始。

路径边界决策代码及对应版本

本节说明path_bounds_decider任务。

请参考 Apollo r6.0.0 path_bounds_decider

类关系

（1）继承关系

① PathBoundsDecider类继承Decider类，实现了Process方法，路径边界决策主要的执行过程就在process方法中。

// modules/planning/tasks/deciders/path_bounds_decider/path_bounds_decider.h
class PathBoundsDecider : public Decider {
... };

② Decider类继承Task类，实现类Excute方法，主要是给两个变量赋值：frame和reference_line_info，并且执行Process方法。对应了上述的Process方法

// modules/planning/tasks/deciders/decider.h
class Decider : public Task {
... };

// modules/planning/tasks/deciders/decider.cc
apollo::common::Status Decider::Execute(
    Frame* frame, ReferenceLineInfo* reference_line_info) {
  Task::Execute(frame, reference_line_info);
  return Process(frame, reference_line_info);
}

apollo::common::Status Decider::Execute(Frame* frame) {
  Task::Execute(frame);
  return Process(frame);
}

③ Task类，定义类保护类型的变量，是路径边界决策的输入

// modules/planning/tasks/task.h
class Task {
 public:
  // 虚方法，主要是给frame和reference_line_info赋值
  virtual common::Status Execute(Frame* frame,
                                 ReferenceLineInfo* reference_line_info);
  virtual common::Status Execute(Frame* frame);

 protected:
  // frame和reference_line_info变量
  Frame* frame_ = nullptr;
  ReferenceLineInfo* reference_line_info_ = nullptr;

  // 配置与名字
  TaskConfig config_;
  std::string name_;
... };

（2）调用

主要描述task在stage中是如何创建和调用的

① TaskFactory类，注册所有的task，包括decider、optimizer和other（E2E的task）。工厂模式

// modules/planning/tasks/task_factory.h
class TaskFactory {
 public:
  // 两个函数都是static属性
  static void Init(...);    // 在初始化函数中，注册所有的task
  static std::unique_ptr<Task> CreateTask(...);    // 创建具体task的实例，返回指向该实例的指针
... };

② stage中task的创建与执行

创建：在stage的构造函数中根据stage配置创建task。并将指针放入到task_和task_list_中
使用：在具体的stage中，重写Process方法。调用Process方法，进而调用ExecuteTask*方法（ExecuteTaskOnReferenceLine），最后调用相应的task的Process方法

// modules/planning/scenarios/stage.h
class Stage {
 // 在构造函数中根据stage的配置创建task
 Stage(const ScenarioConfig::StageConfig& config,
        const std::shared_ptr<DependencyInjector>& injector);
 public:

 // 纯虚函数，留给具体的stage实现，不同的stage有不同的实现逻辑
 virtual StageStatus Process(
      const common::TrajectoryPoint& planning_init_point, Frame* frame) = 0;
 protected:
  // 三个执行task的函数，在每个函数中都调用类task的Excute方法，进一步调用具体task的Process方法
  bool ExecuteTaskOnReferenceLine(
      const common::TrajectoryPoint& planning_start_point, Frame* frame);

  bool ExecuteTaskOnReferenceLineForOnlineLearning(
      const common::TrajectoryPoint& planning_start_point, Frame* frame);

  bool ExecuteTaskOnOpenSpace(Frame* frame);

 protected:
  // task的map，key是TaskType，value是指向Task的指针
  std::map<TaskConfig::TaskType, std::unique_ptr<Task>> tasks_;
  // 保存Task列表
  std::vector<Task*> task_list_;
  // stage 配置
  ScenarioConfig::StageConfig config_;
...};