自动驾驶—CARLA仿真（25）synchronous_mode demo

📌 测试用例

PythonAPI/examples/synchronous_mode.py

同步模式下的多传感器可视化示例，用于：

1. 同步采集 RGB 摄像头和语义分割摄像头数据
2. 将两路图像叠加显示（RGB 为底图，语义分割为半透明覆盖层）
3. 通过预设路径自动控制车辆移动

适用于 多模态感知算法验证、传感器融合调试、教学演示 。

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🔑 主要模块解析

1. CarlaSyncMode 类：同步模式上下文管理器（核心创新）

• 功能：封装 CARLA 同步模式的开启/关闭逻辑

• 优势 ：

  • 自动管理 world.tick() 与传感器数据对齐
  • 确保每帧只处理同一仿真时刻的多传感器数据

• 使用方式 ：

  with CarlaSyncMode(world, camera_rgb, camera_semseg, fps=30) as sync_mode:
      snapshot, image_rgb, image_semseg = sync_mode.tick(timeout=2.0)

• 关键机制 ：

  • 为每个传感器创建独立队列（queue.Queue）
  • 通过 assert all(x.frame == self.frame for x in data) 确保帧同步

✅ 这是 CARLA 多传感器同步采集的最佳实践。

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2. 车辆控制逻辑（简化版路径跟踪）

# 初始化
waypoint = m.get_waypoint(start_pose.location)

# 主循环中
waypoint = random.choice(waypoint.next(1.5))
vehicle.set_transform(waypoint.transform)

• 特点 ：
  • 禁用物理引擎 ：vehicle.set_simulate_physics(False)
  • 直接设置位姿：跳过控制指令，直接 teleport 到路点
  • 随机路径选择 ：random.choice(waypoint.next(1.5)) 在前方 1.5 米处随机选路点
• 效果：车辆沿道路自动行驶，但运动不连续（瞬移式）

⚠️ 注意：这不是真实驾驶，而是路径可视化演示。

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3. 多传感器叠加显示

# 绘制 RGB 图像（底层）
draw_image(display, image_rgb)

# 绘制语义分割图像（半透明覆盖层）
draw_image(display, image_semseg, blend=True)

• blend=True 实现 ：

  if blend:
      image_surface.set_alpha(100)  # 设置透明度（0-255）

• 语义分割着色 ：

  image_semseg.convert(carla.ColorConverter.CityScapesPalette)

  • 使用 CityScapes 标准调色板（道路=灰色，车辆=蓝色等）

🎨 效果：RGB 图像 + 半透明语义标签覆盖，直观显示分割结果。

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4. 性能监控

实时显示两种 FPS：

# 真实 FPS（Pygame 渲染帧率）
font.render('% 5d FPS (real)' % clock.get_fps(), ...)

# 仿真 FPS（CARLA 仿真步长）
fps = round(1.0 / snapshot.timestamp.delta_seconds)
font.render('% 5d FPS (simulated)' % fps, ...)

• 典型值 ：
  • simulated FPS = 30（由 fps=30 参数决定）
  • real FPS ≈ 30（取决于渲染性能）

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✅ 总结

该脚本是 CARLA 多传感器同步可视化的精简范例，展示了：

1. 如何 可靠地同步多传感器数据
2. 如何 叠加显示不同模态的感知结果
3. 如何 通过路点系统实现自动路径跟踪