自动驾驶—CARLA仿真（22）manual_control_steeringwheel demo

📌 测试用例

PythonAPI/examples/manual_control_steeringwheel.py

支持 Logitech G29 方向盘的驾驶控制客户端，用于：

通过真实赛车方向盘控制车辆
提供精确的油门/刹车/转向输入映射
保留键盘备用控制

适用于 驾驶模拟器开发、人机交互研究、沉浸式测试。

🔑 主要模块解析

1. `DualControl` 类：方向盘 + 键盘双模控制

核心职责 ：同时处理 方向盘输入 和 键盘事件

方向盘初始化 ：

python 复制代码

pygame.joystick.init()
self._joystick = pygame.joystick.Joystick(0)
self._joystick.init()

配置文件加载 ：

python 复制代码

self._parser.read('wheel_config.ini')  # 读取设备轴/按钮映射
self._steer_idx = int(self._parser.get('G29 Racing Wheel', 'steering_wheel'))
self._throttle_idx = int(self._parser.get('G29 Racing Wheel', 'throttle'))
...

✅ 支持自定义方向盘配置（通过 wheel_config.ini）

2. 方向盘输入处理（核心创新）

python 复制代码

def _parse_vehicle_wheel(self):
    jsInputs = [float(self._joystick.get_axis(i)) for i in range(numAxes)]
    
    # 转向：线性映射 + 正切校正（模拟真实转向比）
    steerCmd = K1 * math.tan(1.1 * jsInputs[self._steer_idx])
    
    # 油门/刹车：对数映射（模拟踏板非线性响应）
    throttleCmd = K2 + (2.05 * math.log10(-0.7 * jsInputs[self._throttle_idx] + 1.4) - 1.2) / 0.92
    brakeCmd = ... # 同理
    
    self._control.steer = steerCmd
    self._control.throttle = throttleCmd
    self._control.brake = brakeCmd

物理真实性 ：
- 转向使用 正切函数 模拟低速高灵敏度、高速低灵敏度
- 油门/刹车使用 对数函数 模拟踏板行程非线性
安全限制 ：输出值钳制在 [0, 1] 范围内

3. 方向盘按钮映射

按钮	功能
Button 0	重生车辆（Backspace）
Button 1	切换 HUD（F1）
Button 2	切换摄像头视角（Tab）
Button 3	切换天气（C）
Reverse Button	切换倒挡（Q）
Button 23	切换传感器（`）

⚠️ 注意：具体按钮编号需通过 jstest-gtk 工具校准

4. World 类：基础仿真管理

车辆生成 ：随机选择符合 --filter 的车辆
传感器集成 ：
- 碰撞检测（CollisionSensor）
- 车道入侵（LaneInvasionSensor）
- GNSS 定位（GnssSensor）
- 多摄像头/LiDAR（CameraManager）
天气切换：循环预设天气模式

5. HUD 系统：专业级监控界面

实时显示关键信息：

车辆状态：速度、航向角、油门/刹车/转向量
定位数据：GNSS 坐标、高度
环境感知 ：
- 碰撞历史强度曲线
- 周围车辆列表（距离排序）

💡 通过 进度条+数值 直观展示控制量

6. 配置文件 `wheel_config.ini`（关键依赖）

示例内容：

ini 复制代码

[G29 Racing Wheel]
steering_wheel = 0
throttle = 2
brake = 3
reverse = 4
handbrake = 5

作用：将物理设备的轴/按钮映射到逻辑功能
校准工具 ：Ubuntu 下使用 jstest-gtk 查看设备输入值

🎯 典型使用流程

连接 Logitech G29 方向盘
运行校准工具 ：
bash 复制代码
```
sudo apt install jstest-gtk
jstest-gtk
```
编辑 wheel_config.ini 匹配设备轴编号
启动脚本 ：
bash 复制代码
```
python manual_control_steering_wheel.py
```
操作规范 ：
- 必须先踩刹车 才能启动车辆（安全机制）
- 方向盘控制优先级高于键盘

⚠️ 技术点

非线性输入映射
- 使用 对数/正切函数 模拟真实车辆响应特性
- 避免简单线性映射导致的操控不自然
双模输入支持
- 方向盘为主，键盘为辅（紧急情况备用）
- 按钮功能覆盖常用操作（无需键盘）
生产级健壮性
- 弱引用避免传感器回调循环依赖
- 完善的异常处理和资源清理

✅ 总结

该脚本是 CARLA 专业驾驶模拟器的标准实现，展示了：

如何 集成真实赛车方向盘 实现高沉浸感控制
如何 处理非线性输入设备 提升操控真实性
如何 构建双模输入系统 兼顾灵活性与可靠性

💡 核心价值 ：

为 驾驶行为研究 、HMI 开发 、自动驾驶人机共驾测试 提供了开箱即用的硬件在环（HIL）仿真平台。

自动驾驶—CARLA仿真（22）manual_control_steeringwheel demo

📌 测试用例

🔑 主要模块解析

1. DualControl 类：方向盘 + 键盘双模控制

2. 方向盘输入处理（核心创新）

3. 方向盘按钮映射

4. World 类：基础仿真管理

5. HUD 系统：专业级监控界面

6. 配置文件 wheel_config.ini（关键依赖）

🎯 典型使用流程

⚠️ 技术点

✅ 总结

1. `DualControl` 类：方向盘 + 键盘双模控制

6. 配置文件 `wheel_config.ini`（关键依赖）