第五章：使用Cyber RT进行相机仿真

实验内容

现需要实现车辆跟踪功能，摄像头以图片的方式采集到了道路信息，并在车流中锁定目标车辆，然后需要截取目标车辆所属的局部图片信息，再以话题的方式发布出去，请问应该如何实现?

因此本实验编写程序模拟摄像头驱动，要求该驱动可以发布仿真图像数据。并在DreamView中显示图像，结果如下图所示仿真了一张棋盘图片：

实验目的

该需求是一个典型的发布订阅实现，发布方是自实现程序，订阅方是DreamView，而被传输的数据则是图片消息，因此，该案例涉及的核心点有三个需要学习：

如何编写话题发布方？
如何组织图片消息？图片消息需要自定义吗？消息格式是怎样的？
如何使用DreamView显示订阅到的图片消息？

实验流程

在前面的教程中，我们已经系统性的学习过CyberRT的通信机制了，这其中就包含话题发布实现。而图片消息作为极其常用的一种消息载体，Apollo中已经内置了相关proto文件，我们直接调用即可。dremview作为一款可视化工具，我们只需了解并掌握其相关操作方式即可。该案例实现流程如下：

1. 安装DreamView;

2. 搭建项目框架；

3. 编写程序主逻辑；

4. 构建执行程序，并使用DreamView查看结果。

<1> 安装DreamView;

如果您还未安装DreamView，请参考如下链接进行安装并了解其使用：https://apollo.baidu.com/community/Apollo-Homepage-Document/Apollo_Doc_CN_8_0?doc=%2F%25E5%25AE%2589%25E8%25A3%2585%25E8%25AF%25B4%25E6%2598%258E%2F%25E8%25BD%25AF%25E4%25BB%25B6%25E5%258C%2585%25E5%25AE%2589%25E8%25A3%2585%2FQuickStart-%25E8%25BD%25AF%25E4%25BB%25B6%25E5%258C%2585%25E6%2596%25B9%25E5%25BC%258F

<2> 搭建项目框架；

2-1.创建工程目录，工程目录创建如下所示:

camera_demo
|-- driver
    |-- camera_sim
    |   |-- BUILD
    |   |-- camera_driver.cc
|--BUILD
|--camera_demo.BUILD
|--cyberfile.xml

2-2.编辑包管理相关配置文件

包管理相关配置文件主要指camera_demo下的BUILD、camera_demo.BUILD以及cyberfile.xml。在BUILD文件中请输入如下内容：

load("//tools/install:install.bzl", "install", "install_src_files")
install(
    name = "install",
    data = [
        "camera_demo.BUILD",
        "cyberfile.xml",
    ],
    deps = [
        "//camera_demo/driver/camera_sim:install",
    ],
)
install_src_files(
    name = "install_src",
    src_dir = ["."],
    dest = "camera_demo/src",
    filter = "*",
    deps = [
        "//camera_demo/driver/camera_sim:install_src",
    ]
)

在cyberfile.xml中输入如下内容：

<package>
  <name>camera_demo</name>
  <version>1.0.0</version>
  <description>
   camera_demo
  </description>
  <maintainer email="AD-platform">AD-platform@baidu.com</maintainer>
  <type>module</type>
  <src_path>//camera_demo</src_path>
  <license>BSD</license>
  <author>Apollo</author>
  <depend type="binary"  repo_name="cyber">cyber-dev</depend>
  <builder>bazel</builder>
</package>

2-3.编写源文件以及BUILD文件

在 camera_driver.cc 中请输入如下内容：

#include <cyber/cyber.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    apollo::cyber::Init(argv[0]);
    AINFO << "相机仿真案例!";
    
    return 0;
}

在 BUILD 文件中，请输入如下内容：

load("@rules_cc//cc:defs.bzl", "cc_binary", "cc_library")
load("//tools/install:install.bzl", "install", "install_src_files")
load("//tools:cpplint.bzl", "cpplint")
package(default_visibility = ["//visibility:public"])
# https://docs.bazel.build/versions/master/be/c-cpp.html#cc_library
cc_binary(
    name = "camera_driver",
    srcs = ["camera_driver.cc"],
    deps = ["//cyber",
            ], 
)
install(
    name = "install",
    runtime_dest = "camera_demo/bin",
    targets = [
    ":camera_driver"
        ],
)
install_src_files(
    name = "install_src",
    src_dir = ["."],
    dest = "camera_demo/src/cyberatest",
    filter = "*",
)

2-4.测试

2-4.编译文件

在apollo_workspace目录下执行buildtool编译指令。

buildtool build -p camera_demo

编译完成后，系统会在/opt/apollo/neo/bin目录下生成可执行文件camera_driver。

2-5.运行可执行文件

为了可以在终端输出运行日志，请先调用如下指令：

export GLOG_alsologtostderr=1

然后调用如下指令进入/opt/apollo/neo/bin/目录并执行可执行程序：

cd /opt/apollo/neo/bin/
./camera_driver

如果终端能够正常输出日志信息，说明框架搭建完毕。

<3> 编写程序主逻辑；

3-1. 修改 camera_driver.cc 为如下内容：

/*  
    需求: 发布摄像头仿真数据。
    实现:
        1.头文件；
        2.初始化 cyber 框架；
        3.创建节点；
        4.创建发布者；
        5.组织数据并发布；
        6.等待关闭。
*/
#include "cyber/cyber.h"
#include "modules/common_msgs/sensor_msgs/sensor_image.pb.h"
using apollo::drivers::Image;
int main(int argc, char *argv[])
{
    apollo::cyber::Init(argv[0]);
    // 3.创建节点；
    auto talker_node = apollo::cyber::CreateNode("camear_sim_node");
    // 4.创建发布者；
    auto talker = talker_node->CreateWriter<Image>("/image_sim");
    // 5.组织数据并发布；
    
    size_t width = 500;
    size_t height = 350;
    size_t cell = 50; // 单元格宽度
    size_t step = width * 3; // 一行像素数
    char black = 200;
    char white = 10;
    
    apollo::cyber::Rate rate(10.0);
    while (apollo::cyber::OK())
    {
        
        // 组织数据
        auto msg = std::make_shared<Image>();
        
        msg->set_frame_id("camera");
        auto now = apollo::cyber::Time::Now();
        msg->set_measurement_time(now.ToSecond());
        msg->set_width(width);
        msg->set_height(height);
        msg->set_encoding("rgb8");
        msg->set_step(msg->width() * 3); // 一图片行的元素个数
        
        size_t length = msg->width() * msg->height() * 3;
        char value[length]; 
        for (size_t i = 0; i < height; i++) // 遍历像素行
        {
            for (size_t j = 0; j < step; j++) // 遍历列
            {
                // 当前字节索引 value[i * step + j]
                int index = i * step + j;
                // 行赋值
                if (i / cell % 2 == 0) // 偶数行
                {
                    value[index] = black;
                } else
                {
                    value[index] = white;
                }
                // 列赋值
                // 偶数列，无需更改
                if (j / 3 / cell % 2 == 1) // 奇数列，取反
                {
                    value[index] = value[index] == white ? black : white;
                }
            }
            
        }
        
        msg->set_data(value);
        //发布
        talker->Write(msg);
        rate.Sleep();
    }
    // 6.等待关闭。
    apollo::cyber::WaitForShutdown();
    return 0;
}

3-2. 修改 BUILD 文件，要在 cc_binary 中添加图片相关 proto 依赖，修改后如下所示：

cc_binary(
    name = "camera_driver",
    srcs = ["camera_driver.cc"],
    deps = ["//cyber",
            "//modules/common_msgs/sensor_msgs:sensor_image_cc_proto",
            ], 
)

<4> 构建执行程序，并使用DreamView查看结果。

程序编写完毕，具体运行步骤如下：
4-1. 请首先参考第2-4 、2-5所示，编译并运行程序。
4-2. 打开新的终端，启动DreamView：

aem bootstrap start

4-3. 在浏览器中输入http://localhost:8888，访问 DreamView：

4-4. 然后做如下操作：

打开 Sim Control 按钮；
打开 Camera Sensor 按钮；
右侧的 Camera View 面板中打开话题下拉列表并设置为 /image_sim，则将显示图片信息，如下图：

至此，实验结束。