AirSim 自动驾驶仿真 (6) 设置采集参数和属性

https://cloud.tencent.com/developer/article/2011384

1.配置文件在哪

默认情况下，文件位于用户目录下的AirSim文件夹，比如在Windows下，文件位于C:\Users\admin\Documents\AirSim，如下。

C:\Users\dongdong\Documents\AirSim

2.配置文件长什么样

打开配置文件可以看到，这是一个标准的json格式文件。如果没有这个文件，AirSim会在启动的时候自动新建一个空白的文件。

3.有哪些属性可以改

这个问题便是本文的核心内容，这里列举出一些常用的属性，下面分别进行介绍。完整的属性介绍与默认值列表，还是请参考官方文档。

3.1 采集平台选择

AirSim支持汽车和多旋翼无人机两种采集平台，通过SimMode属性进行设置。该属性默认值为空，也即用户手动选择。

3.2 视角模式选择

AirSim支持多种视角模式，通过ViewMode进行设置。对于Car，默认值为SpringArmChase，对于Multirotor，默认值为FlyWithMe。

3.3 地理原点设置

AirSim支持设置仿真场景的真实地理位置，通过OriginGeopoint属性设置，默认为(0,0,0)，分别对应纬度、经度和高程。我们可以按下面的格式设置位置。

  "OriginGeopoint": {
    "Latitude": 30,
    "Longitude": 120,
    "Altitude": 122
  }

　　

3.4 仿真光照设置

用于控制仿真场景中太阳的位置(根据不同时间)与光照，由TimeOfDay属性控制，默认为false。也就是光照恒定且不随时间变化。而如果设为true，则会根据指定的时间、位置计算出太阳位置与光照，当然同样也不会随时间变化。如果想让光照随时间变化，需要将StartDateTimeDst属性设为true，并指定更新频率UpdateIntervalSecs。这样，场景就会以一定的频率根据时间和位置(刚刚上面提到的OriginGeoPoint属性)计算光照。如下展示了设置光照的一个具体例子：

  "TimeOfDay": {
    "Enabled": true,
    "StartDateTime": "2021-12-01 23:30:00",
    "CelestialClockSpeed": 1,
    "StartDateTimeDst": false,
    "UpdateIntervalSecs": 60
  }

　　

3.5 可视化窗口设置

AirSim支持数据采集的过程中实时展示采集的数据，这主要通过SubWindows属性进行设置。进一步，它又包含多个属性：

• WindowID: 指定SubWindow的ID，0,1,2三者之一。
• CameraName: 相机名称，枚举类型属性。对于Car，有front_center、front_right、front_left、fpv、back_center可选；对于Multirotor，有front_center、front_right、front_left、bottom_center、back_center可选；对于ComputerVision，可选相机种类与Multirotor相同。当然，在AirSim中，为了向下兼容(Backward Compatibility)，依然保留了相机索引，可以通过0、1、2、3、4来分别获取对应相机。
• ImageType: 影像类型，枚举类型属性。Scene=0, DepthPlanar=1, DepthPerspective=2, DepthVis=3, DisparityNormalized=4, Segmentation=5, SurfaceNormals=6, Infrared=7。其中Scene=0就是普通的RGB影像，DepthVis=3就是场景的可视化深度图，Segmentation=5就是场景的语义分割图。更详细的介绍参考官方文档。
• VehicleName: 采集平台的名称，在有多个采集设备的时候会比较有用。
• External: 如果为外部相机就设为true，如果为true，VehicleName属性就被忽略。

  "SubWindows": [
    {"WindowID": 0, "ImageType": 0, "CameraName": "front_center", "Visible": true},
    {"WindowID": 1, "ImageType": 3, "CameraName": "front_center", "Visible": true},
    {"WindowID": 2, "ImageType": 5, "CameraName": "front_center", "Visible": true}
  ]

　　

如下展示了一个简单的例子：展开三个子窗口，显示front_center相机的RGB影像、深度图以及语义分割影像：

3.6 录制设置

如前面的博客所说，开始和结束录制按键盘R键即可。数据录制主要由Recording属性控制，同样的，里面又有一些子属性：

• RecordInterval: 指定两帧影像之间的最小时间间隔，单位秒。
• RecordOnMove: 指定如果采集平台不动的时候就停止录制，动的时候再录制。
• Folder: 指定录制数据的输出文件夹，默认是放在Documents/AirSim下面。
• Enabled: 指定是否从启动环境就开始录制，默认为false。
• Cameras: 指定录制哪些相机的内容。默认情况下是以压缩的png格式录制camera 0(front_center)的RGB(scene)数据。如果只想录制采集平台的物理数据，把Cameras属性设为空即可："Cameras": []。
• PixelsAsFloat: 是否以pfm(portable float map)格式保存数据而不是png文件。

下面展示的是录制front_center相机的RGB、深度和语义分割数据的示例。

 "Recording": {
    "RecordInterval": 0.05,
    "Cameras": [
        { "CameraName": "front_center", "ImageType": 0, "PixelsAsFloat": false, "Compress": true },
        { "CameraName": "front_center", "ImageType": 3, "PixelsAsFloat": false, "Compress": true },
        { "CameraName": "front_center", "ImageType": 5, "PixelsAsFloat": false, "Compress": true }
    ]
  }

　　

3.7 相机设置

我们也可以指定相机的一些参数，如视场角、影像分辨率等，这些参数主要由CameraDefaults属性控制。进一步又包含CaptureSettings、NoiseSettings、Gimbal这三个子属性。如下是一个简单的示例。

  "CameraDefaults": {
    "CaptureSettings": [
      {
        "ImageType": 0,
        "Width": 1920,
        "Height": 1080,
        "FOV_Degrees": 90,
        "AutoExposureSpeed": 100,
        "AutoExposureBias": 0,
        "AutoExposureMaxBrightness": 0.64,
        "AutoExposureMinBrightness": 0.03,
        "MotionBlurAmount": 0,
        "TargetGamma": 1.0,
        "ProjectionMode": "",
        "OrthoWidth": 5.12
      },
      {
        "ImageType": 3,
        "Width": 1920,
        "Height": 1080,
        "FOV_Degrees": 90,
        "AutoExposureSpeed": 100,
        "AutoExposureBias": 0,
        "AutoExposureMaxBrightness": 0.64,
        "AutoExposureMinBrightness": 0.03,
        "MotionBlurAmount": 0,
        "TargetGamma": 1.0,
        "ProjectionMode": "",
        "OrthoWidth": 5.12
      },
      {
        "ImageType": 5,
        "Width": 1920,
        "Height": 1080,
        "FOV_Degrees": 90,
        "AutoExposureSpeed": 100,
        "AutoExposureBias": 0,
        "AutoExposureMaxBrightness": 0.64,
        "AutoExposureMinBrightness": 0.03,
        "MotionBlurAmount": 0,
        "TargetGamma": 1.0,
        "ProjectionMode": "",
        "OrthoWidth": 5.12
      }
    ]
  }

　　

这样我们就可以捕获1920×1080分辨率的数据了，如下图所示。另外需要注意的是，对于双目相机而言，双目相机默认的基线长度为25cm，详情参考这个文档。

4.参考资料

• [1] https://microsoft.github.io/AirSim/settings
• [2] https://microsoft.github.io/AirSim/image_apis/#available-cameras
• [3] https://microsoft.github.io/AirSim/image_apis/#available-imagetype-values
• [4] https://microsoft.github.io/AirSim/sensors
• [5] https://github.com/microsoft/AirSim/blob/master/docs/image_apis.md