巡线任务

任务介绍

在CyberTorcs中，巡线任务被定义为让自控车辆沿着道路中线前进的任务，主要用于测试控制算法的精度和稳定性。

在具体实验过程中，一般会随机选取5～6条赛道，要求编写一套算法，能让自控车辆沿着赛道跑完全程，并记录运行过程中的一些物理量的数值，作为量化评价算法效果的指标。

评价规则

CyberTorcs在评价模型的巡线表现时，使用了以下定量表达式：

• 速度：使用单圈完成时间和碰撞损失之和表示

• 精度：用车体偏离道路中线的偏差表示，在时间纬度上进行累积，为了去除距离的量纲除以车长

总评分 \(\textrm{Total_T&E}\)为上述两个指标的加权求和，速度指标除以4是经验值。

/* 以下为Total_E中Error的具体计算方式 */

float error = 0;

double midlineError = \
    sqrt(midline[0][0] * midline[0][0] + midline[0][1] * midline[0][1]);

error += abs(midlineError) + \
    abs((abs((carLength / 2.0) * tan(yaw)) + (carWidth / 2.0)) / cos(yaw)) - \
    (carWidth / 2.0);

接口定义

控制模型的输入变量

变量	说明
float midline[k][2]	预瞄点，沿道路中线 k 米处的相对于当前车辆坐标系的坐标值。 例如，(midline[10][0], midline[10][1]) 表示沿道路中线前方10米处的点相对于当前车辆坐标系的 (x,y) 坐标， 考虑到实际感知技术的极限，目前设定 k <= 200。
float yaw	偏航角（弧度），指车头朝向与车辆中心到道路中心线最近点的切线的夹角。
float yawrate	角速度（弧度/秒）
float speed	车速（公里/小时）
float acc	加速度（米/秒2）
float width	道路宽度（米）
float gearbox	档位，选项 {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}，0为空挡。
float rpm	发动机转速（转/分钟）

控制模型的输出变量

变量	说明
float *cmdAcc	油门控制，范围 [0.0, 1.0]，0.0 表示不踩油门，1.0表示踩满油门。
float *cmdBrake	刹车控制，范围 [0.0, 1.0]，0.0 表示不踩刹车，1.0表示踩满刹车。
float *cmdSteer	转向控制，范围 [-1.0, 1.0]，-1.0 表示方向盘向右打满，1.0表示方向盘向左打满。
float *cmdGear	变速箱档位，选项 {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}，0为空挡。