自駕車模擬環境 CARLA - 簡介 & 安裝

前言

今天想要跟大家介紹一個很酷的自駕車模擬環境 - CARLA，而且可以用 Amazon AWS 來建立環境，所以就算是沒有 Ubuntu 的朋友，也可以很方便地上手。如果你想試試看 Windows 版本也行，CARLA 有 Windows 版本。

CARLA 簡介

CARLA (Car Learning to Act) 是一個為了方便 developer 發展自駕車所開發的模擬器，而且 CARLA 是使用 Unreal Engine 4 開發的，畫面非常的漂亮，可以模擬各種場景、天氣，也有不錯的物理引擎，讓測試環境盡可能逼真。

CARLA 更讚的地方是，他完全開源，如果你有自己的特殊需求，也改得動程式碼的話，你可以直接外帶一份 source code 開始修改。

CARLA 有很多很棒的 feature，講幾個我覺得特別讚的：

1. 支援 Multi-client：也就是說可以有多個程式連到 server，操控模擬環境中不同的 actor。所以如果我想測試多種版本的自駕系統，我可以讓這多個版本同時連上 CARLA，每個版本都是一台車
2. 應該盡有的 sensor 支援：自駕車常用到的 camera、lidar、radar、IMU、GNSS 等等都有
3. 可以更快速地模擬 planning & control：如果只想看 planning 跟 control 的表現，就可以把 rendering 關掉，減少資源消耗
4. 可以控制環境中的交通狀況：CARLA 提供很大的客製化空間，甚至連有多少 % 的車會不遵守紅綠燈都可以設置

CARLA 環境

簡介完之後，想必大家都躍躍欲試，我是用 AWS 來跑 CARLA，基本的安裝方法可以參考這個網頁：

https://github.com/jbnunn/CARLADesktop

要連上機器，可以參考一下這個頁面：

https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/connection-prereqs.html#connection-prereqs-get-info-about-instance

用 ssh 連上機器的指令是：

ssh -i /path/my-key-pair.pem(local path) my-instance-user-name@my-instance-public-dns-name

如果是 Ubuntu，my-instance-user-name 就是 ubuntu。另外要記得 chmod 400 /path/my-key-pair.pem 不然會因為權限問題無法連上。

安裝 CARLA 後遇到的問題

我照著上面的步驟安裝完之後，會啟動失敗，原因是找不到某個 symbol file - "/opt/carla-simulator/CarlaUE4/Binaries/Linux/CarlaUE4-Linux-Shipping.sym"：

ubuntu@ip-172-31-31-121:/opt/carla-simulator/bin$ SDL_VIDEODRIVER=offscreen ./CarlaUE4.sh
4.22.3-0+++UE4+Release-4.22 517 0
Disabling core dumps.
Signal 11 caught.
Malloc Size=65538 LargeMemoryPoolOffset=65554 
CommonUnixCrashHandler: Signal=11
Malloc Size=65535 LargeMemoryPoolOffset=131119 
Malloc Size=120416 LargeMemoryPoolOffset=251552 
Failed to find symbol file, expected location:
"/opt/carla-simulator/CarlaUE4/Binaries/Linux/CarlaUE4-Linux-Shipping.sym"
Engine crash handling finished; re-raising signal 11 for the default handler. Good bye.
Signal 11 caught.
Malloc Size=65538 LargeMemoryPoolOffset=65554 
CommonUnixCrashHandler: Signal=11
Malloc Size=65535 LargeMemoryPoolOffset=131119 
Malloc Size=120416 LargeMemoryPoolOffset=251552 
Failed to find symbol file, expected location:
"/opt/carla-simulator/CarlaUE4/Binaries/Linux/CarlaUE4-Linux-Shipping.sym"
Engine crash handling finished; re-raising signal 11 for the default handler. Good bye.
ubuntu@ip-172-31-31-121:/opt/carla-simulator/bin$ DISPLAY= ./CarlaUE4.sh -opengl -carla-port=2000
4.22.3-0+++UE4+Release-4.22 517 0
Disabling core dumps.
Signal 11 caught.
Malloc Size=65538 LargeMemoryPoolOffset=65554 
CommonUnixCrashHandler: Signal=11
Malloc Size=65535 LargeMemoryPoolOffset=131119 
Malloc Size=107920 LargeMemoryPoolOffset=239056 
Failed to find symbol file, expected location:
"/opt/carla-simulator/CarlaUE4/Binaries/Linux/CarlaUE4-Linux-Shipping.sym"
Engine crash handling finished; re-raising signal 11 for the default handler. Good bye.
Segmentation fault (core dumped)

不知道為啥出錯，這時候就要來首歌，放鬆一下：

解決方法

弄了一下還是無法成功，一氣之下直接 用 docker：

安裝 command：docker pull carlasim/carla:0.9.8
執行 command：docker run -p 2000-2002:2000-2002 --runtime=nvidia --gpus all carlasim/carla:0.9.8

測試是否能跑，開一個新分頁，：

cd /opt/carla-simulator/PythonAPI/examples
conda activate carla
python manual_control.py

跑起來應該就會看到模擬的場景囉。

然後就可以用 WASD 來玩你的車車啦！Manual mode 裡面的各種按鍵，可以參考這個 cheat sheet（一定要按按看 Backspace，還可以變出腳踏車，笑死了）。

也許你開一開會覺得孤單，怎麼連在 CARLA 裡面都被隔離，可以用先產生出一些 NPC，多一點假的朋友：

cd /opt/carla-simulator/PythonAPI/examples
conda activate carla
python3 spawn_npc.py

再用下面的 example code 讓天氣變化，看看不同的風景！

cd /opt/carla-simulator/PythonAPI/examples
conda activate carla
python3 spawn_npc.py

關掉 simulator：

docker ps # look up container name
docker stop <container_name>

總結

今天介紹了一個很簡單的玩 CARLA 方法，就算你沒有環境，對 Linux 不熟，用 AWS + docker 就可以跑起模擬環境，非常 user-friendly，之後有機會再介紹一些 CARLA 的進階功能！

延伸閱讀

1. Controlling the Car and getting Camera Sensor Data - Self-driving cars with Carla and Python p.2
2. CARLA Documentation
3. CARLA: An Open Urban Driving Simulator