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gl-opendrive插件（车俩3D仿真模拟自动驾驶）

article 2024/9/27 15:24:18

简介

本插件基于免费opendrive开源插件、Threejs和Webgl三维技术、vue前端框架，blender开源建模工具等进行二次开发。该插件由本人独立开发以及负责，目前处于demo阶段，功能还需待完善，由于开发仓促代码还需优化。

因此，使用和阅读者需要具备：

opendrive源码基础，xodr文件格式理解
threejs三维渲染引擎
webgl三维协议以及相关着色器知识
会使用blender，具备一定的建模基础
javaScript技术
vue框架
echarts数据可视化图表库
熟悉各种坐标系，如世界坐标系，st坐标系，uv坐标系，xyz惯性坐标系，物体坐标系，
数学知识基础（极坐标，微分，向量）等
离屏渲染思想、webgl着色器(vertexShader、fragmentShader)
glsl语法

核心功能

xodr文件解析
地图渲染
车辆三视图（算法优化）
道路追踪
全局路径规划展示
自定义打点
车辆运行
车轮旋转
鼠标定位（三维）
GPU颜色拾取
支持远程或者本地数据文件加载
其他

xodr文件解析

该功能由opendrive插件实现，具体的文件格式可查阅opendrive官方

或者推荐网址

自动驾驶场景仿真标准（一）- OpenDRIVE - 知乎

《OpenDRIVE1.6规格文档》1_opendrive官方文档-CSDN博客

《OpenDRIVE1.6规格文档》3_opendrive 1.6_YMWM_的博客-CSDN博客

道路追踪

利用离屏渲染技术以及定位功能实现

gpu拾取颜色获取车道ID

 //跟踪屏幕中间位置（近似跟踪车的位置）
        camera.setViewOffset(
          renderer.domElement.width, //画布的宽度
          renderer.domElement.height, //画布的高度
          renderer.domElement.width/2 | 0, //画布坐标系中，相机的x坐标位置
          renderer.domElement.height/2 | 0, //画布坐标系中，相机的y坐标位置
          1, //副相机的宽度
          1 //副相机的高度
        );
        //离屏渲染
        renderer.setRenderTarget(lane_picking_texture);
        renderer.render(lane_picking_scene, camera);

        renderer.setRenderTarget(roadmark_picking_texture);
        renderer.render(roadmark_picking_scene, camera);

        renderer.setRenderTarget(xyz_texture);
        renderer.render(xyz_scene, camera);

        renderer.setRenderTarget(st_texture);
        renderer.render(st_scene, camera);

        const lane_id_pixel_buffer = new Float32Array(4);
        //拾取颜色
        //console.log(mouse.x, window.innerHeight - mouse.y)
        renderer.readRenderTargetPixels(
          lane_picking_texture,
          0, //相机截图左上角为坐标原点，相对于截图左上角而言的渲染起始点x坐标
          0, //相机截图左上角为坐标原点，相对于截图左上角而言的渲染起始点y坐标
          1, //渲染宽度范围
          1, //渲染高度范围
          lane_id_pixel_buffer
        );

获取车道进行颜色渲染


        if (isValid(lane_id_pixel_buffer)) {
          //根据颜色值解码成车道ID
          const decoded_lane_id = decodeUInt32(lane_id_pixel_buffer);
          //自定义数据中获取所有车段中的所有车道数据
          const odr_lanes_mesh =
            road_network_mesh.userData.odr_road_network_mesh.lanes_mesh;
          //本次选中的区域车道ID是否和上次一样
          if (INTERSECTED_LANE_ID != decoded_lane_id) {
            //当前是否是初始化状态，如果不是则进行初始化，防止重复初始化
            if (INTERSECTED_LANE_ID != 0xffffffff) {
              //根据车道ID索引获取车道信息
              road_network_mesh.geometry.attributes.color.array.fill(
                COLORS.road
              );
            }

            //保存选中车道ID
            INTERSECTED_LANE_ID = decoded_lane_id;
            //根据车道ID获取车道信息
            const lane_vert_idx_interval =
              odr_lanes_mesh.get_idx_interval_lane(INTERSECTED_LANE_ID);
            //获取该车道长度
            const vert_count =
              lane_vert_idx_interval[1] - lane_vert_idx_interval[0];
            //修改离屏渲染场景中该车道的背景颜色
            applyVertexColors(
              road_network_mesh.geometry.attributes.color,
              new THREE.Color(COLORS.lane_highlight),
              lane_vert_idx_interval[0],
              vert_count
            );
            //手动更新颜色值
            road_network_mesh.geometry.attributes.color.needsUpdate = true;
            //显示左上角信息展示
            spotlight_info.style.display = "block";
          }
          //使用过后删除数据冗余，避免造成内存泄漏
          odr_lanes_mesh.delete();
        } else {
          //鼠标拾取无效色素

          //恢复初始化数据
          //当前是否已经是初始化状态如果不是则进行初始化
          if (INTERSECTED_LANE_ID != 0xffffffff) {
            const odr_lanes_mesh =
              road_network_mesh.userData.odr_road_network_mesh.lanes_mesh;
            const lane_vert_idx_interval =
              odr_lanes_mesh.get_idx_interval_lane(INTERSECTED_LANE_ID);
            road_network_mesh.geometry.attributes.color.array.fill(COLORS.road);
            road_network_mesh.geometry.attributes.color.needsUpdate = true;
            odr_lanes_mesh.delete();
            INTERSECTED_LANE_ID = 0xffffffff;
            spotlight_info.style.display = "none";
          }
        }