CarlaUnreal Trigger 模块技术文档

目录

• 模块概述
• 核心功能
• 类与方法详解
• 数据结构与配置
• 关键流程
• 注意事项
• 示例配置
• 附录

模块概述

Trigger 模块是 CarlaUnreal 插件中的核心组件，旨在为 CARLA 模拟器提供灵活的触发器机制。它允许用户在模拟环境中定义触发区域，并根据特定条件（如车辆重叠事件）执行预定义操作，从而增强场景交互性和真实性。目前，模块主要实现基于摩擦力的触发器功能（AFrictionTrigger），用于动态调整车辆在特定区域内的车轮摩擦力，模拟不同路面条件（如湿滑路面、砂石路面）对车辆物理行为的影响。

模块通过工厂类 ATriggerFactory 提供触发器的创建和管理功能，与 CARLA 的核心类（如 UCarlaEpisode 和 ACarlaWheeledVehicle）深度集成，支持在 Unreal Engine 编辑器、蓝图 中动态配置。未来可扩展至其他触发器类型，如速度限制或信号触发。

核心功能

1. 触发器实例化与配置

• 工厂类生成触发器

  FActorSpawnResult SpawnActor(const FTransform &SpawnAtTransform, const FActorDescription &ActorDescription);
  

  根据变换信息（位置和旋转）及描述参数生成 AFrictionTrigger 实例。

• 配置方式

• 通过代码动态配置
• 在蓝图中可视化配置

2. 动态摩擦力调整

• 重叠事件检测与响应

  void OnTriggerBeginOverlap(AActor* OverlappedActor, AActor* OtherActor);
  void OnTriggerEndOverlap(AActor* OverlappedActor, AActor* OtherActor);
  

  实时检测车辆进入和离开触发区域。

• 摩擦力管理

• 车辆进入时保存原始摩擦力并应用预设值
• 车辆离开时恢复原始摩擦力

3. 与 CARLA 模拟器集成

• 关卡与车辆交互
• 通过 UCarlaEpisode 获取当前场景所有信息，比如地图、车辆、天气等
• 与 ACarlaWheeledVehicle 的物理组件交互，调整车轮摩擦属性

4. 蓝图支持

• 事件绑定与属性调整
• 支持在蓝图中绑定触发事件
• 实时修改触发器属性（如摩擦力、区域大小）

类与方法详解

AFrictionTrigger 类

继承自 AActor，是 Trigger 模块的核心实现类，用于定义基于摩擦力的触发区域。

关键方法

成员变量说明

ATriggerFactory 类

继承自 ACarlaActorFactory，负责触发器的创建和管理，提供工厂模式的实例化支持。

关键方法

点击查看详细代码文件

数据结构与配置

1. 触发器描述结构体

struct FActorDescription {
    UClass* Class;                    // 触发器类（如 AFrictionTrigger）
    TMap<FString, FString> Variations;// 配置参数键值对（如 friction、extent）
};

2. 配置参数映射表

关键流程

触发器生成流程

• 工厂类调用：
• 通过 ATriggerFactory::SpawnActor 创建触发器实例

• FActorDescription 提供变换信息和描述参数

• 属性配置：

• 解析 Variations 中的 friction 和 extent 参数

• 调用 SetFriction 和 SetBoxExtent 设置属性

• 事件绑定：

• 在 BeginPlay 中为 TriggerVolume 绑定重叠事件回调

摩擦力调整流程

sequenceDiagram
    participant Factory
    participant Trigger as FrictionTrigger
    participant Vehicle as CarlaWheeledVehicle

    %% 步骤 1：Factory 创建 Trigger
    Factory->>Trigger: SpawnActor(Transform, Description)
    Note right of Trigger: 配置 Friction 和 BoxExtent

    %% 步骤 2：Trigger 初始化并绑定事件
    Trigger->>Trigger: BeginPlay() 绑定 OnTriggerBeginOverlap 和 OnTriggerEndOverlap

    %% 步骤 3：车辆进入触发区域
    Vehicle->>Trigger: 进入 TriggerVolume
    Trigger->>Trigger: OnTriggerBeginOverlap(Vehicle)
    Trigger->>Vehicle: 保存原始摩擦力到 OldFrictionValues
    Trigger->>Vehicle: UpdateWheelsFriction(NewFriction)

    %% 步骤 4：车辆在触发区域内
    Note over Vehicle,Trigger: 摩擦力保持为 NewFriction

    %% 步骤 5：车辆离开触发区域
    Vehicle->>Trigger: 离开 TriggerVolume
    Trigger->>Trigger: OnTriggerEndOverlap(Vehicle)
    Trigger->>Vehicle: UpdateWheelsFriction(OldFrictionValues)

注意事项

1. 当前仅支持 AFrictionTrigger 作为触发器类型，未来可扩展其他类型（如速度触发器）。
2. 仅对 ACarlaWheeledVehicle 类型车辆生效，其他 Actor 类型会被忽略。
3. 确保 TriggerVolume 的碰撞类型为 OverlapAll 并启用 GenerateOverlapEvents。
4. 配置参数在 FActorDescription::Variations 中需为字符串形式。

示例配置

C++ 代码示例

#include "TriggerFactory.h"
#include "FrictionTrigger.h"

void AYourActor::SetupFrictionTrigger()
{
    ATriggerFactory* TriggerFactory = GetWorld()->SpawnActor<ATriggerFactory>(); // 生成触发器工厂

    FTransform Transform(FVector(0.0f, 0.0f, 50.0f)); // 设置位置 (0, 0, 50)

    FActorDescription Description; // 配置触发器描述
    Description.Class = AFrictionTrigger::StaticClass(); // 设置触发器类
    Description.Variations.Add("friction", "0.5"); // 摩擦力 0.5
    Description.Variations.Add("extent_x", "200.0"); // X 轴范围 200
    Description.Variations.Add("extent_y", "200.0"); // Y 轴范围 200
    Description.Variations.Add("extent_z", "50.0"); // Z 轴范围 50

    FActorSpawnResult Result = TriggerFactory->SpawnActor(Transform, Description); // 生成触发器

    if (Result.Actor) // 记录生成结果
    {
        UE_LOG(LogTemp, Log, TEXT("FrictionTrigger spawned at %s"), *Transform.GetLocation().ToString());
    }
}

命令行调用

UE4Editor-Cmd.exe ProjectName -run=TriggerFactory -TriggerType=friction -Friction=0.5 -ExtentX=200.0 -ExtentY=200.0 -ExtentZ=50.0

附录

依赖项

• Unreal Engine
• Actor 系统
• 碰撞检测
• 物理引擎
• CARLA 模拟器
• UCarlaEpisode
• ACarlaWheeledVehicle 类

调试支持

• 日志输出

  UE_LOG(LogCarla, Warning, TEXT("FrictionTrigger: Vehicle entered with friction %f"), Friction);
  

• 编辑器可视化
• 通过 TriggerVolume->SetHiddenInGame(false) 在编辑器中显示触发区域线框

问题与解决方案