添加新车

这个教程详细介绍了如何向 Carla 添加新的车辆。教程分为两个部分，一个用于四轮车辆，另一个用于两轮车辆。教程概述了建模车辆时必须满足的基本要求，以确保车辆在 Carla 中运行良好，并提供了在将车辆导入虚幻引擎后所需的配置说明。

重要

本教程仅适用于使用源代码构建并有权访问虚幻引擎编辑器的用户。

添加 4 轮车辆

添加到 Carla 的车辆需要使用可在 此处 找到的通用基础骨架。此链接将下载一个名为 VehicleSkeleton.rar 的文件夹，其中包含两种不同格式的基本框架，一种为 ASCII，另一种为二进制。您使用的格式取决于您的 3D 建模软件要求。

骨架骨骼的位置可以更改，但任何其他操作（例如旋转、添加新骨骼或更改当前层次结构）都会导致错误。

绑定并建模车辆

本节详细介绍了车辆建模阶段的最低要求，以确保其可以在 Carla 中成功使用。该过程包括将骨架正确绑定到车辆的底座和车轮、创建物理资源和光线投射传感器网格，以及导出为正确的格式。

1. 导入基础骨架。

将基础骨架导入您首选的三维建模软件中。常见的编辑器包括 Maya 和 Blender。

2. 绑定骨骼。

根据下面的命名法将骨骼绑定到车辆网格的相应部分。确保轮子的骨骼在网格内居中。

  • 左前轮： Wheel_Front_Left
  • 右前轮： Wheel_Front_Right
  • 左后轮： Wheel_Rear_Left
  • 右后轮： Wheel_Rear_Right
  • 网格的其余部分： VehicleBase

警告

不要对骨骼名称或层次结构进行任何更改，也不要添加任何新骨骼。

3. 为您的车辆建模。

车辆应拥有大约 50,000 - 100,000 个 tris。我们使用实际汽车的尺寸和比例来建模车辆。

我们建议您将车辆分为以下材质：

  1. Bodywork: 车辆的金属部分。该材质已更改为虚幻引擎材质。可以添加徽标和细节，但为了可见，必须使用虚幻引擎编辑器中的 Alpha 通道将它们绘制为不同的颜色。
  2. Glass_Ext: 一层玻璃，可以从车辆外部看到内部。
  3. Glass_Int: 一层玻璃，允许从车辆内部到外部的可见性。
  4. Lights: 头灯、指示灯等。
  5. LightGlass_Ext: 一层玻璃，允许从外部到内部的灯光可见性。
  6. LightGlass_Int: 一层玻璃，允许从内部到外部看到光。
  7. LicensePlate: 29x12 厘米的矩形平面。您可以使用 Carla 提供的 .fbx 以获得最佳结果，请在 此处 下载。纹理将在虚幻引擎中自动分配。
  8. Interior: 任何其他不适合上述部分的细节都可以进入 内饰.

材料（Material）应使用格式 M_CarPart_CarName 命名，例如 M_Bodywork_Mustang。

纹理（Textures）应使用格式 T_CarPart_CarName命名，例如 T_Bodywork_Mustang。纹理的大小应为 2048x2048。

虚幻引擎会自动创建(Level of Details, LOD)，但您也可以在 3D 编辑器中手动创建它们。Tri 计数如下：

  • LOD 0: 100,000 tris
  • LOD 1: 80,000 tris
  • LOD 2: 60,000 tris
  • LOD 3: 30,000 tris

4. 创建物理资源网格。

物理资源网格是一个附加网格，允许虚幻引擎计算车辆的物理特性。它应该尽可能简单，减少多边形数量，并且应该覆盖除车轮之外的整个车辆。请参阅下图的示例。

physical asset mesh

物理资源网格应导出为单独的.fbx文件。最终文件应满足以下要求：

  • 有一个基础网格。这应该是物理资源网格的副本。它应该与原始车辆具有相同的名称。
  • 物理资源网格体必须使用格式 UCX_<vehicle_name>_<number_of_mesh>命名， 否则虚幻引擎将无法识别。
  • 网格不得超出原始模型的边界。
  • 网格应与原始模型具有相同的位置。

base mesh

将最终 .fbx 网格导出为名为 SMC_<vehicle_name>.fbx的文件。

5. 为光线投射传感器创建网格。

光线投射传感器网格设置将由光线投射传感器（RADAR、LiDAR 和 Semantic LiDAR）检测到的车辆形状。该网格应该具有比物理资产网格稍微更明确的几何形状，以提高传感器模拟的真实感，但出于性能原因，不如汽车网格那么详细。

创建光线投射传感器网格时请考虑以下几点：

  • 网格应覆盖车辆的各个方面，包括车轮、后视镜和格栅。
  • 轮子应为不超过 16 圈的圆柱体。
  • 如果需要，可以将各种网格连接在一起。
  • 网格不得超出原始模型的边界。
  • 网格应该与原始网格具有相同的位置。

collision mesh

将最终网格导出名为 SM_sc_<vehicle_name>.fbx 的 .fbx 文件。

5. 导出车辆网格。

选择所有主要车辆网格和骨架底座并导出为.fbx。

导入并配置车辆

本节详细介绍了将车辆导入虚幻引擎以在 Carla 中使用的过程。在虚幻引擎编辑器中执行这些步骤。

1. 创建车辆文件夹。

在 Content/Carla/Static/Vehicles/4Wheeled 里创建一个名为 <vehicle_name> 的新文件夹。

2. 导入 .fbx。

在新的车辆文件夹中，通过在Content Browser中右键单击并选择 导入到 Game/Carla/Static/Vehicles/4Wheeled/<vehicle_name> 来导入主车辆骨架.fbx。

在弹出的对话框中：

  • 将导入内容类型 Import Content Type 设置为Geometry and Skinning Weights。
  • 将 Normal Import Method 设置为 Import Normals。
  • （可选）将Material Import Method设置为Do not create materials。取消选中Import Textures以避免虚幻引擎创建默认材质。

骨架网格体将与两个新文件<vehicle_name>_PhysicsAssets and <vehicle_name>_Skeleton一起出现。

将其余.fbx文件与主车辆骨架.fbx文件分开导入。

3. 设置物理资源网格。

  1. 从内容浏览器Content Browser <vehicle_name>_PhysicsAssets。
  2. Skeleton Tree面板中右键单击 Vehicle_Base 的网格体，然后转到Copy Collision from StaticMesh。
  3. 搜索并选择您的SMC_<vehicle_name>文件。您应该会看到物理资源网格的轮廓出现在视口中。
  4. 从 Vehicle_Base 中删除默认的胶囊形状。
  5. 选择所有轮子：
    • 转到Tools面板并将“基元类型Primitive Type”更改为Sphere。
    • 转到详细信息Details面板并将物理类型Physics Type更改为Kinematic。
    • 将线性阻尼Linear Damping设置为0。这将消除车轮上的任何额外摩擦。
  6. 为所有网格启用Simulation Generates Hit Event。
  7. 单击Re-generate Bodies。
  8. 将车轮球体调整至车轮尺寸。
  9. 保存并关闭窗口。

Collision mesh

4. 创建动画蓝图。

  1. 在内容浏览器Content Browser中，右键单击车辆文件夹并选择Animation -> Animation Blueprint。
  2. 在父类Parent Class中搜索并选择VehicleAnimInstance。
  3. 在目标骨架Target Skeleton中搜索并选择<vehicle_name>_Skeleton。
  4. 按OK并将蓝图重命名为AnimBP_<vehicle_name>。

5. 配置动画蓝图。

为了简化配置动画蓝图的过程，我们将从本地 Carla 车辆复制现有的动画蓝图：

  1. 转到Content/Carla/Static/Vehicle并选择任何 Carla 车辆文件夹。打开其动画蓝图。
  2. 在My Blueprint面板中，双击AnimGraph。您将看到图表出现在视口中。
  3. 单击并拖动以选择Mesh Space Ref Pose、Wheel Handler和Component To Local组件。右键单击并选择复制。
  4. 返回您自己的车辆动画蓝图并将复制的内容粘贴到图形区域中。
  5. 单击Component To Local组件中的站立人物并将其拖动到Output Pose中的人物，以将组件连接在一起。
  6. 单击左上角的Compile。您现在应该看到一条脉动的线流过整个序列。
  7. 保存并关闭窗口。

add_vehicle_step_04

6. 准备车辆和车轮蓝图。

  1. 在内容浏览器Content Browser中，转到Content/Carla/Blueprints/Vehicles并创建一个新文件夹<vehicle_name>。
  2. 在该文件夹内，右键单击并转到Blueprint Class。在弹出窗口中打开All Classes部分。
  3. 搜索BaseVehiclePawn并按Select。
  4. 将文件重命名为BP_<vehicle_name>。
  5. 转到 Carla/Blueprints/Vehicles 中任何本地 Carla 车辆的文件夹。从内容浏览器Content Browser中，将四轮蓝图复制到您自己车辆的蓝图文件夹中。重命名文件以将旧车辆名称替换为您自己的车辆名称。

Copy wheel blueprints

7. 配置轮子蓝图。

  1. 在车辆蓝图文件夹中，打开所有四个车轮蓝图。
  2. 在Class Defaults面板中，将 Collision Mesh 设置为 Wheel_Shape。省略此步骤将导致车辆车轮陷入地面。
  3. 根据您的车辆规格调整车轮形状半径、宽度、质量和阻尼率的值。
  4. 将轮胎配置Tire Config设置为CommonTireConfig。
  5. 在前轮上根据您的喜好设置转向角度 Steer Angle（默认为70）。取消选中Affected by Handbrake 。
  6. 在后轮上将转向角度 Steer Angle 设置为 0。检查 Affected by Handbrake。
  7. 设置悬架值时，您可以使用 此处 的值作为指导。
  8. 编译并保存。

wheel shape

8. 配置车辆蓝图。

  1. 从内容浏览器 Content Browser 中，打开您的BP_<vehicle_name>。
  2. 在 Components 面板中，选择 Mesh (VehicleMesh) (Inherited) 。
  3. 在 Details 面板中，转到 Skeletal Mesh 并搜索并选择车辆的基础骨架文件（位于 Carla/Static/Vehicles/4Wheeled/<vehicle_name> 文件夹中）。
  4. 转到 Details 面板中的 Anim Class。搜索并选择您的 AnimBP_<vehicle_name> 文件。
  5. 在 Components 面板中，选择 Custom Collision (Inherited) 。
  6. 在 Details 面板中选择 Static Mesh 并搜索您的 SM_sc_<vehicle_name> 光线投射传感器网格体。
  7. 在 Components 面板中，选择 VehicleMovement (MovementComp) (Inherited) 。
  8. 在 Details 面板中，搜索 wheel 。您将找到每个轮子的设置。对于每一个，单击 Wheel Class 并搜索与正确车轮位置相对应的BP_<vehicle_name>_<wheel_name>文件。

wheel blueprint

如果您的车辆有任何与基础网格分开的附加网格（门、灯等）：

  1. 将它们拖到Components面板中的 Mesh (VehicleMesh) (Inherited) 层次结构中。
  2. 选择层次结构中的额外网格并在Details面板中搜索 Collision。
  3. 将碰撞预设 Collision Presets 设置为 NoCollision。
  4. 选择层次结构中的任何灯光网格。在 Details 面板中搜索 Tag 并添加标签 emissive。

单击 Save 并 Compile 。

9. 将车辆添加到蓝图库中。.

  1. 在 Content/Carla/Blueprint/Vehicle 中，打开 VehicleFactory 文件。
  2. 在 Generate Definitions 选项卡中，双击 Vehicles 。
  3. 在 Details 面板中，展开 Default Value 部分并向车辆数组添加一个新元素。
  4. 填写您车辆的 Make 和 Model 。
  5. 使用您的 BP_<vehicle_name> 文件填写 Class 值。
  6. （可选）为车辆提供一组推荐颜色。
  7. 编译并保存。

vehicle factory

10. 测试车辆。

启动 Carla，打开终端 PythonAPI/examples 并运行以下命令：

python3 manual_control.py --filter <model_name> # The make or model defined in step 9

笔记

即使您在品牌和型号中使用了大写字符，它们在传递给过滤器时也需要转换为小写字符。

添加 N 轮车辆

添加 N 轮车辆遵循与上述 4 轮车辆相同的导入管道，但有几个步骤不同。

5. 配置 N 轮车辆的动画蓝图

搜索 BaseVehiclePawnNW 并按 Select。

n_wheel_base

6. 准备车辆和车轮蓝图

转到 Carla/Blueprints/Vehicles 中所有本地 Carla 车辆的文件夹。从内容浏览器中，将四轮蓝图复制到您自己车辆的蓝图文件夹中。重命名文件以将旧车辆名称替换为您自己的车辆名称。

复制四个轮子，然后再次复制其他轮子。如果是 6 轮车辆，您将需要 6 个不同的车轮：FLW、FRW、MLW、MRW、RLW、RRW。

n_wheel_bps

7. 配置轮子蓝图

对于 4 轮车辆，请遵循上述第 7 节。 N 轮车辆的主要区别在于手刹和转向参数的影响。在某些车辆（例如长轴距卡车）中，前 2 对车轮将进行转向，其中一组可能比其他车轮转向更多。最后面的一对可能会受到手刹的影响，具体情况取决于您正在建模的车辆。

8. 配置车辆蓝图

在“详细信息”面板中，搜索wheel。您将找到每个轮子的设置。对于每一个，单击车轮类别并搜索 BP__ 对应于正确车轮位置的文件。

这是正确的，但只是为了指定，在 N 轮车辆的情况下，您需要设置所有车轮。这是 6 轮车辆的示例：

n_wheel_config

最后，一个额外的考虑因素是设置差速器。对于 4 轮车辆，我们有不同的差速器预设（限滑、开放 4W 等），但对于 N 轮车辆，您需要选择要在哪些车轮上应用扭矩。本例中我们选择只有中后轮有扭矩，前轮没有扭矩，您可以指定其他配置。这些数字将与本文上方的图像相同（例如，0 将是左前轮，如上所述）。

n_wheel_mech

所有其他参数，如发动机、变速箱、转向曲线，均与四轮车辆相同。

添加 2 轮车辆

添加 2 轮车辆与添加 4 轮车辆类似，但由于动画的复杂性，您需要设置额外的骨骼来引导驾驶员的动画。这 是两轮车辆参考骨架的链接。

与 4 轮车辆一样，将模型朝向正“x”，每个骨骼轴朝向正 x，z 轴朝上。

Bone Setup:
  - Bike_Rig:                   # 网格的原点。将其放置在场景的0点
    - BikeBody:                 # 模型身体的中心。
      - Pedals:                 # 如果车辆是自行车，将脚踏板绑在这块骨头上，就会随着自行车的加速度而旋转。
        - RightPedal:           # 如果车辆是自行车，则设置驾驶员的脚部位置并与脚踏板一起旋转。
        - LeftPedal:            # ^
      - RearWheel:              # 车辆后轮
      - Handler:                # 与车辆的前轮一起旋转，将车辆操纵器固定在其上。
        - HandlerMidBone:       # 定位在前轮骨架上，以确定操纵器与车轮的方向
        - HandlerRight:         # 设置驾驶员的手的位置，无需将其绑定到任何东西。
        - HandlerLeft:          # ^
      - Frontwheel:             # 车辆的前轮。
      - RightHelperRotator:     # 这四块额外的骨头是为一个过时的系统提供的，该系统通过使用传统的隐形车轮使自行车稳定 
        - RightHelprWheel:      # ^
      - LeftHelperRotator:      # ^
        - LeftHelperWheel:      # ^
      - Seat:                   # 设置驾驶员髋骨的位置。无需将其绑在任何东西上，只需小心放置即可。

1. 将 fbx 作为 Skelletal Mesh 导入到其自己的 Content/Carla/Static/Vehicles/2Wheeled 文件夹中。导入时，选择“General2WheeledVehicleSkeleton”作为骨架，应自动创建并链接物理资源。

2. 调整物理资源。删除自动创建的框并向 BikeBody 骨骼添加框，尝试尽可能匹配形状，确保启用生成命中事件。为每个轮子添加一个球体并将其“物理类型”设置为“运动学”。

3. 创建 Content/Blueprints/Vehicles/<vehicle-model> 文件夹

4. 在该文件夹内创建两个派生自“VehicleWheel”类的蓝图类。调用 <vehicle-model>_FrontWheel 和 <vehicle-model>_RearWheel。将其 "Shape Radius" 设置为与网格轮半径完全匹配（小心，半径不是直径）。将其“轮胎配置”设置为“CommonTireConfig”。在前轮上取消选中“受手刹影响”，在后轮上将“转向角”设置为零。

5. 在同一文件夹内创建一个派生 Base2WheeledVehicle 的蓝图类，并调用它 <vehicle-model> 。打开它进行编辑，选择组件“Mesh”，将“Skeletal Mesh”和“Anim Class”设置为相应的。然后选择 VehicleBounds 组件并设置大小以覆盖车辆区域（如上图所示）。

6. 选择组件“VehicleMovement”，在“Vehicle Setup”下展开“Wheel Setups”，设置各个车轮。

  • 0: 轮类=<vehicle-model>_FrontWheel, 骨骼名称=FrontWheel
  • 1: 轮类=<vehicle-model>_FrontWheel, 骨骼名称=FrontWheel
  • 2: 轮类=<vehicle-model>_RearWheel, 骨骼名称=RearWheel
  • 3: 轮类=<vehicle-model>_RearWheel, 骨骼名称=RearWheel
    （您会注意到，我们基本上在每个骨骼中放置了两个轮子。unreal 提供的车辆类别不支持车轮编号不同于 4 的车辆，因此我们必须让它相信车辆具有4个轮子）

7. 选择变量 "is bike" ，如果您的型号是自行车，则勾选它。这将激活踏板旋转。如果您要安装摩托车，请不要标记。

8. 找到变量 back Rotation 并将其设置为更合适的位置，更好地选择组件 SkeletalMesh（驱动程序）并将其沿 x 轴移动，直到其位于座椅位置。

9. 测试一下，进入CarlaGameMode蓝图并将“Default Pawn Class”更改为新创建的自行车蓝图。