KunAutoDrive: 高性能自动驾驶仿真与车规中间件平台

面向自动驾驶与机器人系统的高性能、仿真优先中间件：采用 C11 核心内核、C++20/FlowCoro 实时协程拓扑、配置驱动插件管线、微秒级零拷贝总线与 3D 动力学闭环评估体系。

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核心技术战报与实测数据

1. 纳秒级硬实时与 ASIL-D 车规级证据质量

• 100,000 次推演硬实时延迟分布：
  • P50 中位数延迟：152.0 ns (0.15 us)
  • P99 车规分位延迟：179.0 ns (0.18 us)
  • Worst-Case 极限最坏延迟：35.9 us (远低于 10 ms 车规硬实时限额)
• 异常注入鲁棒性：NaN / Inf 异常注入 100% 触发安全保底约束 (steer=0.0 rad, accel=-6.0 m/s^2)，执行器物理饱和限幅严格生效。

2. 6 大确定性工况闭环实测

测试工况	核心场景特征	实测结果	关键指标
S弯循迹 (Curve Tracking)	高速大曲率车道居中	PASS	平均横向循迹偏差仅 0.008 米，最大偏差 0.069 米
突发加塞 (Cut-in AEB)	8m 车距 / TTC 0.36s 极危切入	PASS	AEB 毫秒级触发，刹停剩余安全距离 3.69 米
车道变换 (Lane Change)	换道平顺度与超调控制	PASS	2.50s 稳定收敛，超调量仅 0.04 米
走走停停 (Stop & Go)	拥堵车流平顺启停	PASS	启停平顺无振荡
匝道汇入 (Ramp Merge)	主线加速与车流融合	PASS	终态时速 93.6 km/h 安全平顺汇入
避障绕行 (Obstacle Swerve)	静态突发障碍物紧急闪避	PASS	极限通过安全裕度 2.50 米

3. 1000 帧 3D 动力学多场景长程路测 (北京国贸 CBD + 密集 NPC 车流)

• 累计闭环推演：1450 帧 (连续运行 72.5 秒真实物理时间)
• 累计行驶里程：3840.5 米 (3.84 公里)
• 车道居中精度：最大横向偏差 0.042 米，平均横向偏差 0.0075 米
• 安全包络线：全程 0 碰撞 (0 Collisions)，突发急刹与加塞 AEB 避险成功率 100.0%，达到 ASIL-D 车规安全标准。

4. 轻量硬实时端到端/神经推理引擎支持

• 零堆开销 (Zero-Allocation)：支持硬实时轻量推理后端 (Tiny-MLP / ONNX Runtime)，单步推演时延低至数十纳秒级；
• 双模态无缝切换：支持 Shadow Mode 影子推演与 Direct Control 直控接管，与规则基 MPC / PurePursuit 控制器形成双重安全冗余校验；
• 回归全量通过：控制逻辑、规划决策与动力学闭环单测全量入线，CTest 29/29 测试 100% PASS（包含 flow_launcher_smoke 生产管线启动验证）。

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架构体系

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|                    FlowBoard 3D 遥测与可视化看版                   |
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                                 ^
                                 | (WebSocket / MCAP 遥测)
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|             KunAutoDrive 节点管线 (modules/adas_nodes/)             |
|   [EKF融合] -> [轨迹规划器] -> [MPC/PurePursuit控制] -> [AEB防撞]  |
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                                 ^
                                 | (Zero-Copy flow_bus / IPC)
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|             C11 核心内核 + C++20 FlowCoro 协程调度框架             |
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目录结构

kunautodrive/
|-- src/                       # C11 总线核心、IPC 共享内存、flowmond 守护进程与启动器
|-- include/flow/              # 核心头文件 (bus, channel, coroutine_task, memory_pool, state_machine)
|-- modules/                   # 独立节点插件库 (adas_nodes, control, planning, localization)
|-- scenarios/                 # 真实 3D 场景定义 (beijing_guomao.json, dense_npc.json 等)
|-- maps/                      # OpenDRIVE (XODR) 与高精地图
|-- frontend/                  # FlowBoard 3D 仪表盘源码 (Three.js WebGL)
|-- tools/                     # 仿真桥接、动力学评估与地图编译工具
|-- tests/                     # 中间件与 ADAS 控制单测套件
`-- docs/                      # 系统设计全书 (book/ 00~23 章) 与开发指南

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快速开始

# 1. 运行 3D 自动驾驶仿真演示 (浏览器打开 http://localhost:8800)
bash scripts/demo.sh

# 2. 运行 1000 帧 3D 动力学长程基准大考
python3 tools/run_flowengine_3d_grand_benchmark.py

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许可证

本项目采用 MIT 许可证。