1. 項目結構設計

project/
├── config/                  # 配置文件（定義 Scenario、Stage、Task 的映射）
├── src/
│   ├── base/                # 抽象基類定義
│   │   ├── scenario_base.h/.cpp
│   │   ├── stage_base.h/.cpp
│   │   └── task_base.h/.cpp
│   ├── scenarios/           # 不同樣本架地圖的 Scenario 實現
│   │   ├── map_a_scenario.cpp
│   │   └── map_b_scenario.cpp
│   ├── stages/              # 階段（Stage）實現
│   │   ├── stage1.cpp
│   │   ├── stage2.cpp
│   │   └── ...
│   ├── tasks/               # 任務（Task）實現
│   │   ├── task1.cpp
│   │   ├── task2.cpp
│   │   └── ...
│   └── main.cpp             # 入口邏輯
└── include/                 # 頭文件

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2. 抽象基類定義

(1) Scenario 基類

// base/scenario_base.h
class ScenarioBase {public:virtual ~ScenarioBase() = default;// 初始化 Scenario（如加載配置、初始化 Stage 列表）virtual bool Init(const std::string& config_file) = 0;// 執行當前 Stage 的 Taskvirtual void Process() = 0;// 狀態機切換接口：根據條件判斷是否切換 Stage 或 Scenariovirtual ScenarioStatus UpdateStatus() = 0;// 獲取當前 Stage 名稱virtual std::string GetCurrentStageName() const = 0;protected:std::string name_;                      // Scenario 名稱（如 MapA/MapB）std::vector<std::shared_ptr<StageBase>> stages_;  // 當前 Scenario 的 Stage 列表size_t current_stage_index_ = 0;        // 當前 Stage 的索引
};

(2) Stage 基類

// base/stage_base.h
class StageBase {public:virtual ~StageBase() = default;// 執行當前 Stage 的所有 Taskvirtual StageStatus Run() = 0;// 獲取下一 Stage 名稱（根據 Task 返回狀態決定）virtual std::string NextStage() const = 0;// 獲取 Stage 名稱virtual std::string Name() const = 0;protected:std::string name_;                      // Stage 名稱（如 Stage1/Stage2）std::vector<std::shared_ptr<TaskBase>> tasks_;  // 當前 Stage 的 Task 列表
};

(3) Task 基類

// base/task_base.h
class TaskBase {public:virtual ~TaskBase() = default;// 執行單個 Task 的邏輯virtual TaskStatus Execute() = 0;// 獲取 Task 名稱virtual std::string Name() const = 0;
};

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3. 狀態機實現原理

(1) 狀態定義

// base/status.h
enum class ScenarioStatus {SUCCESS,      // 當前 Scenario 成功完成RUNNING,      // 當前 Scenario 繼續執行ERROR,        // 當前 Scenario 出錯TRANSITION    // 需要切換到其他 Scenario
};enum class StageStatus {SUCCESS,      // 當前 Stage 成功完成RUNNING,      // 當前 Stage 繼續執行ERROR         // 當前 Stage 出錯
};enum class TaskStatus {SUCCESS,      // 當前 Task 成功完成RUNNING,      // 當前 Task 繼續執行ERROR         // 當前 Task 出錯
};

(2) 狀態機切換邏輯

• Scenario 狀態機：
  • 在?UpdateStatus()?中根據感知數據（如樣本架地圖類型、任務完成狀態）決定是否切換 Scenario。
  • 示例：如果檢測到地圖類型從 MapA 切換為 MapB，則調用?SetScenario("MapB")。
• Stage 狀態機：
  • 在?Run()?中依次執行所有 Task，根據 Task 返回的?TaskStatus?決定是否繼續或切換 Stage。
  • 示例：如果某個 Task 返回?SUCCESS，則執行下一個 Task；如果返回?ERROR，則觸發 Scenario 的重規劃。

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4. 樣本架地圖的實現示例

(1) 地圖 A 的 Scenario 實現

// scenarios/map_a_scenario.cpp
class MapAScenario : public ScenarioBase {public:std::string Name() const override { return "MapA"; }bool Init(const std::string& config_file) override {// 加載 Stage 列表（如 Stage1 -> Stage2）stages_.push_back(std::make_shared<Stage1>());stages_.push_back(std::make_shared<Stage2>());return true;}void Process() override {auto& current_stage = stages_[current_stage_index_];auto status = current_stage->Run();if (status == StageStatus::SUCCESS) {// 切換到下一 Stagecurrent_stage_index_++;} else if (status == StageStatus::ERROR) {// 觸發 Scenario 重規劃ResetStageIndex();}}ScenarioStatus UpdateStatus() override {// 根據感知數據判斷是否需要切換 Scenarioif (CheckMapTypeChangedToB()) {return ScenarioStatus::TRANSITION;}return ScenarioStatus::RUNNING;}
};

(2) 地圖 B 的 Scenario 實現

// scenarios/map_b_scenario.cpp
class MapBScenario : public ScenarioBase {public:std::string Name() const override { return "MapB"; }bool Init(const std::string& config_file) override {// 加載 Stage 列表（如 Stage3 -> Stage4）stages_.push_back(std::make_shared<Stage3>());stages_.push_back(std::make_shared<Stage4>());return true;}// ... 其他方法類似
};

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5. 配置文件示例

# config/scenario_config.yaml
scenarios:- name: MapAstages:- name: Stage1tasks:- name: Task1- name: Task2- name: Stage2tasks:- name: Task3- name: MapBstages:- name: Stage3tasks:- name: Task4- name: Task5

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6. 狀態機管理器（主邏輯）

// main.cpp
int main() {// 1. 加載配置文件std::string config_file = "config/scenario_config.yaml";ScenarioConfig config = LoadScenarioConfig(config_file);// 2. 創建初始 Scenariostd::shared_ptr<ScenarioBase> current_scenario = CreateScenario("MapA");// 3. 初始化 Scenarioif (!current_scenario->Init(config_file)) {return -1;}// 4. 主循環while (true) {// 4.1 執行當前 Scenario 的 Stagecurrent_scenario->Process();// 4.2 更新 Scenario 狀態auto status = current_scenario->UpdateStatus();if (status == ScenarioStatus::SUCCESS) {break;} else if (status == ScenarioStatus::TRANSITION) {// 切換到新的 Scenariostd::string new_scenario_name = GetNextScenarioName();  // 通過感知數據獲取current_scenario = CreateScenario(new_scenario_name);current_scenario->Init(config_file);}}return 0;
}

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7. 關鍵設計原則

1. 解耦與擴展性：

   • 通過抽象基類和工廠模式（CreateScenario）實現模塊解耦。
   • 新增 Scenario/Stage/Task 時無需修改現有代碼，只需擴展配置文件和實現類。

2. 狀態驅動：

   • 每個組件（Scenario/Stage/Task）通過返回狀態（SUCCESS/RUNNING/ERROR）驅動狀態機切換。

3. 配置化：

   • 通過 YAML 文件定義 Scenario、Stage、Task 的映射關系，支持快速調整流程。

4. 容錯性：

   • 每個 Stage/Task 的錯誤狀態會觸發上層重規劃或降級策略。

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8. 總結

• 架構層級：Scenario → Stage → Task，符合 Apollo 的分層設計。
• 狀態機實現：通過?Status?枚舉和?NextStage()?方法實現動態切換。
• 靈活性：支持兩種樣本架地圖的差異化處理，通過配置文件靈活擴展。

你可以根據實際需求補充具體的 Task 邏輯（如路徑規劃、障礙物避讓等），并結合感知模塊的數據驅動狀態機切換。