第3回自動運転AIチャレンジ 開発言語

3週間ほどかけて、開発言語について調べました。

当社でAIをやるには、基本的にPythonを使いたいのです。自動運転AIチャレンジで使うAutorware.AutoにPythonで作ったプログラムをどうやって載せるのか？　が問題でした。

【全体像】

ROS2というロボットシミュレーションソフトがあります。C++かPythonで各ノード（サブファンクション）を記述して、ノード間で信号を送受信し、ロボットを制御するためのソフトを構築するもの、のようです。Autoware.Autoは、ROS2を使って作られており、ソースがGitLabで公開されています。つまり大会の参加者は、ROS2を習得して、Autoware.Autoのソースを自分のやりたいように改変し、ROS2のビルドコマンドを実行することで、自分の実装が組み込まれたAutoware.Autoをつくり、車を走らせるのです。（この建てつけを理解するのに1週間…如何せんはじめてなもので、時間がかかります。）

【開発言語】

ROS2やAutoware.Autoはエッジデバイスへの実装を前提としたリアルタイムシミュレーションのようです。配布されたサンプルでは全てのファンクションはC++で書かれていました。ただROS2では、Pythonも標準的にサポートはしているので、Autoware.Autoの改造にPythonを利用することはできるはず。

【Pythonライブラリ】

普通「Pythonを使ってAI開発」、と言った場合、「Pytho本体に加えて、Pythonには含まれていないが、公開され、誰でも利用ができるライブラリを合わせて利用する」という意味です。ここで、実用上問題となりやすいのは、これらの公開ライブラリはそれぞれ個別に開発されているので、バージョン間の依存性の問題が生じやすいことです。そこで、他の環境で動かすときにも必ず同じバージョンを指定したいのです。

ところが、自動運転AIチャレンジ大会では、ADEコンテナの環境を提出せず、ソースだけなので、これが難しいのです。（2日ほど調べてトライした限りできませんでした。ライブラリをダウンロードさせる方法と、バージョン指定できそうな方法はあるのですが、バージョン指定が期待通り動かない。理由未解明。）

ROS2のrosdepコマンドからTensorflowがインストールされるところ抜粋。先週くらいまでは2.6でしたが、いつのまにか2.7。（これだからバージョン指定必須。。）

$ rosdep install -y -r -i --from-paths src --ignore-src --rosdistro $ROS_DISTRO
executing command [sudo -H pip3 install -U tensorflow-gpu]
Collecting tensorflow-gpu
  Downloading tensorflow_gpu-2.7.0-cp38-cp38-manylinux2010_x86_64.whl (489.6 MB)

使う予定ないけれど、Scikit-Imageも入ります。

$ rosdep install -y -r -i --from-paths src --ignore-src --rosdistro $ROS_DISTRO
executing command [sudo -H pip3 install -U scikit-image]
Collecting scikit-image
  Downloading scikit_image-0.18.3-cp38-cp38-manylinux_2_5_x86_64.manylinux1_x86_64.whl (30.2 MB)

しかし、一番使いたいScikit-Learnが入らない。

executing command [sudo -H apt-get install -y python-sklearn]
Reading package lists... Done
Building dependency tree       
Reading state information... Done
Package python-sklearn is not available, but is referred to by another package.

ここで実行されているapt-getコマンドを普通のターミナルから実行しても同じエラーがでました。つまりこれはROS2の問題ではなく、apt-getの問題らしい。→諦めざるを得ない。

PythonとTensorflowとNumpy、Scipyくらいなら使えるが、Scikit-Learnは使えない。私の意見としては、なるべくPythonは使わない方が良さそう、危険だし不便。

【ならばC++で書くのか？】

C++で「AI」書くのか？と言われるとそれも厳しいものがあります。いずれにせよ考えられる方法は2つ。

１）Matlab/Simulinkを使ってコードジェネレータでC++へ変換。

２）Python+Numpyで、書ける範囲（あまり高度なことをしないで）で書く。

※Scilabのコードジェネレータが動くなら、それを使う手もあるのでしょうか。

とりあえず私は１で、チーム員Fは２で進める方向です。

続きます。

コンペの期間も半分過ぎてしまいましたが、まだ1行も役に立つコードを書けていません。間に合うのか心配になってきました。

（このシリーズは1週間遅れで配信しています）