CARLA模拟器在Ubuntu 22.04下Vulkan驱动问题的解决方案

问题背景

在使用CARLA自动驾驶仿真平台时，许多开发者会选择通过Docker容器来部署运行环境。近期有用户反馈，在Ubuntu 22.04主机系统上运行CARLA 0.9.14/0.9.15版本的Docker镜像时，遇到了无法正常启动的问题，特别是在使用-RenderOffScreen参数进行离屏渲染时。

问题现象

当尝试执行./CarlaUE4.sh -RenderOffScreen或直接运行二进制文件时，CARLA会无任何错误提示地退出。而使用-nullrhi参数(禁用GPU支持)时则能正常运行，这表明问题很可能与图形渲染相关。

根本原因分析

经过深入排查，发现问题源于Vulkan驱动未能正确加载。具体表现为：

1. 在Ubuntu 22.04主机系统上，虽然NVIDIA驱动和CUDA环境配置正确(nvidia-smi工作正常)，但vulkaninfo命令却报错
2. 从CARLA 0.9.12版本开始，引擎已从OpenGL切换到Vulkan作为默认渲染后端
3. 关键的libnvidia-gpucomp.so库文件未正确挂载到Docker容器中

解决方案

以下是完整的解决方案步骤：

1. 拉取最新CARLA Docker镜像

docker pull carlasim/carla:0.9.15

2. 运行Docker容器

使用以下命令启动容器，特别注意挂载必要的驱动文件：

docker run --name carla \
  --gpus '"device=1"' \
  -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix:rw \
  -v /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libnvidia-gpucomp.so.550.90.07:/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libnvidia-gpucomp.so.550.90.07 \
  -v /usr/share/vulkan/icd.d:/usr/share/vulkan/icd.d \
  carlasim/carla:0.9.15 \
  sleep infinity

关键点说明：

• --gpus参数确保容器能访问GPU资源
• 挂载.X11-unix目录用于X11相关功能
• 显式挂载libnvidia-gpucomp.so库文件解决Vulkan驱动问题
• 挂载Vulkan ICD配置文件目录

3. 验证Vulkan环境

进入容器验证Vulkan是否正常工作：

docker exec -u root -it carla /bin/bash
apt update && apt install -y vulkan-utils
vulkaninfo --summary

如果vulkaninfo能正常输出信息，说明Vulkan环境已配置正确。

4. 启动CARLA仿真器

退出root用户后，以普通用户身份启动CARLA：

docker exec -it carla /bin/bash
chmod +x "/home/carla/CarlaUE4/Binaries/Linux/CarlaUE4-Linux-Shipping"
/home/carla/CarlaUE4/Binaries/Linux/CarlaUE4-Linux-Shipping CarlaUE4 -carla-server -RenderOffScreen

此时可以通过nvidia-smi命令观察GPU使用情况，确认CARLA已正确利用GPU资源。

技术要点

1. Vulkan与CARLA：从CARLA 0.9.12开始，引擎使用Vulkan作为默认渲染后端，替代了之前的OpenGL，这带来了更好的性能和跨平台支持。

2. 驱动兼容性：Ubuntu 22.04与18.04在驱动管理上有显著差异，特别是在图形驱动方面，需要特别注意库文件的路径和版本匹配。

3. Docker GPU支持：现代Docker虽然通过--gpus参数提供了GPU支持，但仍需要手动挂载特定的驱动库文件才能确保所有功能正常工作。

总结

通过正确挂载必要的驱动库文件和配置文件，可以解决CARLA在Ubuntu 22.04主机系统下的Vulkan驱动问题。这一解决方案不仅适用于CARLA 0.9.15版本，对于其他基于Unreal Engine 4.26及更高版本的CARLA发行版也具有参考价值。对于自动驾驶仿真开发者而言，理解底层图形API的工作原理和容器环境下的驱动配置，是确保仿真环境稳定运行的重要技能。