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CarlaAir 是一个整合 CARLA 与 AirSim 的空地一体仿真平台，支持车辆在街道行驶、无人机在楼宇间飞行，并采集 RGB/深度/语义等多模态传感器数据。对新手来说，最容易踩的坑就是同步模式（synchronous mode）与异步模式（asynchronous mode）的混淆：用错模式会导致采集数据帧对不齐，而退出脚本时忘记恢复设置，则会让整个仿真器卡死冻结。本文将讲透两者的区别、正确开启同步模式的步骤，以及一套"永不冻结"的收尾写法。

一、两种模式：CarlaAir 的默认行为与数据采集的区别

CarlaAir 基于 CARLA 引擎，仿真世界有两种时间推进方式：

官方 FAQ 对这一点的总结很精炼：异步模式适合交互式操作，同步模式适合数据采集、演示回放和视频录制。

上图是一条无人机降落轨迹的采集与回放分析。可以看到每个时刻t1~t5都严格对应一个仿真帧——只有在同步模式下，"轨迹帧号 ↔ 传感器帧号 ↔ 时间戳"才能一一对应，后续做标注、评估、训练才可靠。而异步模式下，物理步长随渲染帧率漂移，采集出的数据时间戳是"抖动"的。

二、如何开启同步模式：四步完成配置

开启同步模式只需要改WorldSettings，但有一个容易漏掉的细节：Traffic Manager 也要跟着切到同步。完整步骤如下：

settings = world.get_settings() settings.synchronous_mode = True settings.fixed_delta_seconds = 1.0 / 30.0 # 30 Hz 固定物理步长 world.apply_settings(settings) tm = client.get_trafficmanager(8000) tm.set_synchronous_mode(True) # TM 必须与世界同步模式一致

之后主循环里每帧手动调用world.tick()推进仿真，再收集各传感器的当帧数据。

项目里多个示例都是这样做的，可以直接对照阅读：

• 空地分屏演示：examples/air_ground_sync.py（世界同步）与 examples/air_ground_sync.py（Traffic Manager 同步）
• 车辆轨迹录制：examples/recording/record_vehicle.py
• 官方通用同步上下文管理器CarlaSyncMode：PythonAPI/examples/synchronous_mode.py，它在with块内自动开启同步模式，退出时自动恢复原设置
• 导演回放模式：examples/recording/demo_director.py

💡fixed_delta_seconds常用取值：1/30（30 Hz，兼顾流畅与精度）或1/20（20 Hz，轻量机器更稳）。录制轨迹类数据一般用 0.05s 步长即可。

三、仿真器冻结的根因与正确收尾方法

为什么脚本一退出，仿真器就"冻结"了？

因为开启同步模式后，仿真器会停止自主推进时间，被动等待客户端调用world.tick()。如果你的脚本退出时没有关掉同步模式，就没有人会再调用tick()了——世界就永远停在最后一帧，表现为画面冻结、键盘无法驾驶。这也是新手最高频的"事故"。

解决方法只有一个原则：进同步，必出同步。推荐用try/finally保证任何退出路径（正常结束、异常、Ctrl+C）都会恢复：

original_settings = world.get_settings() # ① 先保存原始设置 settings = world.get_settings() settings.synchronous_mode = True settings.fixed_delta_seconds = 0.05 world.apply_settings(settings) try: ... # 你的采集主循环 finally: world.apply_settings(original_settings) # ② 无论成功失败都恢复

项目里的工具函数把这套逻辑封装成了现成工具，值得收藏：

• 一键恢复异步：examples/recording/trajectory_helpers.py 的cleanup_world(..., restore_async=True)
• 后台交通脚本的自我保护：examples/auto_traffic.py 在启动时会检测世界是否残留同步模式，发现就主动切回异步并打印警告——说明官方示例对"冻结残留"问题非常重视

同步模式还有个附带好处：场景可复现。同样的地图、天气与步长下，每次采集的数据序列一致，方便做对照实验和回归验证。上图中 Town01~Town10HD 在不同天气下的画面，都可以通过固定天气参数 + 同步模式稳定地批量复现采集。

四、实战建议：按任务选模式的决策清单

🚗用异步模式（默认，什么都不用改）

• 用 WASD 键盘开车、手动操控无人机等交互体验
• 快速验证脚本逻辑、调试传感器配置
• 长时间挂着后台交通流（配合 examples/auto_traffic.py）

📸用同步模式

• 采集多传感器对齐的数据集（相机、LiDAR、语义分割）
• 录制轨迹并回放（examples/recording/ 录制工具集全为同步模式）
• 导演模式拍 MP4 演示视频（examples/recording/demo_director.py）

⚠️避坑三要点

1. 开启同步前，先用world.get_settings()保存原始设置，finally里恢复；
2. Traffic Manager 的set_synchronous_mode(True)别漏，否则 autopilot 车辆行为会与世界时钟脱节；
3. 无人机（AirSim 通道）的轨迹录制建议保持异步交互起飞、再录轨迹，官方脚本 examples/recording/record_drone.py 专门为此设计，避免同步模式下的操控卡死问题。

五、小结

一句话总结本文的 CarlaAir 同步/异步模式指南：

• 异步模式是默认模式，仿真器自驱动，适合交互探索；
• 同步模式由脚本驱动，固定fixed_delta_seconds步长，是数据采集与视频录制的必备模式；
• 冻结的唯一解法是try/finally+ 恢复原始设置，Traffic Manager 同步开关要一并配置。

想进一步上手，可以从 CarlaAir_Release/guide/Quick-Start.md 的 10 分钟入门开始，遇到具体报错再查 CarlaAir_Release/guide/FAQ.md 的"同步 / 异步模式"章节。掌握这两类模式后，你就能在 CarlaAir 里稳定地产出帧帧对齐、可复现的空地一体仿真数据了。