Was ist eine HD-Karte?

Eine HD-Karte (hochauflösende Karte) ist eine zentimetergenaue, maschinenlesbare Beschreibung des Straßennetzes — Fahrspurgrenzen, Fahrspurverbindungen, Regulierungselemente, Referenzgeometrie —, die für ein System für autonomes Fahren bestimmt ist und nicht für einen menschlichen Fahrer gedacht ist. HD-Karten gehören zu den tragenden Eingabedaten der meisten produktiven Systeme für autonomes Fahren (AV) und fortgeschrittene ADAS-Systeme.

Diese Seite ist eine neutrale Einführung in HD-Karten für autonomes Fahren und zeigt, wo drawtonomy unterstützen kann.

Was eine HD-Karte enthält

Eine typische HD-Karte kodiert mindestens:

Fahrspurgeometrie — die präzise Mittellinie sowie linke und rechte Begrenzung jeder befahrbaren Fahrspur, meist als Polylinien oder analytische Kurven.
Fahrspurtopologie — wie Fahrspuren verknüpft sind: Vorgänger-/Nachfolgerbeziehungen an Kreuzungen, Spurwechsel, Zusammenführungen, Aufspaltungen.
Regulierungselemente — Ampeln, Verkehrsschilder, Haltlinien, Geschwindigkeitsbegrenzungen, Vorfahrtsregeln, Zebrastreifen.
Statische Merkmale — Leitplanken, Fahrbahnmarkierungen, Fahrspurtypen (Bus, Rad, Parken), Fahrbahnoberflächenattribute.
Referenzsysteme — Breite/Länge/Höhe, teils kombiniert mit einem lokalen Koordinatensystem und einem Punktwolken-Anker.

Die HD-Karte ist das, was einen Planer fragen lässt „Welche Fahrspur ist links von mir?”, eine Lokalisierung Live-Sensordaten mit einer bekannten Welt abgleichen lässt und ein Wahrnehmungsmodul seine Erwartungen begrenzen lässt, wo Schilder und Ampeln stehen sollten.

HD-Karte vs. SD-Karte vs. OpenStreetMap

Die Grenzen sind fließend, grob lässt sich aber unterscheiden:

Ebene	Genauigkeit	Fahrspur-Semantik	Genutzt von
SD-Karte (Standard-Definition)	Straßenebene	minimal	Navigation, Routenplanung
OpenStreetMap	Straßenebene, Crowdsourcing	optionale Tags	Allgemeine Zwecke
HD-Karte	Zentimetergenau	vollständiges Fahrspur-/Regulierungsmodell	AV-Planung, Prädiktion, Lokalisierung

OpenStreetMap (OSM) dient als Grundlage für einige HD-Karten-Formate (insbesondere Lanelet2, das OSM-XML mit zusätzlichen Tags ist), aber rohes OSM allein ist keine HD-Karte.

Gängige HD-Karten-Formate

Im HD-Karten-Bereich gibt es mehrere aktive Formate. drawtonomy interagiert direkt mit zweien davon:

Lanelet2 — auf OSM-XML basierend, am FZI entwickelt und die primäre HD-Karten-Repräsentation für Autoware. Die Geometrie besteht aus Polylinien (Linestrings); Topologie und Regulierungselemente sind explizite Relationen.
OpenDRIVE — ASAM-Standard mit analytischer Geometrie (Linie, Bogen, Spirale, Polynom), das De-facto-HD-Karten-Format für Fahrsimulatoren (CARLA, esmini, IPG CarMaker, RoadRunner).

Weitere aktiv genutzte Formate sind NDS (Navigation Data Standard), HERE HD Live Map und diverse proprietäre OEM-Formate. drawtonomy zielt derzeit nicht auf diese ab.

Ansätze zur Erstellung von HD-Karten

Eine HD-Karte im Stadtmaßstab zu erstellen ist eine vermessungsgenaue Aufgabe: mobile Kartierungsfahrzeuge, manuelle Annotationspipelines, automatisierte Fahrspurextraktion aus LiDAR/Kameras und menschliche Qualitätssicherung. Werkzeuge, die in diesem Bereich zum Einsatz kommen:

TIER IV Vector Map Builder — browserbasierter Lanelet2-Editor mit vollständiger Unterstützung für Regulierungselemente.
JOSM mit dem Autoware-Lanelet2-Plugin — Desktop-OSM-Editor.
MathWorks RoadRunner — HD-Karten- und Szenario-Authoring, in der Industrie weit verbreitet.
Autocore MapToolbox — Unity-Plugin für Autoware-Lanelet2-Karten.

Das sind die richtigen Werkzeuge, wenn eine vermessungsgenaue HD-Karte gebraucht wird.

Wo drawtonomy einzuordnen ist

drawtonomy ist kein HD-Karten-Authoring-Werkzeug im vermessungsgenauen Sinn. Es ist ein Browser-Whiteboard, zugeschnitten auf Fahrszenarien. Es gibt jedoch einige wenige Stellen, an denen es sinnvoll neben dem eigentlichen HD-Karten-Workflow steht:

HD-Karten-Skizzen vor dem eigentlichen Authoring. Wer eine neue Kreuzung oder ein kleines Straßennetz grob abstecken und vorab visualisieren möchte, bevor JOSM oder Vector Map Builder zum Einsatz kommen, kann mit drawtonomy Fahrspuren, Kreuzungen und Zebrastreifen in wenigen Minuten skizzieren.
Lokale Änderungen an einer bestehenden Lanelet2-Karte. drawtonomy kann eine Lanelet2-OSM-Datei importieren, die Fahrspurgeometrie visuell bearbeiten und wieder exportieren. Regulierungselemente bleiben beim Round-Trip über einen Sidecar-Mechanismus erhalten, sind aber in der Oberfläche noch nicht bearbeitbar — dafür sind Vector Map Builder oder JOSM die richtigen Werkzeuge.
Abbildungen von HD-Karten-Konzepten. Paper, Foliensätze und Konzeptdokumente über HD-Karten brauchen saubere Illustrationen von Fahrspuren, Verbindungen und Regulierungselementen. Dafür eignet sich drawtonomy gut.
Kleine Pipeline von Karte zu Simulator. drawtonomy kann eine Lanelet2-Skizze über OpenDRIVE 1.8 + OpenSCENARIO 1.2 in ein esmini-fertiges Zip überführen. Der Export kann <junction>-Elemente synthetisieren, doch Junction-Topologie aus einem handgezeichneten Fahrspurnetz ist noch nicht zuverlässig, und Kurven werden aus abgetasteten Punkten angepasst statt als native analytische Geometrie erstellt — das eignet sich also für kleine Szenen, nicht für vollständige HD-Karten.

Für HD-Karten-Arbeit im Stadtmaßstab bleiben die vermessungsgenauen Werkzeuge die richtige Wahl. drawtonomy ist die kleine Browser-Zeichenfläche für Skizzen, Abbildungen oder lokale Korrekturen.

Im selben HD-Karten-Ökosystem

drawtonomy ist ein kleiner Baustein in einem Ökosystem mit mehreren etablierten Werkzeugen. Weiterführende Seiten: