Was ist eine HD-Karte?

Eine HD-Karte (hochauflösende Karte) ist eine zentimetergenaue, maschinenlesbare Beschreibung des Straßennetzes — Fahrstreifengrenzen, Fahrstreifenverbindungen, Regulierungselemente, Referenzgeometrie — die so konzipiert ist, dass sie von einem autonomen Fahrsystem konsumiert wird, nicht von einem menschlichen Fahrer. HD-Karten sind einer der wichtigsten Eingabedaten für die meisten Produktionssysteme für selbstfahrende Fahrzeuge (AV) und fortschrittliche ADAS-Systeme.

Diese Seite ist eine neutrale Einführung in HD-Karten für autonomes Fahren und erklärt, wo drawtonomy hilfreich sein kann.

Inhalt einer HD-Karte

Eine typische HD-Karte kodiert mindestens:

Fahrstreifengeometrie — die präzise Mittellinie, linke und rechte Grenze jedes befahrbaren Fahrstreifens, in der Regel als Polylinien oder analytische Kurven.
Fahrstreifentopologie — wie Fahrstreifen verbunden sind: Vorgänger-/Nachfolgerbeziehungen an Kreuzungen, Fahrstreifenwechsel, Zusammenführungen, Aufspaltungen.
Regulierungselemente — Ampeln, Verkehrszeichen, Haltlinien, Tempolimits, Vorfahrtregeln, Zebrastreifen.
Statische Merkmale — Leitplanken, Fahrbahnmarkierungen, Fahrstreifentypen (Bus, Fahrrad, Parken), Straßenoberflächenattribute.
Referenzrahmen — Breiten-/Längengrad/Höhe, manchmal kombiniert mit einem lokalen Koordinatensystem und einem Punktwolken-Anker.

Die HD-Karte ermöglicht es einem Planer zu fragen „Was ist der Fahrstreifen zu meiner Linken?”, einem Lokalisierer, Live-Sensordaten mit einer bekannten Welt zu korrelieren, und einem Wahrnehmungsmodul, seine Erwartungen zu begrenzen, wo Zeichen und Ampeln sein sollten.

HD-Karte vs. SD-Karte vs. OpenStreetMap

Die Grenzen sind fließend, aber eine grobe Einteilung:

Schicht	Genauigkeit	Fahrstreifen-Semantik	Genutzt von
SD (Standard-Definition)	Straßenebene	minimal	Navigation, Routenplanung
OpenStreetMap	Straßenebene, crowdsourced	optionale Tags	Allgemeinzweck
HD-Karte	Zentimetergenau	vollständiges Fahrstreifen-/Regulierungsmodell	AV-Planung, Prognose, Lokalisierung

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

Gängige HD-Karten-Formate

Im HD-Karten-Bereich gibt es mehrere aktive Formate. Die zwei, mit denen drawtonomy direkt interagiert:

Lanelet2 — OSM-XML-basiert, am FZI Karlsruhe entwickelt und die primäre HD-Karten-Darstellung für Autoware. Geometrie als Polylinien (Linestrings); Topologie und Regulierungselemente sind explizite Relationen.
OpenDRIVE — ASAM-Standard, analytische Geometrie (Linie, Bogen, Spirale, Polynom), das De-facto-HD-Karten-Format für Fahrsimulatoren (CARLA, esmini, IPG CarMaker, RoadRunner).

Weitere aktive Formate sind NDS (Navigation Data Standard), HERE HD Live Map und verschiedene proprietäre OEM-Formate. drawtonomy unterstützt diese derzeit nicht.

HD-Karten-Authoring-Ansätze

Das Erstellen einer HD-Karte im Stadtmaßstab ist eine vermessungsgenaue Operation: Mobile Kartierungsfahrzeuge, manuelle Annotations-Pipelines, automatisierte Fahrstreifenextraktion aus LiDAR/Kamera und manuelle Qualitätssicherung. In diesem Bereich verwendete Werkzeuge:

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

Diese Werkzeuge sind die richtige Wahl, wenn Sie eine vermessungsgenaue HD-Karte benötigen.

Rolle von drawtonomy

drawtonomy ist kein HD-Karten-Authoring-Werkzeug im vermessungsgenauen Sinne. Es ist ein Browser-Whiteboard für Fahrszenarien. Es gibt jedoch einige wenige Bereiche, in denen es neben dem eigentlichen HD-Karten-Workflow eingesetzt werden kann:

HD-Karten-Skizzen vor dem Authoring. Wenn Sie eine neue Kreuzung oder ein kleines Straßennetz planen und einen schnellen visuellen Überblick möchten, bevor Sie sich JOSM oder Vector Map Builder widmen, kann drawtonomy Fahrspuren, Kreuzungen und Zebrastreifen in wenigen Minuten skizzieren.
Lokale Bearbeitungen an einer bestehenden Lanelet2-Karte. drawtonomy kann eine Lanelet2-OSM-Datei importieren, Fahrstreifengeometrie visuell bearbeiten und zurückexportieren. Laut Exporter-Implementierung werden Regulierungselemente über einen Sidecar-Mechanismus erhalten, sind aber in der UI noch nicht bearbeitbar — dafür sind Vector Map Builder oder JOSM das richtige Werkzeug.
Abbildungen von HD-Karten-Konzepten. Papers, Folien und Designdokumente über HD-Karten-Arbeiten benötigen klare Illustrationen von Fahrstreifen, Verbindungen und Regulierungselementen. drawtonomy ist dafür gut geeignet.
Kleine Karte → Simulator-Pipeline. drawtonomy kann eine Lanelet2-Skizze über OpenDRIVE 1.8 + OpenSCENARIO 1.3 zu einem esmini-fähigen Zip verarbeiten. Der Export enthält noch keine Junction-<junction>-Elemente oder analytische Klothoidengeometrie (siehe /de/explanation/exporter-architecture/), sodass er für kleine Szenen geeignet ist, nicht jedoch für vollständige HD-Karten.

Für stadtmaßstäbliche HD-Karten-Arbeiten sollten Sie weiterhin die vermessungsgenauen Werkzeuge verwenden. drawtonomy ist der kleine Browser-Canvas, den Sie für Skizzen, Abbildungen oder lokale Korrekturen verwenden.

Im selben HD-Karten-Ökosystem

drawtonomy ist ein kleiner Beitrag in einem Ökosystem mit mehreren etablierten Werkzeugen. Die empfehlenswerten nächsten Seiten: