什么是高精地图(HD Map)?
**高精地图(HD Map,High-Definition Map)**是一种厘米级精度、机器可读的道路网络描述——包含车道边界、车道连接、监管元素和参考几何——设计用于自动驾驶软件栈消费,而非供人类驾驶员阅读。高精地图是大多数量产自动驾驶(AV)和高级辅助驾驶(ADAS)系统的核心输入之一。
本文是关于自动驾驶高精地图的中立性入门介绍,并说明 drawtonomy 在何处能够提供帮助。
高精地图包含什么
Section titled “高精地图包含什么”一张典型的高精地图至少编码:
- 车道几何 — 每条可行驶车道的精确中心线、左边界和右边界,通常为折线或解析曲线。
- 车道拓扑 — 车道如何连接:路口、换道、合并、分叉处的前驱/后继关系。
- 监管元素 — 交通灯、交通标志、停止线、限速、优先通行规则、人行横道。
- 静态要素 — 护栏、道路标线、车道类型(公交、自行车、停车),道路表面属性。
- 参考框架 — 经纬度/高程,有时搭配本地坐标系和点云锚点。
高精地图使规划器能够查询”我左边的车道是什么”,使定位器能将实时传感器数据与已知世界关联,也使感知模块能约束对标志和信号灯位置的预期。
高精地图、普通地图与 OpenStreetMap 的对比
Section titled “高精地图、普通地图与 OpenStreetMap 的对比”边界并不绝对,但可以做如下粗略区分:
| 层级 | 精度 | 车道语义 | 使用方 |
|---|---|---|---|
| 普通地图(SD Map) | 道路级 | 极少 | 导航、路线规划 |
| OpenStreetMap | 道路级,众包 | 可选标签 | 通用用途 |
| 高精地图 | 厘米级 | 完整车道/监管模型 | AV 规划、预测、定位 |
OpenStreetMap 是部分高精地图格式的底层数据基础(尤其是 Lanelet2,它是带额外标签的 OSM XML),但原始 OSM 本身并不是高精地图。
常见高精地图格式
Section titled “常见高精地图格式”高精地图领域有多种活跃格式。与 drawtonomy 直接相关的两种:
- Lanelet2 — 基于 OSM XML,由 FZI 开发,是 Autoware 的主要高精地图表示格式。几何采用折线(线串),拓扑和监管元素使用显式关系表达。
- OpenDRIVE — ASAM 标准,解析几何(直线、圆弧、螺旋线、多项式),是驾驶仿真器(CARLA、esmini、IPG CarMaker、RoadRunner)消费的事实高精地图格式。
其他仍在活跃使用的格式包括 NDS(导航数据标准)、HERE HD Live Map 以及各种 OEM 专有格式。drawtonomy 目前不面向这些格式。
高精地图编写方式
Section titled “高精地图编写方式”在城市级别生产高精地图是测量级别的工程:移动测量车、人工标注流水线、从激光雷达/相机中自动提取车道、人工质量审核。这一领域使用的工具包括:
- TIER IV Vector Map Builder — 支持完整监管元素的浏览器端 Lanelet2 编辑器。
- JOSM 加 Autoware Lanelet2 插件 — 桌面 OSM 编辑器。
- MathWorks RoadRunner — 行业广泛使用的高精地图与场景编写工具。
- Autocore MapToolbox — 用于 Autoware Lanelet2 地图的 Unity 插件。
当你需要测量精度的高精地图时,请使用以上工具。
drawtonomy 的定位
Section titled “drawtonomy 的定位”drawtonomy 不是测量级意义上的高精地图编写工具,它是一款面向驾驶场景的浏览器白板。不过在以下几个狭窄场景中,它可以与真实高精地图工作流并行使用:
- 编写前的高精地图草图。 如果你正在规划一个新路口或小型路网,想在投入 JOSM 或 Vector Map Builder 之前快速可视化,drawtonomy 可以在几分钟内绘制出车道、路口和人行横道。
- 对现有 Lanelet2 地图进行局部编辑。 drawtonomy 可以导入 Lanelet2 OSM 文件,可视化编辑车道几何并重新导出。根据导出器实现,监管元素通过附属机制往返保留,但尚不支持在 UI 中编辑——如需此功能,Vector Map Builder 或 JOSM 才是正确工具。
- 高精地图概念的示意图。 关于高精地图工作的论文、幻灯片和设计文档需要清晰的车道、连接和监管元素插图。drawtonomy 适合制作这类图表。
- 小型地图到仿真器的流水线。 drawtonomy 可以将 Lanelet2 草图经 OpenDRIVE 1.8 + OpenSCENARIO 1.3 导出为 esmini 可用的 zip 包。该导出不包含路口
<junction>元素或解析回旋曲线几何(参见导出器架构),因此适合小型场景而非完整高精地图。
对于城市级高精地图工作,请继续使用测量级工具。drawtonomy 是你需要草图、示意图或局部修正时的小型浏览器画布。
同一生态系统中的其他工具
Section titled “同一生态系统中的其他工具”drawtonomy 是一个拥有多款成熟工具的生态系统中的小型参与者。值得参考的页面: