高精地圖是什麼?
**高精地圖(HD Map,高解析度地圖)**是公分級精度、機器可讀的道路網路描述——包含車道邊界、車道連接、法規元素、參考幾何——設計用於被自動駕駛系統消費,而非供人類駕駛閱讀。高精地圖是大多數生產級自動駕駛(AV)與進階 ADAS 系統的重要輸入。
本頁是關於自動駕駛高精地圖的中立入門介紹,並說明 drawtonomy 可以提供協助的地方。
高精地圖的內容
Section titled “高精地圖的內容”典型的高精地圖至少編碼:
- 車道幾何 — 每條可通行車道的精確中心線、左邊界與右邊界,通常以折線或解析曲線表示。
- 車道拓樸 — 車道的連接方式:路口的前後關係、換道、匯合、分叉。
- 法規元素 — 紅綠燈、交通標誌、停止線、速限、路權規則、行人穿越道。
- 靜態特徵 — 護欄、道路標線、車道類型(公車、自行車、停車),以及路面屬性。
- 參考框架 — 緯度/經度/高程,有時搭配局部座標系統與點雲錨點。
高精地圖讓規劃器得以詢問「我左側的車道是什麼」、讓定位器將即時感測器資料與已知世界進行相關比對,並讓感知模組限定對標誌與燈號位置的預期。
高精地圖 vs 標準地圖 vs OpenStreetMap
Section titled “高精地圖 vs 標準地圖 vs OpenStreetMap”邊界模糊,但一個粗略的分類:
| 層級 | 精度 | 車道語義 | 使用者 |
|---|---|---|---|
| 標準地圖(SD Map) | 道路級 | 極少 | 導航、路徑規劃 |
| OpenStreetMap | 道路級,眾包 | 可選標籤 | 通用 |
| 高精地圖(HD Map) | 公分級 | 完整車道/法規模型 | AV 規劃、預測、定位 |
OpenStreetMap(OSM)是某些高精地圖格式的底層基礎(特別是 Lanelet2,它是帶有額外標籤的 OSM-XML),但原始 OSM 本身並不是高精地圖。
常見的高精地圖格式
Section titled “常見的高精地圖格式”高精地圖領域有幾種活躍的格式。drawtonomy 直接互動的兩種:
- Lanelet2 — 基於 OSM-XML,由 FZI 開發,是 Autoware 的主要高精地圖表示方式。幾何以折線(線串)表示;拓樸與法規元素為明確關係。
- OpenDRIVE — ASAM 標準,解析幾何(直線、弧線、螺旋線、多項式),是駕駛模擬器(CARLA、esmini、IPG CarMaker、RoadRunner)所消費的事實高精地圖格式。
其他活躍格式包括 NDS(Navigation Data Standard)、HERE HD Live Map,以及各種專有 OEM 格式。drawtonomy 目前不以這些為目標。
高精地圖編寫方式
Section titled “高精地圖編寫方式”在城市規模製作高精地圖是一種調查級的作業:行動測繪車、手動標註流程、從 LiDAR/攝影機自動化提取車道,以及人工品質管控。此領域使用的工具包括:
- TIER IV Vector Map Builder — 支援完整法規元素的瀏覽器 Lanelet2 編輯器。
- JOSM 搭配 Autoware Lanelet2 外掛 — 桌面 OSM 編輯器。
- MathWorks RoadRunner — 業界廣泛使用的高精地圖與場景編寫工具。
- Autocore MapToolbox — 用於 Autoware Lanelet2 地圖的 Unity 外掛。
需要調查精度高精地圖時,請使用這些工具。
drawtonomy 在其中的定位
Section titled “drawtonomy 在其中的定位”drawtonomy 不是調查級意義上的高精地圖編寫工具。它是一款針對駕駛場景最佳化的瀏覽器白板。不過,有幾個狹窄的地方,它可以在真正的高精地圖工作流程旁邊發揮作用:
- 編寫前的高精地圖草圖。 如果您正在規劃一個新路口或小型道路網路,想在投入 JOSM 或 Vector Map Builder 之前先有一個快速的視覺,drawtonomy 可以在幾分鐘內草繪車道、路口與行人穿越道。
- 對現有 Lanelet2 地圖進行局部編輯。 drawtonomy 可以匯入 Lanelet2 OSM 檔案、視覺化編輯車道幾何,然後匯出。依據匯出器實作,法規元素透過附屬機制在往返中保留,但目前無法在 UI 中編輯——如需此功能,Vector Map Builder 或 JOSM 才是正確工具。
- 高精地圖概念的配圖。 關於高精地圖工作的論文、投影片與設計文件需要清晰的車道、連接與法規元素插圖。drawtonomy 適合製作這類配圖。
- 小型地圖 → 模擬器流程。 drawtonomy 可以將 Lanelet2 草圖透過 OpenDRIVE 1.8 + OpenSCENARIO 1.3 轉換為 esmini 就緒的壓縮包。目前匯出不包含路口的
<junction>元素或解析迴旋曲線幾何(詳見 /zh-tw/explanation/exporter-architecture/),因此適合小型場景而非完整高精地圖。
城市規模的高精地圖工作請繼續使用調查級工具。drawtonomy 是您需要草圖、配圖或局部修正時的小型瀏覽器畫布。
同一高精地圖生態系中的工具
Section titled “同一高精地圖生態系中的工具”drawtonomy 在這個擁有多種成熟工具的生態系中是一個小的貢獻者。值得繼續閱讀的頁面: