Opendrive地图数据解析 |
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1.前言
高精度电子地图也称为高分辨率地图(HD Map,High Definition Map),是一种专门为无人驾驶服务的地图。与传统导航地图不同的是,高精度地图除了能提供的道路(Road)级别的导航信息外,还能够提供车道(Lane)级别的导航信息。无论是在信息的丰富度还是信息的精度方面,都是远远高于传统导航地图的。 目前市面上提供高精度地图的厂商有:tomtom、here、百度、高德等。 高精度地图流行的格式有很多种,有的厂商直接基于rndf地图增加属性来制作高精度地图,也有厂商使用osm格式增加属性来制作高精度地图。 对于ADAS系统,则有ADASIS定义了地图的数据模型及传输方式,以CAN作为传输通道。 OpenDRIVE是一种开放的文件格式, 用于路网的逻辑描述,常用于高精度地图的制作,百度Apollo则使用基于OpenDRIVE格式改进过的高精度地图。 本文主要对OpenDRIVE文件格式进行简述,详情可参考:http://www.opendrive.org/docs/OpenDRIVEFormatSpecDelta_1.5M_vs_1.4H.pdf。 2.正文OpenDRIVE文件格式为XML,该XML文件种包含了很多地图信息,如Road、Junction、station等。 example主要结构如下: OpenDRIVE |-header | |-geoReference | |-offset |-road | |-link | | |-predecessor | | |-successor | | |-neighbor | |-type | | |-speed | |-planView | | |-geometry | | | |-line | | | |-spiral | | | |-arc | | | |-poly3 | | | |-paramPoly3 | |-elevationProfile | | |-elevation | |-lateralProfile | | |-superelevation | | |-crossfall | | |-shape | |-lanes | | |-laneOffset | | |-laneSection | | | |-left | | | | |-lane | | | | | |-link | | | | | | |-predecessor | | | | | | |-successor | | | | | |-width | | | | | |-border | | | | | |-roadMark | | | | | | | -sway | | | | | | | -type | | | | | | | | -line | | | | | | | -explicit | | | | | | | | -line | | | | | |-material | | | | | |-visibility | | | | | |-speed | | | | | |-access | | | | | |-height | | | | | |-rule | | | |-center | | | | |-lane | | | | | |-link | | | | | | |-predecessor | | | | | | |-successor | | | | | | |-predecessor | | | | | | |-successor | | | | | |-roadMark | | | | | | | -sway | | | | | | | -type | | | | | | | | -line | | | | | | | -explicit | | | | | | | | -line | | | |-right | | | | |-lane | | | | | |-link | | | | | | |-predecessor | | | | | | |-successor | | | | | |-width | | | | | |-border | | | | | |-roadMark | | | | | | | -sway | | | | | | | -type | | | | | | | | -line | | | | | | | -explicit | | | | | | | | -line | | | | | |-material | | | | | |-visibility | | | | | |-speed | | | | | |-access | | | | | |-height | | | | | |-rule | |-objects | | |-object | | | |-repeat | | | |-outlines | | | | |-outline | | | | | |-cornerRoad | | | | | |-cornerLocal | | | |-material | | | |-validity | | | |-parkingSpace | | | |-markings | | | | |-marking | | | | | |-cornerReference | | | |-borders | | | | |-border | | | | | |-cornerReference | | |-objectReference | | | |-validity | | |-tunnel | | | |-validity | | |-bridge | | | |-validity | |-signals | | |-signal | | | |-validity | | | |-dependency | | | |-reference | | | |-positionRoad | | | |-positionInertial | | |-signalReference | | | |-validity | |-surface | | |-CRG | |-railroad | | |-switch | | | |-mainTrack | | | |-sideTrack | | | |-partner |-controller | |-control |-junction | |-connection | | |-predecessor | | |-successor | | |-laneLink | |-priority | |-controller | |-surface | | |-CRG |-junctionGroup | |-junctionReference |-station | |-platform | | |-segment A.坐标系最先考虑的应该时坐标系的表达方式,在GIS中一般使用两种常用的坐标系类型: 全局坐标系或球坐标系,例如经纬度。这些坐标系通常称为地理坐标系。(GCS) wgs 基于横轴墨卡托、亚尔勃斯等积或罗宾森等地图投影的投影坐标系,这些地图投影(以及其他多种地图投影模型)提供了各种机制将地球球面的地图投影到二维笛卡尔坐标平面上。(PCS) utm在OpenDRIVE中可表示为: 从OpenDRIVE 1.4 开始, 可以使用格式化为 “proj4”-字符串的投影定义对路网进行地理参照转化. PROJ 是一种通用坐标变换软件, 它将地理空间坐标从一个坐标参考系统 (CRS) 转换为另一个坐标参考系统。这包括制图投影和大地测量转换。 geoReference元素定义了该文件使用的投影坐标系,其中地理坐标系为WGS-84。 在OpenDRIVE数据中大量使用的位置信息都是投影后的xy坐标,而除了该投影坐标系,还定义了一种轨迹坐标系,如下所示,s坐标是沿着reference line的,关于reference line后面介绍,长度是在xy坐标下计算的。 t坐标,是相对于reference line的侧向位置,左正,右负。 cs B.Road LayoutOpenDRIVE中路网结构中的一个road,该road有三部分组成,蓝色的reference line,车道lane,车道lane的其他feature(限速等)。 所有道路都由一条参照线组成, 用于定义基本几何 (弧线、直线等)。沿着参考线, 可以定义道路的各种属性。这些是, 例如海拔概况、车道、交通标志等。道路可以直接连接 (当两个给定的道路之间只有一个连接时), 也可以通过路口 (当从某一道路到其他道路有一个以上的连接时)。 所有属性都可以根据本规范中规定的标准进行参数化, 也可以通过用户定义的数据进行参数化。 C.Reference Line整个地图路网由很多的road构成,而每个road中都会包含reference line,就是一条线,它没有宽度。 reference line,线条有好几种类型,直线,螺旋线等, The geometry of the reference line is described as a sequence of primitives of various types. The available primitives are: straight line (constant zero curvature) spiral (linear change of curvature) curve (constant non-zero curvature along run-length) cubic polynom parametric cubic curves 下图为几种常见的reference line,注意图中的两个坐标系,xy和st rrl D.Lane车道是由数字识别的, 这些数字是唯一的 (每个车道部分, 见下文) - 顺序 (即没有缝隙), - 从参考线上的0开始 - 向左上升 (正 t 方向) - 向右下降 (负 t 方向) 车道总数不受限制。参考线本身被定义为车道零, 不能有宽度条目 (即其宽度必须始终为 0.0)。 l E.Road Linkageroad之间的连接定义了两种(每个road有唯一的ID),一种是有明确的连接关系,例如前后只有一条road,那么通过 successor/predecessor进行连接(例如下图中的road 1和road 2)。 R 3.总结总之,对于一个road来说,先确定reference line,有了reference line的几何形状和位置,然后再确定reference line左右的车道lane,车道lane又有实线和虚线等属性;road 和road之间通过普通连接和Junction进行连接,同时还要将road中的相关车道进行连接 参考文献:https://ryanadex.github.io/2019/06/04/opendrive/ |
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