学习笔记2--高精度地图定义及价值

本系列博客包括6个专栏，分别为：《自动驾驶技术概览》、《自动驾驶汽车平台技术基础》、《自动驾驶汽车定位技术》、《自动驾驶汽车环境感知》、《自动驾驶汽车决策与控制》、《自动驾驶系统设计及应用》。
此专栏是关于《自动驾驶汽车定位技术》书籍的笔记.

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1.高精度地图的定义及其价值

• 高精度地图以精细化描述道路及其车道线、路沿、护栏、交通标志牌、动态信息为主要内容，具有精度高、数据维度多、时效性高等特点；
• 高精度地图也称为高分辨率地图(High Definition Map，HD Map)或高度自动驾驶地图(Highly Automated Driving Map，HAD Map)；

1.1 高精度地图的分层结构

• 高精度地图比普通导航地图精度更高、数据维度更广的地图，高精度体现在地图精度精确到厘米级，数据维度更广体现在地图数据除道路信息外，还包括与交通相关的周围静态信息；
• 普通地图和高精度地图
  
• 高精度地图主要由静态数据和动态数据构成，其中静态数据包括道路层、车道层、交通设施层等图层信息；动态数据包括实时路况层、交通事件层等图层信息；
  
• 高精地图和普通地图的区别
  • 精度：普通导航地图精度一般达到米级，高精度地图精度达到厘米级；
  • 使用对象：普通导航地图面向人类驾驶员，高精度地图面向自动驾驶车辆；
  • 时效性：对于静态数据，普通导航地图更新要求一般在月度或季度级别，高精度地图一般要求周级或天级更新；对于动态数据，普通导航地图不做要求，高精度地图要求车道级路况或交通事件等信息实时更新；
  • 数据维度：普通导航地图只记录道路级别的数据，如道路等级、几何形状、坡度、曲率、方向等，高精度地图在普通导航地图基础上，增加了车道及车道线类型、宽度等属性，还有护栏、路沿、交通标志牌、信号灯等详细信息；

1.2 高精度地图对自动驾驶的价值

• 辅助环境感知
  高精度地图可以对传感器无法探测或探测精度不够的部分进行补充，实现实时状况的监测及外部信息的反馈，进而获取当前位置精准的交通状况；
• 辅助定位
  汽车行驶过程中，利用地图匹配精确定位汽车在车道上的具体位置，提高汽车的定位精度；高精度地图更多依靠其准确且丰富的先验信息(如车道形状、曲率和标志牌等)，通过结合高维度的数据与高效率的匹配算法，能够实现更高精度的匹配与定位
• 辅助路径规划
  高精度地图可以确定车道的中心线，可以保证汽车尽可能靠近车道中心行驶；在人行横道、低速限制或减速带等区域，高精度地图可使汽车能够提前查看并预先减速；对于行驶汽车附近的障碍物，高精度地图可帮助自动驾驶汽车缩小路径选择范围，以便选择最佳避障方案；
• 辅助决策与控制
  高精度地图是对物理环境道路信息的精准还原，可为汽车加减速、并道和转弯等驾驶决策控制提供关键道路信息；高精度地图能给汽车提供超视距的信息，并与其他传感器形成互补，辅助系统对汽车进行控制。

1.3 高精度地图行业现状