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高精度地图数据的格式规范,你了解多少?

发布日期:2020-06-08

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2020-06-08 15:58:34

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导航电子地图,具备显示,查询、空间分析、导引服务等功能,是大家日常生活的好帮手。



地图里的数据,是图商经过采集编译后,与地图软件结合,再整体嵌入车机、手机等硬件,才能为大家提供位置显示、路径规划等服务。它是一个高度集成化的产品。

地图数据在导航中的应用

从应用层来看,地图软件是架构在地图引擎之上的应用。所谓地图引擎,就是一套提供了驱动和管理地理数据,实现渲染、查询等功能的一套函数库,所有的应用层软件只需要调用地图引擎提供的功能接口就能较容易的完成其功能,也就是大家通常说的API接口。

地图引擎通常会封装和保护地理数据的组织管理机制,对应用层(上层)提供地图移动、放缩、渲染、空间查询等功能。对于地图软件(尤其是多平台的地图软件)而言,引入独立的地图引擎,可以使地图软件的架构更清晰,提升软件的扩展性和可维护性,降低维护成本。



地图引擎就像汽车的发动机,数据就像油料,只是这个发动机与油料是唯一对应的。通常,为提高引擎运行效率,地图引擎设计需要与其对应的数据格式紧密衔接,因此嵌入式设备上的地图引擎对其数据都有专属要求。这些数据格式与引擎的设计是地图引擎的核心技术之一,也是图商们的核心竞争力所在。

引擎的数据源能串着用吗?答案是肯定的,能!但你将很难保障引擎的运行效率。通常一些完善的GIS引擎都会提供一些外围软件,其中就包括各个大厂交换格式导成自有GIS引擎格式数据的工具,这也是判定一个GIS引擎完整度的一个重要标志。



地图数据的格式规范

在以往的传统导航地图数据制作过程中,地图公司各自都定义了自己的专属数据格式。起初也仅是满足自有导航引擎的数据检索、路径规划等原始需求,并未过多的考虑第三方的兼容和扩展。随着道路信息的快速变化、这种封闭、紧凑结构的格式在数据存储及增量更新方面的弊端日益突显。

如今,自动驾驶所需的高精度地图不只是供导航引擎使用,还需要满足不同传感器直接访问地图数据的需求,另外自动驾驶对高精度地图的实时更新还有强依赖性,这势必需要有统一的、支持增量更新的格式。

为应对上述问题,国内外专家早些年就已启动了新一代可以支持增量更新的导航电子地图存储标准的研究,目前在世界范围内比较通用的格式规范有以下几种:欧洲的NDS(导航数据标准),Opendrive等。



NSD

NDS(Navigation Data Standard Association)是面向汽车生态系统的地图数据全球标准, 由宝马、大众、戴姆勒等知名国际汽车厂商、系统商以及数据商为主导成立,旨在通过多方的共同努力,制定出新的适合汽车制造商、系统供应商以及地图供应商未来发展的标准导航电子地图数据格式。

其突出特点是:在兼顾性能和功能的基础上,采用了数据库技术存储地图数据,能够比较好地解决地图增量更新、扩展和数据安全的问题。这种规格的价值在于全球规格、地图切换、增量更新、云混合、高精度地图标准等。



在自动驾驶领域,NDS格式可以算是高精度地图行业的默认专业标准。

Opendrive

Opendrive是德国制定的国际通用的标准,国内百度阿波罗采用的就是这种地图数据规范。

Apollo Opendrive规范是在标准Opendrive规范基础上结合阿波罗在自动驾驶方面的技术积累和实践经验改造而成的,相对于标准Opendrive规范,在数据表达上更加简单易行,对自动驾驶***也更加友好。

KIWI3.0

KIWI格式则是由日本KIWI协会(KIWI-W Consortium)制定的日系标准。而KIWI3.0是在已经广泛采用的KIWI2.0的基础上,针对增量更新需求的改进版。业界认为其设计基本还是沿用KIWI2.0的框架,其结构针对增量更新这一需求仍然存在着parcel数据量超限、要素之间依赖紧密、规划数据中重叠区域引起的大范围更新的等问题,其未来发展的局限性较大。

易图通地图数据支持的格式及规范

作为一家中立图商,易图通为多家车厂以及自动驾驶算法公司提供ADAS地图、高精度地图。为普适地图数据与软件的兼容性,易图通提供的地图支持SHP、NDS、Opendrive等数据格式,以及多种定位算法的定位图层。



易图通以“高精度”、高鲜度、多维度、可拓展”的地图数据及开放合作的心态,为自动驾驶行业提供数据“燃料”,携手产业链上下游共同推进自动驾驶发展。

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文章作者:堂大业



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