分析高精度道路导航图的发展状况

高精度道路导航图具有更丰富，更详细的道路信息，可以更准确地反映道路的真实情况. 与传统地图相比，它具有更多的图层，更详细的图层内容，并具有新的地图结构划分. 正是由于高精度道路导航图信息内容丰富，因此海量数据量巨大，而传统的集中式大数据处理模式无法满足其计算需求. 本文分析了高精度道路导航图的发展现状: 虽然进入了高速发展状态，但在开发过程中仍然面临一些需要解决的问题.

2015年，奥迪，宝马和戴姆勒共同斥资31亿美元购买了诺基亚此处地图，为开发高精度道路导航地图做准备. 2011年，宝马的3系轨迹训练器和奥迪的RS7在2014年使用高精度道路导航地图技术成功完成了在拉古纳塞卡和霍根海姆的赛道.

自2016年以来，许多互联网公司通过收购获取了地图数据资源，然后结合了自己的算法和云计算功能来生成高精度的道路导航地图，例如Google，Uber，百度和Ali.

与此同时，汽车公司已经开始依赖第三方地图服务. 2017年初，Mobileye与大众，宝马和日产签署了协议. 前者将为这三个汽车巨头提供地图产品，而汽车制造商将负责为Mobileye提供更多地图. 数据.

基于位置的新服务已经成为大趋势. 国家发改委为促进智能交通发展而提出的“互联网+”便捷交通实施计划已经正式发布. 地图的服务对象不再只是人类，而是向机器的缓慢过渡，这对地图的准确性，内容结构和计算方式提出了新的要求.

高精度道路导航地图功能

1地图精度

一般导航地图的精度约为5 m，并且仅显示了道路的位置和形状. 高精度道路导航图的绝对精度优于1 m，相对精度为10-20 cm. 它包含非常丰富的信息，例如车道，车道边界，车道中心线和车道限制信息.

☝高精度道路导航图

☝一般导航地图

2地图内容结构

高精度道路导航图更加真实地反映了道路的实际样式，包含更多的图层编号和道路数据，并且图层说明更加详细. 高精度道路导航地图的道路形状更准确那个导航地图精确度高，并且还添加了每个车道的坡度，曲率，航向和海拔等数据.

此外，车道之间的车道线条件（虚线，实线，单线和双线），车道线的颜色（白色，），道路隔离带，隔离带材质，道路箭头，文字内容和位置无处不在. 所有高精度道路导航图都需要详细描述.

3种计算模式

高精度道路导航地图的数据量是普通地图的105倍或更多. 当前，以云计算为核心的集中式大数据处理模式已经不能满足需求. 高精度道路导航图的大数据处理方式可以采用“众包+边缘计算”方式.

高精度道路导航地图结构

道路地图反映实际道路，通过特定图层绘制特定类别，然后叠加图层以表示道路表面. 终端上显示的导航地图通常由10层甚至20层不同分辨率的图片组成. 当用户缩放时，程序会根据缩放级别（网格用于模拟实体）选择不同分辨率的平铺地图，拼接成完整的地图. 高精度道路导航地图也是如此，只是它在普通电子地图的基础上包含更多的图层，并且每层的描述都更加详尽.

高精度道路导航图由四个部分数据组成，即道路网络数据，车道网络数据，安全辅助数据和设施数据. 由这四种类型的数据组成的地图结构的内容根据地图的准确性而有所不同. 以下是其基本结构划分和显示内容的示例.

☝地图结构内容划分

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道路网络主要由道路基准网络组成，用于描述道路的几何形状并表达道路设施之间的关系.

☝高精度道路导航图道路网原理图

高精度道路导航图道路网络包含道路基准线，道路基准连接点和交叉路口等图层.

车道网记录了路网中每个单独车道的相关属性，并用于车道级道路显示，定位，路径规划和驾驶策略辅助. 它包括车道级道路，车道级道路连接点和车道级道路形状点等层.

安全辅助数据和设施数据描述了车道安全数据和车道上的其他交通设施，并用于辅助车道级别的定位和显示，例如曲率，航向，垂直和水平坡度等. <

设施数据包括交通标志，路边设施和固定要素.

高精度道路导航图的研究现状

目前，在辅助驾驶系统和自动驾驶领域中，关于高精度道路导航地图数据的使用的研究很多. 例如，基于高精度道路导航图的信息行为和车辆定位研究，在辅助驾驶和自动驾驶系统中使用高精度道路导航图信息，并对自动驾驶车道轨迹引导方法进行研究.

关于构建高精度道路导航图的方法也有很多研究.

配备GPS-RTK的收集车沿特定路线收集数据；结合使用激光雷达和广角来提取道路信息，再加上高精度的全球卫星导航系统（GNSS）可以达到10cm的精度，但是这种收集方案的成本较高.

一些研究人员还提出了一种使用低成本传感器创建车道级地图的方法. GPS和INS紧密耦合以进行定位，从而从正射照片中获取相关的地图信息.

应用程序需求分析和建模

高精度道路导航地图需求模型可分为6层.

☝高精度道路导航图的应用分析

1个“ Internet +”智能导航

为了提高道路使用效率和缓解拥堵那个导航地图精确度高，许多新的交通管理措施已得到持续实施. 例如，乘车道（HOV车道），潮汐道等.

HOV车道仅可用于载有至少一定数量乘客的车辆. 潮道指的是可变车道，即某条车道的方向会在不同的时间段内发生变化.

这些新的交通管理方案的实施主要是通过车道来实现的，高精度的道路导航图可以准确地反映这些信息并为人们提供智能导航服务.

2个“ Internet +”智能流量控制

执法的管理存在很多困难，特别是在执法取证和应急响应方面. 高精度道路导航图可为解决交通执法管理中的难题提供新的技术手段.

交通警察执法: 违反车道级别的行为是指移动目标在相对于地面车道或其他移动目标的车道级别内运动的行为，违反交通法规，例如在违规车道上行驶. 由于数据收集和现场恢复困难，这些行动目前难以执行和获取证据. 高精度道路导航图可以准确反映车辆行驶在哪个车道上，从而可以准确判断车辆是否有车道等级违规情况.

保险理赔字段: 高精度道路导航地图包含丰富详尽的车道信息，因此可以准确反映车辆的行驶状态，并在地图上恢复事故的，可以帮助员准确地判断事故.

3个“ Internet +”辅助驾驶/无人驾驶

无人驾驶场需要地图具有更精细的几何形状，并详细描述道路上每个车道的详细信息. 在拓扑网络上，还需要准确表达通道之间的连接关系. 高精度道路导航图包含多级几何拓扑数据，可以满足不同级别辅助驾驶和自动驾驶的应用需求.

此外，高精度道路导航地图还包含动态功能. 动态元素有两种，一种是半实时动态元素，主要用于自动驾驶领域的全局路径规划. 另一类是实时动态要素，主要是指动态障碍物，主要用于自动驾驶. 该系统实现局部路径规划.

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