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淺談高精地圖與電子圍籬

淺談高精地圖與電子圍籬

編輯：呂孟耿 Arlen 交通行動服務部 副總經理

隨著科技的不斷發展，地圖科技已經成為現代社會中不可或缺的一環。地圖不僅提供我們方向，更在眾多領域中發揮著關鍵作用，其中最引人矚目的應用之一便是在自動駕駛和車隊管理系統中的應用。這些領域的革新和發展，不僅依賴於先進的感測器和控制系統，更深深地仰賴地圖資料的準確性、即時性和多樣性。 

地圖的來源與供應商 

在現代地圖科技的舞台上，有數家重要的地圖供應商在為自動駕駛和車隊管理系統提供關鍵的地理資訊支持。這些供應商扮演著不可或缺的角色，形塑著未來交通和車輛管理的方向，提供相應資料串接服務，讓開發者可以依此設計上層應用。 

  • Google Maps API: Google Maps API是開發者們在自己的應用中整合地圖和地理資訊的首選之一。它提供了豐富的功能，包括地圖顯示、地理編碼、路線規劃等，並且支援多個平台，例如Web、iOS和Android。Google Maps API的開發文檔豐富，讓開發者能夠迅速上手並且充分發揮其功能。 
  • Mapbox API: Mapbox API是一個高度可定制的地圖服務，開發者可以根據自己的需求定制地圖風格，同時還提供了向量地圖、地理編碼、路線規劃和實時地圖更新等功能。Mapbox同樣支援多個平台，並且提供清晰而詳盡的開發文檔。 
  • HERE Location Services: HERE Location Services提供全面的位置服務，包括地圖、定位、導航和地理編碼等。它的功能涵蓋了實時交通資訊和3D地圖，支援多平台。HERE的開發文檔使得開發者能夠輕鬆地整合這些功能到他們的應用程式中。 
  • OpenStreetMap API: OpenStreetMap API允許開發者訪問開放街圖數據的程式接口，進而執行地理搜尋、路線規劃等操作。它是一個開放式的地圖數據庫，讓開發者可以參與更新地圖資訊。它適用於各種平台，並提供完善的開發文檔。 
  • TomTom Maps API: TomTom Maps API提供了地理編碼、路線規劃、交通資訊和地圖顯示等功能。類似於其他提供商，TomTom也支援多平台，包括Web、iOS和Android。開發者可以使用TomTom的API來整合這些功能，而其開發文檔則提供了清晰的指引和代碼示例。

這些API供應商通常都有付費和免費的方案，開發者可以根據他們的項目需求和預算來選擇最適合的API。這些API的使用有助於節省開發時間，同時提供了豐富的地圖和地理資訊功能，使得開發者能夠專注於他們應用的核心功能。 

目前常見的高精地圖 

自動駕駛技術的快速發展使得高精度地圖成為實現安全與可靠自動駕駛系統的重要基石。在這方面，OpenDrive、Lanelet2和NDS等高精度地圖標準備受到廣泛關注。 

OpenDrive 

OpenDrive標準的發展可以追溯至2008年，起初是由對道路建模、交通流仿真和自動駕駛感興趣的社群推動。這一標準的目的是提供一個統一的地理信息描述格式，以實現不同自動駕駛系統之間的信息共享。 

基礎元素 

  • Road：代表道路的主要組件，包含道路的幾何形狀和拓撲結構。 
  • Lane：描述道路上的行車線，包括寬度、轉向規則和行駛方向。 
  • Signal：指示交通信號，如紅綠燈，以調節交通流。 
  • Junction：描述道路交叉口的結構和連接情況。 

Lanelet2 

Lanelet2是一個由德國Autonomous Intelligent Systems小組開發的開源庫，首次亮相於2012年。它的目標是提供一個通用的地圖表示形式，以支持自動駕駛任務。 

基礎元素 

  • Lanelet：代表道路上的一條行車線，包括幾何形狀、拓撲信息和相關屬性。 
  • Area：表示非行車區域，如人行道、停車場或綠地。 
  • Regulatory Element：描述交通規則，如速限、禁停區等。 
  • Traffic Light：表示交通燈的位置和狀態，協助車輛導航。 
  • Participant：表示道路上的動態物體，如車輛、行人或自行車。 
  • Line Marking：描述路面上的額外標線，如人行道或停車線。 

NDS (Navigation Data Standard) 

NDS標準始於2013年，是由車輛導航領域的主要參與者共同開發的。它的目標是提供一個統一的數據格式，以支持車輛導航應用。 

基礎元素 

  • Map Data：包括道路、交叉口和其他地理空間信息，支持車輛導航。 
  • Positioning：描述車輛在地圖上的位置，通常使用全球定位系統（GPS）數據。 
  • Routing Information：提供導航引擎所需的路徑信息，包括轉向指示和行駛距離。 

圖片引用來源: https://docs.web.auto/user-manuals/vector-map-builder/release-notes/20230228 

自動駕駛技術與地圖整合 

自動駕駛技術的快速發展深深依賴於先進的地圖科技，這種整合提供了車輛準確的位置、即時的路況以及周圍環境的詳細描述： 

地圖在自動駕駛中的角色 

地圖在自動駕駛系統中扮演著多重角色，對車輛的安全和效能起到關鍵作用： 

  • 路徑規劃： 地圖資料用於規劃車輛的最佳路徑。透過考慮交叉口、速限、和交通狀況，系統能夠選擇最安全和最有效率的行車路徑。 
  • 預測性行為： 地圖能提供對道路的預測性理解，使自動駕駛系統能夠預測其他車輛和行人的可能行為，進而更好地應對潛在的風險。 
  • 路徑跟踪： 地圖不僅提供預定路徑，還可以通過與感測器數據的結合，實現更精確的路徑跟踪，減少對車道的不確定性。 
  • 融合定位： 地圖資料可用於優化車輛的定位，特別是在GPS信號不穩定的城市環境中。融合感測器數據，提高定位的精確性。 

這種地圖與自動駕駛技術的緊密整合使得車輛能夠更加智能地行駛於各種環境中，同時提高整體交通系統的效率和安全性。未來的發展將不斷深化這種整合，進一步推動自動駕駛技術的革新和應用。