Skip to content

Autoware 地圖

常見的自駕車地圖

  • OpenDRIVE：副檔名為 .xodr，內容為 XML 的格式 (Carla / Apollo 使用)
  • Lanelet2: 副檔名為 .osm，Lanelet2 是基於 OpenStreetMap 的擴充，也是 XML 的格式 (Autoware 使用)

Lanelet2

Lanelet2 是專門為自動駕駛設計的地圖框架，使用 OSM 格式，Autoware 是使用這個

分為三層：

  • 物理層：包含能具體觀測的元素，如道路、停車格等等
  • 關聯層：物理元素關聯到虛擬規則，如車道、區域、交通規則
  • 拓樸層：物理元素如何彼此連接

其他細節可參考面向自動駕駛的高精度地圖框架解析和實戰

常用資源：

  • OSM 地圖 tag：OSM 地圖上面的各個 tag 涵義，可參考這邊

地圖投影格式

我們需要有一個專門的檔案來描述如何把全球投影座標轉換成 local 的座標

Autoware 支援三種投影格式 https://github.com/autowarefoundation/autoware.universe/blob/main/map/autoware_map_projection_loader/README.md

  • MGRS（Military Grid Reference System）
    • NATO 專用
    • 把全球地圖切成多個方格，在每個方格用數字定位
  • Local Cartesian UTM
    • 切成較小的平面並設立原點，方便定位
  • Transverse Mercator (UTM)
    • 把地球座標投影到圓柱上面來定位

Autoware

Autoware 有用到兩種地圖：

  • 點雲地圖 (PCD 格式， .pcd 結尾): 來自 Lidar
  • 向量地圖 (OSM 格式，.osm 結尾): 提供道路相關的訊息，又稱為 Vector Map
    • 路線: 如車道如何連接，能否變道...
    • 物體形狀: 車道、紅綠燈、斑馬線、停車格...
    • 交通規則: 紅綠燈、停止線、限速、車道方向...

建立地圖

可以參考 Autoware 的教學

PCD

如果是現實環境，需要用 SLAM 的技術來建地圖

如果是 Carla，這邊有些相對應的套件可以使用

Vector Map

  • Vector Map Builder： TierIV 出的地圖編輯器，可以吃 pcd 並且在上面創造出 Lanelet2，不過需要註冊帳號才能用，可參考教學
  • JOSM：可以用來編輯 Lanelet2 地圖

地圖轉換

常見的 map 是 OpenDrive 格式 (xodr)，像是 Carla 的預設地圖就是 xodr，如果要能讓 Autoware 使用，就需要轉換成 OpenStreetMap 格式 (osm)

我在整合 Carla 和 Autoware 的時候就有遇到地圖轉換的問題，下面找了許多解法，雖然很多都無法正常使用

Code Study

注意這邊以 galactic 版本為主，新版可能有改動

理論上只要有 pcd 和 osm 就可以跑 map_loader

Autoware 會去讀 map_path 這個 argument 的值，然後從底下找出 pcd 和 osm 兩個檔案

map.launch.py 會跑如下幾個 Node

  • map_loader 中的 map_hash_generator
    • publisher /api/autoware/get/map/info/hash: 會把 lanelet 的內容和 pcd 的路徑 hash 起來並發佈出去
    • service /api/autoware/get/map/lanelet/xml: 當 client 來詢問時，提供 lanelet 的內容
  • Composable:
    • map_loader 中的 plugin Lanelet2MapLoaderNode: 讀取 Lanelet2 格式
      • publish vector_map: 讀 lanlet2 的檔案，並將其轉成 binary，用 transient_local
    • map_loader 中的 plugin Lanelet2MapVisualizationNode: 在 RViz 畫圖
      • subscribe vector_map，然後 publish vector_map_marker 給 RViz
    • map_loader 中的 plugin PointCloudMapLoaderNode: 讀取 PCD 格式
      • publish PointCloud2 的 msg 到 pointcloud_map
      • service /map/get_partial_pointcloud_map 可以提供 client 部份的 PCD map
      • 問題：map.launch.py 中的 LINE 88 remap，似乎沒用到 service/get_differential_pcd_map，懷疑是忘記刪掉
    • map_loader 中的 plugin VectorMapTFGeneratorNode: 接收 pointcloud 資訊後進行座標轉換
      • subscriber vector_map，然後發布 TF 轉換 (map_frame <=> viewer_frame)