手把手教你搭建OpenDRIVE道路模型（上）

       OpenDRIVE作為一種高度專業(yè)化的道路建模標(biāo)準(zhǔn)格式，采用XML數(shù)據(jù)語言構(gòu)建，其核心優(yōu)勢在于能夠精確且詳盡地刻畫道路網(wǎng)絡(luò)的幾何特征，包括但不限于車道寬度、曲率、坡度以及道路交叉口的復(fù)雜布局。它不僅涵蓋了基礎(chǔ)的道路元素，還深入到了交通基礎(chǔ)設(shè)施的細節(jié)層面，如交通標(biāo)志的位置與類型、交通信號燈的相位與時序、道路表面的材質(zhì)與摩擦系數(shù)等，為自動駕駛算法和高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）提供了全面且精確的環(huán)境感知基礎(chǔ)。

       此外，OpenDRIVE支持靈活的道路網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)定義，能夠處理環(huán)路、分支、合并等多種復(fù)雜道路形態(tài)，并通過層次化的節(jié)點和鏈接設(shè)計，有效管理大規(guī)模道路數(shù)據(jù)的組織與訪問。這種結(jié)構(gòu)化的建模方式簡化了自動駕駛系統(tǒng)對復(fù)雜交通場景的理解與應(yīng)對，提升了系統(tǒng)的安全性、可靠性與適應(yīng)性。

       在自動駕駛技術(shù)的研發(fā)與驗證階段，OpenDRIVE格式的數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于仿真測試平臺的搭建，幫助開發(fā)者在虛擬環(huán)境中對算法進行高效迭代與優(yōu)化，從而加速自動駕駛技術(shù)的商業(yè)化進程，推動汽車行業(yè)向更加智能化、自主化的未來發(fā)展。

       經(jīng)緯恒潤動力學(xué)仿真軟件ModelBase遵循國際道路標(biāo)準(zhǔn)OpenDRIVE標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)內(nèi)嵌了道路編輯器，可用于對仿真測試過程中的車輛行駛工況進行搭建。從搭建的形式上，軟件支持通過導(dǎo)入OpenDRIVE格式文件來自動生成道路，然后可利用道路編輯器在此基礎(chǔ)上進行編輯修改，或是從零開始進行道路模型的創(chuàng)建。當(dāng)然，編輯后的道路模型也可以O(shè)penDRIVE格式對外導(dǎo)出使用。

       下面我們來一起看一下道路編輯器的功能和操作使用方法，道路編輯器的操作界面如圖1所示。

圖1 道路編輯器操作界面

繪制工具欄 

       通過鼠標(biāo)左鍵單擊可實現(xiàn)對工具欄中不同功能按鈕間的切換，這些功能包括以下多種選擇。

    · 選擇

       用于對編輯區(qū)域內(nèi)的Road、Junction、Signal和Object等進行選中，然后用于在右側(cè)的參數(shù)配置界面對這些元素進行詳細的特征編輯，或是進行復(fù)制粘貼、刪除等操作。

    · 移動旋轉(zhuǎn)

       在選中編輯區(qū)域內(nèi)的Road、Signal和Object等元素，可通過拖拽形式對其位置進行移動，或結(jié)合右側(cè)的路網(wǎng)參數(shù)配置窗口以參數(shù)輸入形式對元素的位置和角度進行調(diào)整。

    · 局部放大

       用于在編輯區(qū)域內(nèi)對添加后的元素進行放大顯示。

    · 創(chuàng)建直路

       用于實現(xiàn)在編輯區(qū)域內(nèi)進行直路的創(chuàng)建。在具體操作時，用鼠標(biāo)左鍵在編輯區(qū)域內(nèi)單擊點下第一個點作為直路的起點，移動鼠標(biāo)，此時在第一個點和鼠標(biāo)移動點之間會出現(xiàn)一條黑色直虛線（直路中心線位置預(yù)覽），當(dāng)再次單擊點下第二個點作為直路的終點后，一條直路便繪制完成了。

    · 創(chuàng)建圓弧路

       用于實現(xiàn)在編輯區(qū)域內(nèi)進行圓弧路的創(chuàng)建。在具體操作時，用鼠標(biāo)左鍵在編輯區(qū)域內(nèi)單擊點下第一個點作為圓弧路的起點，移動鼠標(biāo)，此時在第一個點和鼠標(biāo)移動點之間會出現(xiàn)一條黑色直虛線（圓弧路起點位置切線方向預(yù)覽），當(dāng)確定好切線角度并再次點擊鼠標(biāo)左鍵后，在第一個點和鼠標(biāo)位置之間將會出現(xiàn)一條黑色圓弧形虛線（圓弧路中心線位置預(yù)覽），當(dāng)單擊點下第三個點作為圓弧路的終點后，一條圓弧路便繪制完成了。

    · 創(chuàng)建樣條路

       用于實現(xiàn)在編輯區(qū)域內(nèi)進行任意形狀樣條路的創(chuàng)建。在具體操作時，用鼠標(biāo)左鍵在編輯區(qū)域內(nèi)單擊點下第一個點作為樣條路的起點，移動鼠標(biāo)，此時在第一個點和鼠標(biāo)移動點之間會出現(xiàn)一條黑色直線（該段樣條路中心線位置預(yù)覽），然后可再次單擊點下第二個點作為道路的拐點位置，此時可繼續(xù)移動鼠標(biāo)，第二點和鼠標(biāo)移動點之間同樣會出現(xiàn)一條黑色直線?？梢来酥貜?fù)操作，使樣條路不斷被延長，當(dāng)想結(jié)束繪制時，單擊鼠標(biāo)右鍵即可退出編輯并得到一條樣條路。

    · 創(chuàng)建路口

       用于進行交通路口的創(chuàng)建。在具體操作時，用鼠標(biāo)左鍵在編輯區(qū)域內(nèi)待添加路口附近單擊點下第一個點，然后移動鼠標(biāo)，在第一個點和鼠標(biāo)移動點之間出現(xiàn)一個黑色矩形框，令矩形框囊括路口涉及路段后，可再次單擊點下第二個點來確定矩形框的大小，隨后可基于選擇按鈕對路口中道路的車道按實際需求進行連接。

    · 自定義編輯道路配置

        ? 添加直路：用于對已創(chuàng)建好的直路/圓弧路/樣條路以直路的形式進行延長

        ? 添加圓弧路：用于對已創(chuàng)建好的直路/圓弧路/樣條路以圓弧路的形式進行延長

        ? 添加樣條路：用于對已創(chuàng)建好的直路/圓弧路/樣條路以樣條路的形式進行延長

        ? 合并道路：用于對兩條不同道路路段進行前后連接合并

        ? 切割道路：功能與合并道路相反，用于將道路分割成多個路段

路網(wǎng)參數(shù)配置 

       在基于工具欄完成道路形狀樣式的繪制后，可通過“選擇”按鈕選中編輯區(qū)域內(nèi)的Road、Signal和Object等元素，在界面右側(cè)的路網(wǎng)參數(shù)配置窗口對更加詳細的特征參數(shù)進行具體查看和編輯，包括以下幾點。

    · 軌跡

       用于不同樣式道路的中心軌跡進行查看或編輯，其中包括：

        ? 直路：可查看和修改道路起點的X、Y坐標(biāo)，以及道路的航向角和長度

        ? 圓弧路：可查看和修改道路起點的X、Y坐標(biāo)和切線方向的航向角，以及圓弧路的長度和轉(zhuǎn)彎半徑

        ? 樣條路：可查看道路起點的X、Y坐標(biāo)和切線方向的航向角，以及道路長度和形狀擬合多項式系數(shù)

    · 車道

       用于對道路進行車道顆粒度的特征編輯，可編輯參數(shù)包括車道的類型、寬度、高度、最大行駛速度和附著系數(shù)，以及車道線樣式等。

    · 高程

       可結(jié)合偏移量對道路中選定路段的高程值進行設(shè)置，進而實現(xiàn)對道路坡度的編輯。

    · 超高

       結(jié)合偏移量對道路中選定路段的側(cè)傾角進行設(shè)置。

    · 類型

       可用于對道路的類型參數(shù)（如最大車速）進行設(shè)置。

    · 中心偏移

       可結(jié)合偏移量對道路中選定路段的中心線偏移量進行設(shè)置。

    · 前驅(qū)后繼

       用于對選定道路的前驅(qū)和后繼道路類型、ID進行查看。

    · 地形

       用于對道路兩側(cè)進行平原、高山、森林、山區(qū)、耕地和建筑等地形環(huán)境的添加，并可對添加區(qū)域范圍進行編輯。

       以上是使用ModelBase搭建OpenDRIVE道路的操作說明，如何進一步豐富實現(xiàn)靜態(tài)場景，敬請關(guān)注《手把手教你搭建OpenDRIVE道路模型（下）》

       ModelBase是經(jīng)緯恒潤自主研發(fā)的綜合駕駛測試仿真軟件，具備車輛動力學(xué)模型及智能駕駛場景仿真能力，可用于乘用車、商用車的整車電控系統(tǒng)、ADAS系統(tǒng)的設(shè)計、測試和驗證?？梢愿采w電控系統(tǒng)的整個開發(fā)周期，包括早期的算法仿真測試（MIL/SIL），控制器的硬件在環(huán)測試（HIL），半實物臺架測試（如電機臺架、動力系統(tǒng)臺架、整車臺架等），以及車輛在環(huán)測試（VIL）。

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