《智能駕駛電子地圖路側(cè)分發(fā)機(jī)制》

ICS03.220.20

R85

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/ITS00XX—20XX

智能駕駛電子地圖路側(cè)分發(fā)機(jī)制

DistributionmechanismofsmartdrivingelectronicmapfromRSUtoOBU

（報(bào)批稿）

（本草案完成時(shí)間：2022年5月）

在提交反饋意見時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中國智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟??發(fā)布

T/ITS136.1-XXXX

目次

前言.......................................................................................................................................................................II

1范圍...................................................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件...............................................................................................................................................1

3術(shù)語和定義、縮略語.......................................................................................................................................1

術(shù)語和定義...............................................................................................................................................1

縮略語.......................................................................................................................................................2

4應(yīng)用場(chǎng)景...........................................................................................................................................................2

云端——>邊端.........................................................................................................................................2

邊端——>車端.........................................................................................................................................3

5系統(tǒng)架構(gòu)...........................................................................................................................................................3

總體架構(gòu)...................................................................................................................................................3

功能要求...................................................................................................................................................4

智能駕駛電子地圖數(shù)據(jù)格式...................................................................................................................4

數(shù)據(jù)模型...................................................................................................................................................5

6地圖分發(fā)策略...................................................................................................................................................6

分發(fā)策略...................................................................................................................................................6

整合策略...................................................................................................................................................7

分發(fā)路徑...................................................................................................................................................9

分發(fā)數(shù)據(jù)...................................................................................................................................................9

分發(fā)能力...................................................................................................................................................9

OBU測(cè)試..................................................................................................................................................12

7地圖解析驗(yàn)證.................................................................................................................................................13

地圖啟動(dòng).................................................................................................................................................13

配置及讀取設(shè)置.....................................................................................................................................14

解析測(cè)試.................................................................................................................................................14

解析結(jié)果.................................................................................................................................................15

結(jié)論.........................................................................................................................................................16

附錄A（規(guī)范性）壓縮前后數(shù)據(jù)量要求的詳細(xì)說明.................................................................................17

A.1RSU電子圍欄..........................................................................................................................................17

A.2地圖分發(fā)時(shí)間.........................................................................................................................................17

A.3數(shù)據(jù)更新頻率.........................................................................................................................................17

A.4壓縮前數(shù)據(jù)量閾值.................................................................................................................................17

A.5壓縮后數(shù)據(jù)量閾值.................................................................................................................................17

附錄B（規(guī)范性）智能駕駛電子地圖要素的數(shù)據(jù)模型.............................................................................19

附錄C（規(guī)范性）電子地圖數(shù)據(jù)編譯信息標(biāo)識(shí).........................................................................................20

參考文獻(xiàn)...............................................................................................................................................................21

I

T/ITS136.1-XXXX

智能駕駛電子地圖路側(cè)分發(fā)機(jī)制

1范圍

本文件規(guī)定了整體智能駕駛電子地圖路側(cè)分發(fā)的工作內(nèi)容及流程，本文件的目的是針對(duì)不同智能駕

駛場(chǎng)景，提供地圖分發(fā)策略，明確路車交互方式，向車端提供穩(wěn)定、可靠、靈活的智能駕駛電子地圖數(shù)

據(jù)。

本文件適用于基于車路協(xié)同的路側(cè)智能駕駛電子地圖分發(fā)系統(tǒng)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T31024.1—2014合作式智能運(yùn)輸系統(tǒng)專用短程通信第1部分：總體技術(shù)要求

GB/T31024.2—2014合作式智能運(yùn)輸系統(tǒng)專用短程通信第2部分：媒體訪問控制層和物理層

規(guī)范

GB/T31024.4—2014合作式智能運(yùn)輸系統(tǒng)專用短程通信第4部分：設(shè)備應(yīng)用規(guī)范

T/ITS0058-2017合作式智能運(yùn)輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)

3術(shù)語和定義、縮略語

GB/T31024.1—2014、GB/T31024.2—2014界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

術(shù)語和定義

3.1.1

車用無線通信技術(shù)V2X

（3.1.2）與其他設(shè)備相連接的新一代信息通訊技術(shù)，包括但不限于（3.1.2）之間通訊（V2V），

（3.1.2）與（3.1.3）通訊（V2I），（3.1.2）與行人設(shè)備通訊（V2P），（3.1.2）與網(wǎng)絡(luò)之間通訊（V2N）。

3.1.2

車載單元on-boardunit

安裝在車輛上的具備信息采集、處理、存儲(chǔ)、輸入和輸出接口，具有專用短程無線通信模塊的硬件

單元。

[來源：GB/T31024.2—2014，2.4，有修改]

3.1.3

路側(cè)單元roadsideunit

安裝在道路兩側(cè)或門架上，通過專用短程無線通信接收來自（3.1.2）的信息和向（3.1.2）發(fā)送信

息的硬件單元。

[來源：GB/T31024.2—2014，2.5，有修改]

3.1.4

專用短程通信dedicatedshortrangecommunication

專門用于道路環(huán)境的車輛與車輛、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間通信距離受限的無線通信方式，是合作式智

能運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)通信方式之一。

[來源：GB/T31024.1—2014，2.2]

3.1.5

車路協(xié)同vehicle-infrastructurecooperativesystem

1

T/ITS136.1-XXXX

基于無線通信、傳感探測(cè)等技術(shù)進(jìn)行車路信息獲取，通過車車、車路信息交互，實(shí)現(xiàn)車輛與基礎(chǔ)設(shè)

施之間協(xié)同與配合，以及車輛與其它交通要素之間的通信，從而形成的安全、高效的道路交通系統(tǒng)。

3.1.6

直通接口PC5

基于車用無線通信技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)車、人、路之間的短距離直接通信接口。

縮略語

以下縮略語適用于本文件：

ACK：確認(rèn)（Acknowledgement）

AD：自動(dòng)駕駛（AutomatedDriving）

AID：應(yīng)用標(biāo)識(shí)（ApplicationID）

CRC：循環(huán)冗余校驗(yàn)（CyclicRedundancyCheck）

MSG：消息（Message）

OBU：車載單元（On-BoardUnit）

OD：起訖點(diǎn)（Origin-Destination）

ODD：設(shè)計(jì)運(yùn)行區(qū)域（OperationalDesignDomain）

REQ：請(qǐng)求（Request）

RSU：路側(cè)單元（Road-SideUnit）

V2X：車用無線通信技術(shù)（Vehicle-To-Everything）

4應(yīng)用場(chǎng)景

圖1為本標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的智能駕駛電子地圖分發(fā)的應(yīng)用場(chǎng)景，包括云端——>邊端和邊端——>車端兩

個(gè)場(chǎng)景。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，采用相應(yīng)的地圖分發(fā)策略，從而向車端提供穩(wěn)定、可靠的智能駕駛電子

地圖。

圖1智能駕駛電子地圖應(yīng)用場(chǎng)景示意圖

云端分發(fā)至邊端

云平臺(tái)通過光纖或有線以太網(wǎng)將對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)智能駕駛電子地圖分發(fā)到邊緣GPU服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)云

端——>邊端的地圖分發(fā)。

2

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邊端分發(fā)至車端

下發(fā)到GPU服務(wù)器中的地圖以以太網(wǎng)的形式傳送到RSU。當(dāng)裝載OBU的自動(dòng)駕駛車輛進(jìn)入路側(cè)電子圍

欄并發(fā)出下載地圖請(qǐng)求后，RSU通過PC5方式將智能駕駛電子地圖下發(fā)至車輛，實(shí)現(xiàn)邊端——>車端的地

圖分發(fā)。

5系統(tǒng)架構(gòu)

總體架構(gòu)

本節(jié)定義構(gòu)成地圖分發(fā)系統(tǒng)的云平臺(tái)、邊緣云、車路終端，并說明它們之間的數(shù)據(jù)傳輸關(guān)系。

圖2地圖分發(fā)系統(tǒng)總體架構(gòu)

如圖2所示，智能駕駛電子地圖通過云平臺(tái)——>云端——>邊端——>路側(cè)——>車端的路徑實(shí)時(shí)分

發(fā)到車端。

5.1.1云端

當(dāng)車輛發(fā)送地圖請(qǐng)求消息后，第三方云平臺(tái)首先傳遞數(shù)據(jù)到云端。云端依次進(jìn)行數(shù)據(jù)收容、自動(dòng)駕

駛數(shù)據(jù)生產(chǎn)、在線編譯、數(shù)據(jù)分發(fā)等處理步驟，再將數(shù)據(jù)下發(fā)至邊端。

a)數(shù)據(jù)收容：云端對(duì)接收到的源數(shù)據(jù)進(jìn)行收容處理，得到智能駕駛電子地圖數(shù)據(jù)；

b)自動(dòng)駕駛數(shù)據(jù)生產(chǎn)：將智能駕駛電子地圖數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)生產(chǎn)庫；

c)在線編譯：對(duì)數(shù)據(jù)生產(chǎn)庫中的自動(dòng)駕駛數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)編譯和數(shù)據(jù)分布后導(dǎo)入自動(dòng)駕駛發(fā)布庫；

d)數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)：包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)提取等過程。

云端的數(shù)據(jù)經(jīng)過以上幾個(gè)處理過程后，將智能駕駛電子地圖數(shù)據(jù)由云端下發(fā)到邊端。

5.1.2邊端

邊端對(duì)從云端傳遞的數(shù)據(jù)在其邊緣云處理單元中進(jìn)行再處理，主要包括以下幾個(gè)過程：

a)數(shù)據(jù)接收；

b)路側(cè)數(shù)據(jù)同步：包括版本檢查以及數(shù)據(jù)庫的更新；

c)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：完成數(shù)據(jù)同步后的智能駕駛電子地圖存儲(chǔ)到自動(dòng)駕駛數(shù)據(jù)庫；

d)數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)：包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)分包和重傳。

邊端完成上述過程后，將數(shù)據(jù)下發(fā)到路側(cè)RSU，再由RSU將數(shù)據(jù)分發(fā)到車端OBU。

5.1.3車端

3

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自動(dòng)駕駛車輛裝載的OBU將接收到的RSU數(shù)據(jù)傳遞給車端自動(dòng)駕駛腦，對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，再結(jié)合

車載傳感器對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行感知和定位的數(shù)據(jù)，車輛開始自動(dòng)駕駛模式，實(shí)現(xiàn)V2X預(yù)警、路徑規(guī)劃與決

策、運(yùn)動(dòng)控制等車載應(yīng)用。

智能駕駛電子地圖利用邊緣GPU設(shè)備，使得云端的計(jì)算負(fù)荷整合到邊緣層，在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)完成絕

大部分的計(jì)算，并通過路側(cè)單元實(shí)時(shí)將結(jié)果發(fā)送給裝置車載單元（OBU）的車輛，滿足車路協(xié)同的需要。

通過云——邊——車端的路徑分發(fā)到車輛，整個(gè)地圖分發(fā)過程利用了邊緣計(jì)算高實(shí)時(shí)性的優(yōu)勢(shì)，有利于

實(shí)現(xiàn)云車之間高效的互聯(lián)互通。

功能要求

表1列出了云端-邊端-車端場(chǎng)景下，自動(dòng)駕駛車輛的行駛范圍和行車路徑、數(shù)據(jù)更新類型、時(shí)間、

頻率、策略、數(shù)據(jù)量等要求。

數(shù)據(jù)量要求的具體計(jì)算可參考附錄A。

表1自動(dòng)駕駛車輛的分發(fā)需求

字段內(nèi)容說明

運(yùn)營場(chǎng)景途經(jīng)車路協(xié)同路線的自動(dòng)駕駛車輛

行駛范圍固定行駛區(qū)域(ODD)，部分線路路側(cè)存在RSU單元

行車路徑ODD區(qū)域內(nèi)固定線路/非固定線路

數(shù)據(jù)更新類型智能駕駛電子地圖數(shù)據(jù)

1）途徑RSU動(dòng)態(tài)完成

數(shù)據(jù)更新頻率2）非運(yùn)營時(shí)段，出車前/充電時(shí)完成

3）行駛時(shí)完成

云端——>邊端：地圖變化即更新

數(shù)據(jù)更新策略

邊端——>車端：10HZ——80HZ

壓縮前：不超過2.35MB

對(duì)數(shù)據(jù)量要求

壓縮后：不超過1.90MB

智能駕駛電子地圖數(shù)據(jù)格式

智能駕駛電子地圖數(shù)據(jù)格式采用（XML）文件格式的數(shù)據(jù)組織方式，其基于國際通用的OpenDrive

規(guī)范，并根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)所針對(duì)的自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)需求拓展修改而成。主要改動(dòng)和擴(kuò)展了以下幾個(gè)方面：

a)地圖元素形狀的表述方式。以車道邊界為例，標(biāo)準(zhǔn)OpenDrive采用基于ReferenceLine的曲線

方程和偏移的方式來表達(dá)邊界形狀，而本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的OpenDrive采用絕對(duì)坐標(biāo)序列的方式描述

邊界形狀；

b)元素類型的擴(kuò)展。例如新增了對(duì)于禁停區(qū)、人行橫道、減速帶等元素的獨(dú)立描述；

c)元素之間相互關(guān)系的描述擴(kuò)展。比如新增了junction與junction內(nèi)元素的關(guān)聯(lián)關(guān)系等；

d)配合無人駕駛算法的擴(kuò)展。比如增加了車道中心線到真實(shí)道路邊界的距離、停止線與紅綠燈的

關(guān)聯(lián)關(guān)系等。

OpenDrive節(jié)點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)部分：

a)Header節(jié)點(diǎn)：包括GeoReference節(jié)點(diǎn)；

b)Road節(jié)點(diǎn)：主要包括RouteView節(jié)點(diǎn)、RoadLink節(jié)點(diǎn)、RoadLanes節(jié)點(diǎn)、RoadObjects節(jié)點(diǎn)；

c)Junction節(jié)點(diǎn)：主要指Junctionoutline、JunctionConnection、JunctionObjectOverlap

Group等部分。

改動(dòng)和擴(kuò)展后的規(guī)格在實(shí)現(xiàn)上更加的簡單，同時(shí)也兼顧了無人駕駛的應(yīng)用需求。

4

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圖3智能駕駛電子地圖數(shù)據(jù)組織形式

數(shù)據(jù)模型

智能駕駛電子地圖的數(shù)據(jù)模型主要分為四大類，分別是道路模型（RoadModel）、車道模型（Lane

Model）、道路標(biāo)記模型（RoadMark）、基本對(duì)象模型（Object）。這四大類模型覆蓋了從地面道路信

息、行駛車道信息、沿路標(biāo)志信息等整個(gè)自動(dòng)駕駛地圖的基礎(chǔ)先驗(yàn)數(shù)據(jù)庫。

智能駕駛電子地圖要素的數(shù)據(jù)模型具體可見附錄表A.1所示。

5.4.1道路模型

道路幾何形狀是指數(shù)據(jù)制作時(shí)，形狀點(diǎn)連接成的道路的幾何形狀、通過形狀點(diǎn)描述道路的幾何形狀

時(shí)，形狀點(diǎn)以坐標(biāo)形式進(jìn)行描述，如道路中心線與道路拓?fù)涞取?/p>

曲率表示道路的彎曲程度，彎曲程度越大曲率值越大。計(jì)算時(shí)，采取曲線擬合的方法，得到各個(gè)形

狀點(diǎn)所在的曲率半徑的倒數(shù)，根據(jù)道路的幾何形狀，進(jìn)行曲線擬合后計(jì)算出離散點(diǎn)的曲率值。

坡度是指道路縱向的起伏程度，道路起伏程度越大說明坡度越大。計(jì)算時(shí)，對(duì)形狀點(diǎn)高程差與水平

距離取反正切計(jì)算得到坡度。

5.4.2車道模型

車道類型指地面道路上該車道的類型，主要包括普通車道、人口車道、出口車道、進(jìn)入匝道、退出

匝道、應(yīng)急車道、連接匝道等。

普通車道指無特殊屬性的車道，一般為主行車道。普通車道普遍指高速中的主路，按照實(shí)際的車道

形態(tài)進(jìn)行制作表達(dá)，并在右側(cè)車道線上賦值主路屬性。車道類型會(huì)賦值在該車道上。

5.4.3道路標(biāo)記模型

道路標(biāo)記模型主要指車道線的樣式，包括無屬性、單實(shí)線、長虛線、雙實(shí)線、左實(shí)右虛線、右實(shí)左

虛線、雙虛線、路沿線、護(hù)欄線。道路標(biāo)線會(huì)賦值在對(duì)應(yīng)的車道線上。

5.4.4基本對(duì)象模型

智能駕駛電子地圖中對(duì)象的類型包括桿、牌、龍門架、地面標(biāo)線等。其中桿類型中包括燈桿、基站

桿、攝像頭桿、交通標(biāo)志牌依附的桿等。而地面標(biāo)線可細(xì)分為多個(gè)子類型，如地面箭頭、地面文字、導(dǎo)

流區(qū)、地面限速等。

5

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對(duì)象表達(dá)為一個(gè)能夠容納整個(gè)對(duì)象的包圍盒，該包圍盒按照對(duì)象的外切線將對(duì)象完全包圍，一個(gè)對(duì)

象對(duì)應(yīng)一個(gè)一個(gè)包圍盒，且包圍盒屬性與對(duì)象的屬性對(duì)應(yīng)。制作范圍為道路兩側(cè)和上方，兩側(cè)制作范圍

一般為道路橫向外20cm，僅制作隸屬于道路的對(duì)象。

6地圖分發(fā)策略

如第5章所述，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的智能駕駛電子地圖應(yīng)用場(chǎng)景包括云端——>邊端和邊端——>車端兩個(gè)

地圖分發(fā)場(chǎng)景。具體流程為：自動(dòng)駕駛車輛在進(jìn)入RSU電子圍欄后發(fā)出地圖請(qǐng)求，云平臺(tái)將切分完成的

智能駕駛電子地圖分發(fā)到邊端服務(wù)器，再由邊端服務(wù)器通過RSU、OBU分發(fā)到車端，從而獲取最新的地圖，

開始自動(dòng)駕駛模式。

本章主要針對(duì)地圖分發(fā)策略進(jìn)行詳細(xì)說明。

分發(fā)策略

6.1.1全量分發(fā)

本文件的實(shí)際測(cè)試采用全量分發(fā)策略。

全量分發(fā)是通過4G/5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)車輛進(jìn)行全量地圖更新，即導(dǎo)航電子地圖廠商根據(jù)地圖要素的變化所

實(shí)現(xiàn)的對(duì)原有地圖的整體更新。全量分發(fā)可分為整體分發(fā)和基于Tile切分的分發(fā)方式。由于全量分發(fā)需

替換全幅地圖數(shù)據(jù)或分發(fā)ODD范圍內(nèi)所有Tile的數(shù)據(jù)，故相對(duì)于增量分發(fā)方式而言，全量分發(fā)處理的數(shù)

據(jù)量大，成本較高。但全量數(shù)據(jù)的后續(xù)更新只需覆蓋式整體替換即可實(shí)現(xiàn)，因此其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

以及數(shù)據(jù)質(zhì)量控制比較簡單。基于全量分發(fā)的優(yōu)勢(shì)，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的實(shí)際測(cè)試選用全量分發(fā)。

6.1.2沿途分發(fā)

本文件規(guī)定的智能駕駛電子地圖分發(fā)策略采用路側(cè)沿途下發(fā)的方案，即沿著自動(dòng)駕駛車輛的起訖點(diǎn)

所確定的行駛路線進(jìn)行多次分發(fā)。這種分發(fā)方式使得每次分發(fā)地圖的數(shù)據(jù)量小，可實(shí)時(shí)更新，實(shí)現(xiàn)邊走

邊發(fā)。另外車內(nèi)地圖拼接過程簡單、迅速，且車輛地圖更新可通過PC5接口下載，節(jié)省流量費(fèi)用，降低

成本。綜上，本標(biāo)準(zhǔn)提出的智能駕駛電子地圖路側(cè)分發(fā)方案具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

下面是沿途下發(fā)方案的具體說明。

圖4是沿途路側(cè)分發(fā)方案的示意圖，汽車行駛路線為P1-P2-P3-P4-P5，圖中共有12個(gè)小方塊，每個(gè)

方塊稱為1個(gè)Tile，單個(gè)Tile大約4km2，而一個(gè)RSU電子圍欄是半徑300m的圓形區(qū)域，面積為0.28km2，

故一個(gè)Tile內(nèi)會(huì)有多個(gè)RSU，二者是一對(duì)多的關(guān)系。后續(xù)沿途RSU作地圖版本檢查，異常情況發(fā)生時(shí)負(fù)責(zé)

下發(fā)地圖，保證了地圖分發(fā)的效率和準(zhǔn)確率。

沿途路側(cè)地圖分發(fā)的具體流程為：

a)獲取地圖圖幅ID：根據(jù)OD點(diǎn)確定自動(dòng)駕駛車輛的行駛路徑，從而明確需要獲取的智能駕駛電子

地圖的圖幅ID；

b)地圖分發(fā)至RSU：路側(cè)設(shè)備RSU應(yīng)能存儲(chǔ)一定范圍內(nèi)智能駕駛電子地圖。如第5章所述，地圖沿

云平臺(tái)——>邊端——>RSU的路徑下發(fā)并儲(chǔ)存在RSU中；

c)車輛數(shù)據(jù)接收：當(dāng)自動(dòng)駕駛車輛進(jìn)入RSU電子圍欄范圍后，向云平臺(tái)發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求，接收需要

的地圖圖幅ID的數(shù)據(jù)，走到下一個(gè)范圍時(shí)，刪除前一時(shí)刻的圖幅數(shù)據(jù)，直至進(jìn)入下一個(gè)RSU范

圍接收下一個(gè)圖幅數(shù)據(jù)。因此，車上永遠(yuǎn)只保持1-2個(gè)圖幅數(shù)據(jù)，故本地圖切分方案具有數(shù)據(jù)

存儲(chǔ)量小、更新速度快的優(yōu)勢(shì)。

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圖4沿途路側(cè)分發(fā)方案

整合策略

本節(jié)定義說明整合策略的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)編譯、分包及重傳機(jī)制等。

6.2.1通信協(xié)議

實(shí)現(xiàn)RSU和OBU的通信，需要使用兩個(gè)AID：AID1和AID2。RSU在AID1上按照一定的頻率廣播自己擁有

的電子地圖的TireID和版本號(hào)。OBU在AID1上接收該廣播的消息，并且對(duì)比自己設(shè)備上電子地圖的TireID

和版本號(hào)，當(dāng)存在更新的版本時(shí)，在AID2上下載最新的電子地圖。AID2上下載地圖時(shí)，以O(shè)BU（client

端）發(fā)送請(qǐng)求特定TileID的地圖為起始時(shí)刻。

6.2.2數(shù)據(jù)編譯

進(jìn)行數(shù)據(jù)編譯時(shí)，各標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的含義如附錄表A.2所示。

6.2.3分包及重傳機(jī)制

智能駕駛電子地圖分發(fā)及重傳機(jī)制的具體步驟如下：

a)Client端/OBU端：請(qǐng)求下載TileID的地圖；

Command：REQTileID

b)Server端/RSU端：接收到1的REQ后，發(fā)送對(duì)應(yīng)申請(qǐng)的TileID的電子地圖的基本信息。超時(shí)k秒

未收到ACK，重發(fā)，最多2次，后退出；

Command：FILEMSGFileSizePacketnumfileCRC

c)Client端/OBU端：接收到FILEMSG后，準(zhǔn)備維護(hù)一個(gè)丟包序列，創(chuàng)建一個(gè)接收的文件，返回

ACK_FILEMSG，并開始僅接收DATA數(shù)據(jù)包，當(dāng)收到FILEEND數(shù)據(jù)包時(shí)停止接收DATA；

Command：ACK_FILEMSGFileSizePacketnumfileCRC

Command:FILEEND

d)Server端/RSU端：接收到3的ACK_FILEMSG后，發(fā)送分片文件數(shù)據(jù)DATA包。直到發(fā)送完畢，發(fā)送

END包；

Command:DATAPacketIDFilePosPacketLenCRCData

Command:FILEEND

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e)Client端/OBU端：每收到一個(gè)驗(yàn)證通過的DATA包，在維護(hù)的丟包序列里面去除該P(yáng)acketID，并

將該包寫入file對(duì)應(yīng)的FilePos位置里。當(dāng)收到FILEEND包，檢查丟包隊(duì)列，若無丟包，則發(fā)送

ACK_FILEEND.結(jié)束通信或發(fā)送新的REQ；

Command:ACK_FILEEND

若有丟包，則發(fā)送ACK_RESEND包.超時(shí)未收到RESEND包，則至多重傳2次。

Command：ACK_RESENDPacketIDFilePosPacketLenCRC

f)Server端/RSU端：超時(shí)未收到ACK_FILEEND或ACK_RESEND消息，則重傳FILEEND，至多兩次。當(dāng)

收到ACK_FILEEND的時(shí)候，等待REQ或REQ_DOWNLOAD。當(dāng)收到ACK_RESEND時(shí)，發(fā)送對(duì)應(yīng)的包：

Command:RESENDPacketIDFilePosPacketLenCRCData

g)Client端/OBU端：每收到一個(gè)RESEND包，在維護(hù)的丟包序列里面去除該FrameID，并將該包寫

入file對(duì)應(yīng)的FilePos位置里。檢查丟包隊(duì)列，若無丟包，則發(fā)送ACK_FILEEND，結(jié)束通信；否

則發(fā)送ACK_RESEND包；

h)Server端/RSU端：接收到ACK_FILEEND，回到等待1.REQ的過程。

以上步驟可用流程圖表示，如圖5所示：

圖5PC5數(shù)據(jù)下發(fā)分包及重傳流程圖

6.2.4優(yōu)化策略

為有效地提高分包及重傳效率，實(shí)際測(cè)試中采取了如下優(yōu)化措施：

a)拆包時(shí)，單包數(shù)據(jù)傳輸前增加checksum。傳輸完成后先校驗(yàn)，當(dāng)校驗(yàn)成功再解壓縮；

b)設(shè)置OBU端接收超時(shí)的消息timeout；

c)針對(duì)OBU接收回復(fù)增加超時(shí)或者異常的情況，增加設(shè)置對(duì)應(yīng)的異常回復(fù)消息類型；

d)增加最大重發(fā)次數(shù)設(shè)置；

e)每包數(shù)據(jù)大小、發(fā)送間隔時(shí)間等參數(shù)都從同一個(gè)配置文件里讀取；

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f)增加壓力測(cè)試腳本，腳本中動(dòng)態(tài)修改配置文件中的數(shù)據(jù)包大小和間隔時(shí)間等參數(shù)，通過不同參

數(shù)組合的下發(fā)數(shù)據(jù)成功率，找到最合理的參數(shù)配置；

g)增加地圖版本查詢字段。

分發(fā)路徑

本節(jié)定義說明數(shù)據(jù)穩(wěn)定支持分發(fā)的的路徑，包括分發(fā)對(duì)象、通訊方式、分發(fā)場(chǎng)景、數(shù)據(jù)配置要求等。

智能駕駛電子地圖分發(fā)路徑包括云端-車端和邊端-車端，整個(gè)下發(fā)流程為云平臺(tái)——>邊端服務(wù)器

——>RSU——>車端，具體可參考第5章和6.1節(jié)的內(nèi)容。分發(fā)路徑的數(shù)據(jù)端和數(shù)據(jù)傳輸方式如表2。

表2應(yīng)用場(chǎng)景數(shù)據(jù)流

數(shù)據(jù)流向

數(shù)據(jù)流傳輸方式

數(shù)據(jù)流出端數(shù)據(jù)流入端

云端：云平臺(tái)邊端：GPU服務(wù)器光纖/有線以太網(wǎng)

邊端：GPU服務(wù)器路端：RSU以太網(wǎng)

路端：RSU車端：OBUPC5

分發(fā)數(shù)據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)支持分發(fā)的數(shù)據(jù)類型為智能駕駛電子地圖數(shù)據(jù)，采用XML文件格式的數(shù)據(jù)組織方式?？蓴U(kuò)展

標(biāo)記語言XML是一種標(biāo)記語言，用于以人類可讀和機(jī)器可讀的格式對(duì)文檔進(jìn)行編碼。這種文本數(shù)據(jù)格式

的好處是通過Unicode為不同的人類語言提供強(qiáng)大的支持，并且廣泛用于表示任意數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

智能駕駛電子地圖數(shù)據(jù)類型基于國際通用的OpenDrive規(guī)范，并根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)所針對(duì)的自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)

需求拓展修改而成。OpenDrive是一種描述道路網(wǎng)絡(luò)邏輯的開放格式規(guī)范，其目標(biāo)是規(guī)范邏輯描述整個(gè)

道路網(wǎng)絡(luò)，以方便不同駕駛模擬器之間的數(shù)據(jù)交換。

關(guān)于改動(dòng)和擴(kuò)展的內(nèi)容，具體可參考5.3節(jié)。OpenDrive源文件裁剪優(yōu)化后大概749KB。

分發(fā)能力

為研究數(shù)據(jù)應(yīng)用端之間地圖分發(fā)能力、服務(wù)穩(wěn)定性、分發(fā)速度、單次分發(fā)數(shù)據(jù)量等，本標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)不

同分發(fā)距離、分包大小、發(fā)包頻率等參數(shù)，進(jìn)行了多次靜態(tài)電子地圖傳輸測(cè)試，并考慮文件壓縮對(duì)地圖

分發(fā)能力的影響，形成最優(yōu)的分包、頻率、重傳次數(shù)配比，得出可靠性的結(jié)論。

6.5.1基礎(chǔ)能力測(cè)試

在正式的壓力測(cè)試之前，首先進(jìn)行路測(cè)到車端的地圖分發(fā)基礎(chǔ)能力測(cè)試，目的是對(duì)地圖分發(fā)能力有

初步的了解和判斷。故基礎(chǔ)能力測(cè)試組數(shù)少，但分發(fā)大小和發(fā)送頻率范圍較大，有利于確定兩者是否存

在上下限值。

6.5.1.1測(cè)試步驟

a)兩臺(tái)設(shè)備靜止不動(dòng)，相距50m，100m，300m（目測(cè)，不精準(zhǔn)）共做三部分的測(cè)試；

b)一臺(tái)設(shè)備作為server，控制其每包大小和發(fā)送頻率；另一臺(tái)設(shè)備作為client，發(fā)送請(qǐng)求下載

server上的文件（tileid1：send.xml.gz-5.6Mb）；

c)記錄不同距離，不同包大小，不同發(fā)送頻率下，文件下載完成的時(shí)間。

6.5.1.2測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果如表3所示：

表3基礎(chǔ)能力測(cè)試結(jié)果

每包大小/bytes發(fā)送頻率/Hz距離/m下載完成的時(shí)間備注

501min17s無重傳

8000101001min18s無重傳

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3001min20s有個(gè)位數(shù)的包重傳

501min17s約有70%的包重傳

80001001001min17s約有70%的包重傳

3001min30s約有90%的包重傳

501min17s無重傳

4000201001min17s無重傳

3001min21s有少量重傳

501min17s無重傳

4000101001min17s無重傳

3001min18s無重傳

501min35s約有80%的包重傳

40001001001min32s約有80%的包重傳

3001min40s約有90%的包重傳

6.5.1.3結(jié)論

a)存在分發(fā)數(shù)據(jù)速度上限約80Kb/s：結(jié)合此次文件傳輸測(cè)試以及上次發(fā)包頻率和發(fā)包大小的兩次

測(cè)試結(jié)果來看，對(duì)于8000bytes*10Hz，和4000bytes*20Hz來說，結(jié)果是相近的。因此存在

一個(gè)上限值約為80kb/s，當(dāng)發(fā)包的設(shè)置超過該上限值時(shí)，會(huì)有丟包且需要重傳，反之當(dāng)小于這

個(gè)上限值時(shí)，收包的丟包率幾乎為0。

b)丟包率受多種因素影響：設(shè)備丟包率實(shí)際上還受到距離，障礙物遮擋，信道忙率等多種因素影

響。在距離較遠(yuǎn)，障礙物較多，上百個(gè)設(shè)備通信的大規(guī)模場(chǎng)景中，丟包會(huì)較嚴(yán)重。

6.5.2壓力測(cè)試

在完成基礎(chǔ)能力測(cè)試之后，對(duì)發(fā)包頻率和發(fā)包大小的水平進(jìn)行細(xì)分，在不同距離下設(shè)置多個(gè)組合，

進(jìn)行壓力測(cè)試。

6.5.2.1測(cè)試步驟

a)選擇兩臺(tái)設(shè)備靜止不動(dòng)，分別相距10m，150m，300m進(jìn)行靜態(tài)地圖傳輸壓力測(cè)試；

b)其中一臺(tái)設(shè)備作為server，另一臺(tái)設(shè)備作為client，發(fā)送請(qǐng)求下載server上的文件（tileid1：

send.xml.gz-5.6Mb）；

c)記錄不同的距離、發(fā)包大小、發(fā)包頻率下，文件下載完成的時(shí)間和丟包重傳次數(shù)。

6.5.2.2測(cè)試組合

進(jìn)行壓力測(cè)試的分包大小、頻率組合、總數(shù)據(jù)包等參數(shù)的組合如表4所示，并記錄每一組的下載完

成時(shí)間和重傳次數(shù)：

表4壓力測(cè)試組合

每包大小/bytes發(fā)送頻率/h總數(shù)據(jù)包距離/m

10,20，……100

800070510，150，300

共10個(gè)頻率

10,20，……100

700080610，150，300

共10個(gè)頻率

10,20，……100

600094010，150，300

共10個(gè)頻率

10,20，……100

5000112810，150，300

共10個(gè)頻率

10,20，……120

4000141010，150，300

共12個(gè)頻率

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10,20，……130

3000188010，150，300

共13個(gè)頻率

10,20，……130

2000282010，150，300

共13個(gè)頻率

6.5.2.3測(cè)試結(jié)果

由于實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)較多，在此不詳細(xì)列出每一組測(cè)試結(jié)果，僅列出由結(jié)果得出的推薦分包大小和頻

率組合，如表5所示。

表5發(fā)包大小和頻率組合推薦

遠(yuǎn)（200m以上或遮擋較多）近（150m內(nèi)遮擋較少）5.6MB文件傳遞完成大致時(shí)間

8000*30Hz8000*40Hz26~39s

7000*30Hz7000*40Hz29-35s

6000*30Hz6000*40Hz26-40s

5000*40Hz5000*50Hz25-45s

4000*40Hz4000*50Hz31-38s

3000*70Hz3000*80Hz26-35s

2000*110Hz2000*110Hz28-30s

6.5.2.4結(jié)論

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，有以下結(jié)論：

a)對(duì)于不同大小的包，有最適合的發(fā)包頻率，使下載時(shí)間最短，丟包重傳次數(shù)較少。此外，下載

時(shí)的距離會(huì)對(duì)丟包重傳次數(shù)有影響，距離越大，傳輸時(shí)丟包重傳次數(shù)越多，此時(shí)下載時(shí)間也會(huì)

變長。綜合考慮下載時(shí)長和距離的影響，得出推薦的發(fā)包大小和頻率組合，記錄在表7。

b)由于此次測(cè)試環(huán)境基本是在無過多遮擋的情形下完成的，在設(shè)備較多，遮擋較多，環(huán)境較為復(fù)

雜的情況下，遠(yuǎn)距離下載時(shí)丟包率可能會(huì)更高，下載時(shí)間會(huì)更長。考慮到這種情況，在表7的

推薦組合的基礎(chǔ)上，可以略微下調(diào)各個(gè)發(fā)包頻率，從而保證更加有效的傳輸。

c)對(duì)于一些表現(xiàn)較好的情形，以下特別列出：

表6部分表現(xiàn)優(yōu)秀組合測(cè)試結(jié)果

距離發(fā)包大小和頻率組合5.6MB文件傳遞完成大致時(shí)間

10m5000*80Hz16s

10m5000*90Hz17s

150m8000*30Hz26s

300m3000*80Hz28s

6.5.3壓縮前后對(duì)比測(cè)試

為比較地圖文件壓縮分包和未壓縮分包的分發(fā)完成時(shí)間的差異，設(shè)置對(duì)比測(cè)試。

6.5.3.1測(cè)試步驟

a)兩臺(tái)設(shè)備靜止不動(dòng)，相距10m，150m，300m共做三個(gè)距離的壓力測(cè)試測(cè)試；

b)一臺(tái)設(shè)備作為server；另一臺(tái)設(shè)備作為client，發(fā)送請(qǐng)求下載server上的文件。此次測(cè)試server

發(fā)送兩個(gè)類型的文件，一個(gè)是未壓縮的原地圖文件（約749kB），一個(gè)是使用rar壓縮后的文件

（約80KB）。client端對(duì)發(fā)來的壓縮文件，發(fā)起請(qǐng)求至解壓完畢的時(shí)間作為下載完成的時(shí)間；

對(duì)未壓縮的原地圖文件，直接統(tǒng)計(jì)下載完成的時(shí)間；

c)記錄每個(gè)距離，每個(gè)發(fā)包大小，發(fā)包頻率下，文件下載完成的時(shí)間和丟包重傳次數(shù)。

6.5.3.2測(cè)試組合

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壓縮前后對(duì)比測(cè)試的組合如下表所示：

表7壓縮前后對(duì)比測(cè)試組合

每包大小/bytes發(fā)送頻率/Hz距離/m不壓縮總數(shù)據(jù)包壓縮后總數(shù)據(jù)包

10，20，……，100

800010,150,300969

共10個(gè)頻率

10，20，……，100

700010,150,30010911

共10個(gè)頻率

10，20，……，100

600010,150,30012813

共10個(gè)頻率

10，20，……，100

500010,150,30015315

共10個(gè)頻率

10，20，……，100

400010,150,30019219

共10個(gè)頻率

10，20，……，100

300010,150,30025525

共10個(gè)頻率

10，20，……，100

200010,150,30038338

共10個(gè)頻率

有關(guān)測(cè)試記錄的說明如下：

a)分包大小的分組為：2000bytes，3000bytes，4000bytes……，8000bytes，共七個(gè)水平；

b)發(fā)送頻率的分組為：10Hz，20Hz，30Hz，……，100Hz，共10個(gè)水平；

c)還需統(tǒng)計(jì)每次測(cè)試的不壓縮重傳次數(shù)、壓縮下載丟包重傳次數(shù)等指標(biāo)。

6.5.3.3測(cè)試結(jié)果

通過比較地圖壓縮前后的完成時(shí)間，來分析兩者分發(fā)能力的差異。

由于實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)較多，在此不詳細(xì)列出。主要有以下結(jié)果：

a)對(duì)比壓縮文件以及不壓縮文件發(fā)送下載的時(shí)間，壓縮發(fā)送并在Client端解壓的效率更高，平均

壓縮時(shí)間為45ms，平均解壓縮時(shí)間16ms，基本下載完成的時(shí)間僅為26秒；

b)300m無測(cè)試記錄，原因是此次測(cè)試場(chǎng)所(T字路口)無300m直道，而300m彎道距離由于遮擋過多

無法收到消息，RSU在地上或許有一定的影響，此次測(cè)試極限距離大約就為150m；

c)存在特殊情況：即便收到所有的包，但由于文件CRC校驗(yàn)時(shí)出錯(cuò)，Client會(huì)重新發(fā)送這個(gè)文件

下載的Request。

6.5.3.4結(jié)論

從測(cè)試結(jié)果中，可以得出結(jié)論：server端發(fā)送壓縮文件至client端接收并解壓所用的時(shí)間更短，地

圖分發(fā)能力更強(qiáng)，效率更高。

OBU測(cè)試

為驗(yàn)證市面上的OBU設(shè)備是否滿足地圖分發(fā)的要求，選擇三種不同OBU設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果如下所示：

6.6.1OBU1

直道：

表8OBU1直道測(cè)試結(jié)果

距離/m收包時(shí)間/min收包數(shù)丟包率

1013060

5013060

11090.64

100

12810.082

20012830.075

12

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30012930.042

37011890.382

彎道：

表9OBU1彎道測(cè)試結(jié)果

有無遮擋距離/m收包時(shí)間/min收包數(shù)丟包率

50-35100

有遮擋-樹木

35-351860.719

50-50100

有遮擋-樓房

50-201290.905

6.6.2OBU2

直道：視距情況下無遮擋

表10OBU2直道測(cè)試結(jié)果

距離/m發(fā)包數(shù)量/個(gè)平均時(shí)延/ms丟包率

100100021.7580

200100021.6130

300100021.7800.1%

彎道：非視距情況下，中間有一片樹林作為遮擋物

表11OBU2彎道測(cè)試結(jié)果

距離/m發(fā)包數(shù)量/個(gè)平均時(shí)延/ms丟包率

100100021.6990

200100021.7210

300100021.7980.5%

6.6.3OBU3

RSU和OBU距離在250米到300米，基本沒有丟包，時(shí)延根據(jù)距離不同在5~8ms之間。在多用戶

背景壓力測(cè)試的條件下，V2V同向，間隔30米，統(tǒng)計(jì)丟包率0.68%，時(shí)延20ms~30ms。

6.6.4結(jié)論

綜合以上結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：

a)直道的透?jìng)髂芰Υ笥趶澋溃?/p>

b)距離增加以及遮擋物的存在，將使得丟包率增加；

c)盡管測(cè)試的集中OBU設(shè)備各有優(yōu)劣，但均滿足實(shí)際使用需求。

因此，常用的OBU設(shè)備均能滿足本標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)的智能駕駛電子地圖的分發(fā)需求。

7地圖解析驗(yàn)證

地圖啟動(dòng)

為了驗(yàn)證實(shí)際場(chǎng)景下智能駕駛電子地圖的可用性，需要對(duì)地圖文件進(jìn)行解析驗(yàn)證。首先啟動(dòng)本標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)的智能駕駛電子地圖。

13

T/ITS136.1-XXXX

圖6地圖啟動(dòng)

配置及讀取設(shè)置

新建new_map，地圖文件命名為apollo_map.xml,添加配置掛載地圖命名為new_map,讀取文件為

apollo_map.xml。

圖7配置及讀取設(shè)置

解析測(cè)試

為了使用智能駕駛電子地圖框架下Map模塊中的方法opendrive_adapter.cc解析并讀取文件，方法

調(diào)用Adapter中的xml_parser針對(duì)道路的不同元素部分進(jìn)行解析。